航空母艦,是當今世界海軍裝備中的霸主,是各國海軍都夢寐以求的艦隊核心,而核動力航母更是航空母艦中的驕子,是當前人類船舶科學技術的頂尖作品。
核動力潛艇,特別是搭載了戰略導彈的核潛艇,是目前人類建造的單艘威力最大的武器,一艘搭載十多枚潛射彈道導彈的戰略核潛艇其火力投送能力甚至超過一整支航母戰鬥群。不過,仔細觀察不難發現:儘管都是核動力驅動,但是全球能夠建造核動力潛艇的國家只有5個,而能造核動力航母的國家,至今也只有2個。實際上核動力航母的技術門檻相對於核潛艇而言,提升絕不是一星半點那麼簡單。
(全球只有美法2個國家有核動力航母,圖中為尼米茲級和戴高樂號)
艦用核動力裝置的基本原理是一樣的,都是利用核材料衰變放熱的原理燒開水。通過燒開水產生的高壓水蒸氣帶動蒸汽輪機,為艦艇提供動力,同時帶動發電機,給艦艇供電。然而就是這個燒開水的過程,在潛艇和航母之間卻有着巨大的技術鴻溝。
以核潛艇為例,目前全球可以獨立建造核潛艇的國家大概算五個半,分別是美國、英國、法國、中國、俄羅斯和印度。前五個是聯合國五強,這個不需贅述,最後半個自然是南亞大國印度,印度目前自製的"殲敵者"號雖然沒有任何動靜,但是起碼確認是造出來了,所以算"半個"。
(潛艇核反應堆示意圖)
但是如果仔細研究就會發現,全球裝備核動力航母的國家目前只有美國和法國,而嚴格來說,擁有專用航母核反應堆的國家,只有美國,法國都沒有。航母核動力系統的門檻就是這麼高——全球近200個國家,目前只有美國一家能造。
實際上艦用核反應堆最初就是由潛艇核反應堆發展而來,但是航母並非一般的艦船,因此航母使用的核反應堆有其自身獨特的要求。這個要求主要歸結起來就是不必在乎噪音水平,但是功率要大。
首先,潛艇的作戰環境特殊,因此靜音是潛艇最好的保護,所以潛艇使用的核反應堆第一要求就是靜音,在冷戰期間,蘇聯的核潛艇部隊是全球首屈一指,但是由於蘇聯的技術水平不行,導致蘇聯核潛艇的平均噪音明顯大於同期美式核潛艇,這讓蘇聯核潛艇在水下對戰中反而經常處於劣勢。
但是航母就沒有這種要求,航母本身排水量就大,而且是水面艦艇,因此航母有足夠的空間使用各種靜音隔音的技術和設備,而且航母通常以艦隊形式活動,整個艦隊的噪音無論如何也大於一艘單獨的軍艦或者潛艇,所以降噪本身對航母意義不大。
(航母和核潛艇的戰術要求不同,因此無法直接通用動力裝置)
其次,航母核反應堆的功率要遠遠大於核潛艇的反應堆,因為即使是噸位巨大的戰略導彈核潛艇,其排水量也遠小於航空母艦。目前美軍的俄亥俄級戰略導彈核潛艇水下排水量僅為1.8萬噸,俄羅斯目前現役最先進的"北風之神"級戰略核潛艇排水量為2.4萬噸,僅相當於現代輕型航母的水平,而歷史上最大的颱風級核潛艇,其排水量也僅有4.6萬噸,略大於法國和印度的航空母艦,但是和10萬噸的美軍核動力航母相比,可謂是小巫見大巫。
正是由於核潛艇噸位較小,因此對於動力裝置的功率要求相對較低,而航母為了順利放出和回收飛機,對於航速有嚴格的要求,這也意味着航母對於動力系統的功率要求非常高。
(全球最慢航母——法國海軍戴高樂號航母)
同樣以前蘇聯颱風級核潛艇為例,颱風級安裝有2台VM-5型核反應堆,配套2台GT3A型蒸汽輪機,整個動力組總共輸出功率8.6~10萬馬力,而滿載排水量9.4萬噸的企業號核動力航母則安裝了8台西屋公司的A2W核反應堆,總共輸出功率高達28萬馬力!企業號核動力航母的滿載排水量不到颱風級核潛艇的2倍,但是動力輸出卻達到了颱風級的約3倍!航母對於動力系統的要求之高由此可見一斑。所以從這個角度上說,那種認為可以直接把核潛艇的核反應堆直接搬上航母的看法無疑是在講笑話。而且其實這個虧,法國海軍是吃過的。
當初法國在建造戴高樂號航母時,就想當然的把凱旋級核潛艇的核反應堆直接裝在航母上,結果試航時發現功率不足,航母最高只能跑到25節(法國海軍死不承認,堅持稱可以跑到27節,所以就見仁見智吧),因此被戲稱為最慢航母(即使按27節算,也是最慢航母)。在實際使用中存在諸多不便,特別是由於航速低,不僅艦隊部署速度慢,而且由於航速慢,在起降陣風戰鬥機時,其限制條件比美式航母還要苛刻,總之就是一句哪哪都不好用,再加上價格昂貴,所以法國政府直接取消了2號艦的建造計劃。
(093型核潛艇的技術性能相當高,但其核反應堆卻不能直接"移植"到航母上)
對於正在發展航空母艦的我國而言,穩紮穩打才是最優的方案。目前我國在潛艇用核反應堆技術方面已經比較成熟,經過091/092和093/094兩代核潛艇的設計開發,我國已經充分掌握了潛艇用核反應堆的技術。目前我軍現役093型核潛艇已經基本達到美軍現役"洛杉磯"級核潛艇後期型的水平,儘管和美軍最新的"弗吉尼亞"級還有差距,但是已經具備與美國核潛艇正面對抗的基本實力。
但是對於核動力航母所使用的核反應堆而言,我國依然是空白,而且有法國海軍的教訓在前,我們自然不可能簡單地把核潛艇反應堆直接搬上航母。有鑑於此,我國有必要開發單獨的艦用大功率核反應堆,只有突破這一技術,才能保證中國核動力航母的作戰性能。
(核動力航母也需要進行日常補給,而為航母護航艦隊也同樣需要補給)
如果單純從戰術角度看,我國其實並沒有必要一定要開發核動力航母。因為航母不會單獨出航,通常是以艦隊形式執行任務,而由於為航母護航的驅逐艦、護衛艦等艦艇並非核動力艦艇,因此這些船隻一樣需要進行海上加油,同時經過作戰後任何軍艦、包括航母都需要補充彈藥和給養。所以單純給航母裝上核動力裝置,並沒有太大的戰術優勢。
但是研發航母配套的核動力系統,將會帶動有關核技術及其周邊技術的發展,客觀上促進一個國家的科學技術的進步,所以從這個角度上說,我們中國的航母發展規劃最終一定是發展類似於美軍那種大型核動力航空母艦,而"啃"下艦載大功率核反應堆這塊硬骨頭,無論是對於國防還是對於民用科技發展,都有着重要的戰略意義。
(雖然現在我國海軍2艘航母均為滑躍式起飛設計,但是很快會裝備帶彈射器的"大平頂"型航母,不過大型核動力航母可能還需要等上一段時間)




