目前,中国正在建造第二艘国产航母,该舰排水量约为5 万吨,依然采用的是常规动力,为什么中国不发展核动力航母呢?
核动力航母的优势
核能是一种低碳、高效、经济的大规模能源,现役的核动力航空母舰,如美国的“尼米兹”级、“福特”级和法国的“戴高乐”号,使用的都是压水型反应堆,压水堆具有结构简单、紧凑、体积轻小、操作灵活,更适合舰船动力的优点。
其核动力系统由反应堆及一回路系统、二回路系统、综合控制系统、专设安全与辐射防护系统、推进系统等几部分组成,包括反应堆、 蒸汽发生器、稳压器、主冷却剂泵、主汽轮齿轮机组、推进轴系等主要设备,以及维持核动力系统正常运行、保证对人员健康和安全不会造成特别危害。
核动力航母的续航能力极为强大,加一次核燃料即可长期续航,提升其自持力与战斗力,并且,通常无须携带大量燃料。可为全舰节省出大量空间及载重吨位, 一方面可装载更多的航空燃油,以满足舰载机的作战需求 ;另一方面则可以装载更多的武器装备与人员。核动力装置有效解决了航空母舰对动力的能量需求,如弹射装置、飞机升降机及阻拦装置的能量需求,在同样规格的前提下,核动力航母比常规动力航母综合作战能力更强。
美国其实核动力航母起步很早。早在1946年海军方面认为传动动力模式有可能会影响飞机的起降安全。
后期美国国力不断提升,上世纪50年代开始,美国核武器数量开始井喷,核动力航母也在这个时候开始发展。2009年5月12日,美国“小鹰”号常规动力航空母舰结束了 长达48年的服役期,正式退出现役,给美国海军常规动力航空 母舰时代画上了句号。至此,美国海军现役航空母舰已全部为 核动力航空母舰,开始步入全核动力航空母舰时代。美国是世界上拥有核动力航母数量最多的国家,先后建设达11艘,且均为大型核动力航母,共分为“企业”级、“尼米兹”级及最新的“福特”级。
核动力航母建造多难
中国之所以还没有开始建造核动力航母,是因为核动力航母也存在一定的问题,主要集中为成本高昂以及核安全问题。大型航母从建造、服役到维护、退役等诸多环节,在其全寿命周期内投入费用都极为高昂,美国建造福特号航母,造价达约130亿美元,是美国海军有史以来造价最高的一艘舰船.。
而核动力航母由于其存在放射性泄露和污染的风险,反应堆一回路完全只能采取遥控和自动化措施,提升了装置的造价。同时由于核安全的特殊性,目前需要采取多重措施来保证核安全。
虽然从工程原理上来看,核动力航母和核潜艇所采用的反应堆相差不大。但航母的核动力系统要比核潜艇复杂,因舰艇吨位不同,对反应堆的功率要求不一样,而且在机动灵活性、操纵性、舰机适配性等方面有较高要求,仅靠简单复制或增加反应堆数量并不能解决所有问题。所以必须研发专用的大功率反应堆。譬如,“企业”号是世界上第一艘核动力航母,出于提升动力的考虑,一共安装了8 台A2W 反应堆,不仅占用大量空间, 而且在使用过程中暴露出很多问题。
所以后来美国尼米兹级采用美国西屋公司制造的2座A4W压水反应堆(后几艘采用通用电气的A1G压水反应堆),每台轴功率为130000马力,总功率为260000马力。
此外,高浓缩燃料棒技术水平也对航母作战运用的适用性产生较大影响:燃料棒铀浓缩程度越 高,反应堆持续工作的时间就越长,航母在全寿命期内更换核燃料的次数就越少。美国舰艇用反应 堆的核燃料均为高浓缩铀。
拥有几十年航母经验的法国,法国的“戴高乐”号核动力航母2001年开始服役,但是其动力方面存在较大缺陷,美国的核动力航母、核潜艇能够使用20 年甚至30 年不更换核燃料,但“戴高乐”号却不到7 年就要更换一次燃料,最高航速也只能达到25节,和美国在核动力航母上具有极大的技术差距。
而半成品的“戴高乐”整个项目耗资800亿法郎,比原计划投资高出了近6倍,预算超支的状况实在令人瞠目,成为法国的一个巨大黑洞。
还有一个很大的问题,美国的核动力航母其实也不成熟,核动力舰艇的更换燃料花费惊人,同时降低了出勤率。美军核动力航母的维护频率很高,几乎服役期的三分之一时间都在维修,普遍超出了外界的估计。美国目前有钱,这样的问题就还不是问题。
总结
中国还在刚刚建造1艘国产航母,虽然与常规动力相比,核动力航母加速性能和续航能力方面有很大优越性,但我们却缺乏核动力航母建造技术和使用经验。
辽宁舰和山东舰的建造帮助中国总结出了一系列常规动力航母的经验,如果下一艘航母采用核动力系统,从辽宁舰开始积累的经验就没有作用了,等于一切从零开始,欲速则不达,我们应该积累充分的经验之后,再来建造核动力航母。
当然,根据中船重工的文件,中国肯定要发展核动力航母。因此,可以预见,中国拥有自己的核动力航母的日子不会太远。我们也可以期待一下。