核动力航母的反应堆和锅炉研发成本非常高,需要多造航母来分担成本。
而大点的航母就算苏联法国英国这个级别的国家也只能造1-2艘,要分担全部的核动力系统研发费用那太贵了(法国的戴高乐使用的核潜艇反应堆拉大车然后跑几步就喘不上气了)。
而美国的核动力航母是十艘起步,分担后核动力研发成本就可以接受了(美国的计算是核动力航母的全寿命成本低于常规动力,尤其是福特这种一根次加芯终身使用)。但这个计算结果仅限于装备10艘核动力的美国海军。
不仅是在航母领域,在所有动力领域,核动力都是个性价比曲线非常陡峭的动力系统。不管是柴油机、蒸汽轮机还是燃气轮机,都有非常强的适应性和兼容性,而核动力真的是专型专用。
具体到航母上,航母动力有三个选择,蒸汽轮机、燃气轮机和核动力(不考虑联合动力)。可能很多人认为核动力不需要大量燃油,天生有体积小的优势。但现实是,采用核动力的企业号用于航空的容积比采用蒸汽轮机的小鹰号多20%,但前者吨位却比后者多25%(此外,可能很多人也以为核动力功率要比常规动力强,但实际上10万吨级的企业号动力和8万吨级的小鹰号是一样的,都是28万马力)。蒸汽轮机其实要比反应堆小很多,如果核动力装置不能专型大型化高密度,那么在体积和吨位上反应堆+蒸汽轮机并不比燃油+锅炉+蒸汽轮机有优势,而常规动力航母可以直接采用驱逐舰的动力系统,省下这笔研发费用。其次,核动力并不比常规动力省钱,虽然在发电领域,核动力省钱,但那是民用的发电站。航母反应堆强调高密度小体积,所以维护工作非常难,如果堆芯寿命不长,考虑到通货膨胀的因素,更换堆芯的钱几乎和建造时购买整个反应堆的钱相当。加上核动力维护专业性更强,不像常规动力因为通用性可以和其他舰艇分摊维护成本,所以即使到了美国第三代核航母福特级这样全寿命内不需要更换堆芯的程度,核动力的福特级仍然比常规动力的福特级全寿命周期成本高20-25%。
从采用核动力,使航母航程大增,具有更强的战略机动能力。到提高反应堆单堆功率密度,使其在体积上优于常规动力。再到提高堆芯寿命,使其全寿命周期成本不比常规动力高多少,美国花了60年,中国要想完全获得核动力的“更强的战略机动能力、体积比常规动力小、全寿命周期成本不比常规动力高多少”的优点,不付出足够的时间成本是不行的。另外,核动力也有其缺点,在航率低,忽略人为因素,常规动力航母的在航率在75%-80%左右,而核动力航母维护时长要比常规动力长,在航率一般在70%以下,扣除必要的训练时间和奔赴战场的在途时间,常规动力航母真正有用的任务和值勤时间可能要比核动力航母高上不少,当然这与任务海域到维护母港的距离有关,常规航母的战略机动能力要比核动力弱。
综上,如果中国舰用反应堆达不到和尼米兹相近的技术水平,那么其和常规动力相比优势并不明显,航母上核需稳妥。
对我国来说,小型核动力设施应该不会是太难的问题
主要是为什么非要建核动力?
老美全核动力,主要当年老美要建全核舰队
你航母核动力,舰队都是非核,也没啥太大的用处
而且核动力的保养期,维护期非常长
老美为啥要搞这么多航母,因为长期有一半在维护啊
我国如果要搞核也要面临这个问题
如果你建十万吨核动力,你一下就得建俩,这俩得轮班,你才能保证永远有一艘值班舰
如果就建一艘那就非常尴尬了,出去玩一段时间就得消失一段时间
说一千道一万
核动力航母并不是说就是比常规动力牛
各有优缺点而已
我国还处在航母发展的初期,而且远洋航行的需求并没有那么大
毕竟隐身四代机都搞出来了
核动力航母
并不是什么天顶星科技
核动力是很贵的。
因为核动力很贵,所以只有大甲板舰队航母有使用核动力的资格,弄个全通甲板放几架 STOVL 飞机的所谓 "航母" 自动靠边站。
那么这个问题就变成核动力大甲板舰队航母难建吗?
即使把核动力这三个字去掉,大甲板舰队航母仍然是很难的。从蒸钢活塞螺旋桨时代起,舰队航母就属于主力战舰。活塞式飞机时代舰队航母俱乐部的真正玩家只有美英日三国。喷气机代替螺旋桨飞机后,舰队航母从 1950 年代中期开始配备斜角甲板,进入大甲板时代,此时日本已被打断脊骨,能够设计建造舰队航母的只剩盎格鲁萨克森两大强国。后来法国慢慢挤进来成为边缘玩家。再后来终于认识到航母价值的苏联也挤了进来,开始航母下饺子工程,但常规动力中型航母刚下水两艘,核动力中大型航母仍在船台上施工,进度仅至 1/5 的时候,国家就内爆了。然后近些年中国经过不懈努力也进入了大甲板舰队航母俱乐部。
也就是说,任意历史断面上,大甲板舰队航母俱乐部的成员国从未超过四个,加上苏联这个历史成员在内累计玩家总数也只有五个。目前能够独立设计大甲板舰队航母的只有中美英法四家,俄罗斯未能从苏联继承该技能,基于苏联遗产为印度改装超日王号已经是其航母工业能力的极限,分家产时抢回去的库兹涅佐夫号事实上已丧失作战能力。能够以一国之力完成大甲板舰队航母设计建造,并为其提供全部配套设备的,目前仅中美两国而已 (历史上,冷战早期只有美英,冷战末期只有美苏,冷战中期英国工业力量已废而苏联仍在爬航母科技树时只有美国)。似法国这样工业人口不足的二流强国,虽力求国防独立,仍不得不向美国采购蒸汽弹射器,舰载预警机等关键产品。
说到底,大甲板舰队航母是 G2 级工业强国才真正有资格摆弄的玩具。英法这样的国家只是靠着历史积累 + 搭美国的顺风车,作为边缘玩家勉强留在这个俱乐部里而已。英国既没有技术,也没有财力搞核航母,就连舰载战斗机都已经外包给美国了。法国戴高乐号采用核动力实际上属于逼不得已,使用蒸汽弹射器放飞舰载机的航母需要高压蒸汽,而那时西方世界的舰用燃油蒸汽轮机工业已经挂了 (工业人口有限,需要集中力量搞航空航天信息技术之类的高端门类,没法把技能点 "浪费" 在所谓夕阳工业上),所以只能上原子能蒸汽轮机即核动力。法国又不可能为了区区一两条航母新搞一个型号的大功率核反应堆,当然就只好用潜艇堆凑合。如今随着弹射器技术进入电磁时代,法国未来航母方案果断弃核。
美国在国力全盛时期,从燃油蒸汽轮机大甲板航母前进到靠谱的核动力航母仍耗时 20 年。最早那艘 CVN-65 企业号不能算数,其设计理念来自海军核动力部门的头目,用核锅炉 1 比 1 替换燃油锅炉,总共放了 8 个反应堆,造价贵得吓死人。苏联是在已经有 2 艘常规动力大甲板航母打底,且海军核动力技术积累深厚,核航母需要的反应堆已经在大型导弹巡洋舰上得到成功应用后,才开始建造核动力航母。1143.7 型核动力航母开工时,苏联首艘核动力导弹巡洋舰已经交付部队 8 年了。现在中国首艘国产航母才服役不到半个月,舰队航母尚未进入核动力时代难道不是理所当然?学企业号那样整 8 心 8 箭纯属抽风。
与通常的想象不同,所谓的无限续航力并非航母选择核动力推进的主要理由。体型庞大的航母天生耐力惊人,是海军主要作战平台中最没有必要依靠核动力提升长跑能力的选手。
核航母的优势主要是:
1. 消灭进排气系统
核动力航母的舰岛无须支持常规动力系统的进排气管道,体积小且位置灵活,有利于降低舰岛尾流,优化飞行甲板布局,提高舰载机飞行作业的效率和安全性。比如 CVN-78 福特级的舰岛体积紧凑且位置非常靠后,为航空器在飞行甲板上的调度保障提供了最大限度的连贯空间。高温废气排放的消失意味着上层建筑和停放在甲板上的飞机不再受到燃烧产物的腐蚀,地勤人员拥有更为清洁健康的工作环境,下降航道上的舰载机吸入污染物烟云的问题也迎刃而解。
2. 动力响应迅速
所有类型热机的燃效均随负荷降低而变差。中速航渡过程中常规动力航母往往关闭部分原动机以节省燃料。美国海军的常规动力中大型航母装有 8 个燃油锅炉 (每对锅炉驱动 1 台主推进轮机),巡航状态下其中 1/2 处于闭缸状态。蒸汽轮机热惯性巨大,冷启动需要的时间很长。山东舰这样的燃油型蒸汽轮机航母必须在省油但动力响应迟钝的闭缸经济挡,与动力响应迅速但油耗急剧上升的运动挡之间进行非此即彼的选择。根据美军的数据,由于剩余功率不足,1/2 锅炉闭缸的常规动力航母从 10 节加速至 20 节耗时达到 150 秒,加速至 30 节需要等待闭缸锅炉冷启动完成,足够看完一部动画长片。而核动力航空母舰的原子能锅炉时刻处于热机状态,动力随叫随到,从 10 节加速至 20 节只需 90 秒,从 10 节加速至 30 节仅用 180 秒。
女皇级的柴燃联合电传动模式对于英国而言很合适,原动机全部是成熟产品,造价低廉可靠性好,通过将燃气轮机上置很大程度上避免了庞大进排气体系对舰内空间的浪费,兼具柴油机省油 & 燃气轮机加速快的优点,舰岛位置选择也比机械传动灵活。然而舰岛肥化侵占飞行甲板 & 废气排放的缺陷仍然无解。高位安装于右舷的燃气轮机发电模块还侵蚀了宝贵的顶层重量 & 加剧了大甲板航母右侧偏重的问题。所以对于有能力上核动力的国家而言,和平时期建造的航母仍以核动力为最佳选择。燃气轮机电传动航母建造速度快 (没有核反应堆这个限制因素),可承建船厂多 (还是因为没有核反应堆这个限制因素),适合作为大战动员船型,在世界战争即将爆发时 & 进行过程中用于快速扩张兵力规模。
PS
能真正独立设计建造核潜艇的也只有安理会五大流氓罢了。航母堆比潜艇堆功率更大,并需要更加频繁地高功率运行,首先要造得出潜艇堆才能谈得上造航母堆。这就已经把核航母阵营候选国压缩到了一手之数。苏联的航母是在乌克兰造的,配套是全国范围内做的,俄罗斯不要说没钱,就是有钱也需要花费很多年的时间才能重建航母工业体系,连常规动力航母都玩不转,更遑论核航母。英国既没钱也没大功率舰用堆技术,法国核技术底子够但国力无法支撑大功率舰用堆项目。所以,剩下的只有 G2 了。
二次更新
鉴于我表述不准确产生的一些歧义和评论区的一些问题统一回复下。
首先,有人说核动力航母比常规动力航母搭载舰载机多,机动性强。我本以为我说的很清楚了,还有人就这个问题杠,那就再说的清楚一点。
以下数据来自某度百科
小鹰级常规动力航母最后退役的肯尼迪号航母,满载排水量82600吨,最大航速30-32节,续航能力12000海里/20节,最大功率205.9兆瓦,搭载舰载机85架
尼米兹级核动力航母最新舰布什号,满载排水量104000吨,最大航速30节,最大功率194兆瓦。搭载舰载机85-90架。
作为参考,阿利伯克级的续航是4200海里/20节。
这就是某人说的,舰载机数量远超?机动性远超?
核动力比常规动力在机动性上是有优势,主要体现在高速航行下稳定性更好,但也够不上远超。
其次,核动力真正比常规动力强的其实是发电能力,要是电弹,那肯定是选核动力,常规动力发电量根本支持不起电弹。以后006电弹核动力我肯定是举双手双脚支持,问题是美国法国搞核动力的时候有电弹吗?不是被忽悠瘸了是什么?
并不存在的分割线
单独一搜核动力航母并不难建,至少对5常来说不难。
但是,重点来了,为啥只有美国和法国有核动力航母呢?
因为他们被军工集团忽悠瘸了
对,你没看错,就是忽悠瘸了。
核动力的优势是啥?
1,最重要的,不用经常靠岸补充燃料,可以长时间远海执行任务。一次补充燃料可以连续航行50万海里。
2,节省大量空间,装更多补给弹药。
3,机动性能好。
这优势完美适配弹道导弹潜艇
但对航母有啥用呢?
基本没用。
1,航母是不用补充燃料了,可你飞机还要补充啊。就算飞机不用补充,给航母护航的驱逐舰护卫舰也要补充,就算它们都不用补充了,人也要补给的啊!常规动力航母的航程已经比其他军舰都大了,就是换核动力,作为老大的航母一样要陪小弟靠岸补给,尼米兹是能续航50万海里,可阿利伯克才4200海里的续航。难道让航母丢下建队自己出去溜达。(卧槽我错了,太平洋舰队还真让航母单独去南海solo了,结果被兔子前三后四堵了个结结实实……)
2,稍微有用,但是成本大幅上升,增加的飞机和弹药比重油贵多了,根本不合算。而且虽然燃料占的地方小了,但反应堆要比常规动力的燃气轮机大的多,实际增加空间没想象中多
3,彻底的鸡肋。航母机动性好有个卵用啊,能跟上自家护卫舰就行了。
所以说核航母真的就是个鸡肋,除非你能把整个舰队都还换核动力,否则就是个坑,维护麻烦的要死不说,还贼贵。
能搞核动力航母的,要么是真有钱,要么是真傻。
很难,只有美国同法国有。
其他国家不造的原因,一是因为技术,二是因为优缺点。
核动力的优点能够持续高速巡航来的是长途奔袭能力。
大型船舶在高速航行的情况下,兴波阻力将成为主要阻力。
牵涉到很多公式,具体公式不谈,总之,阻力会随着船速的提高而急剧提高。
所以,高速船只往往不得已采用水翼船、气垫船等等形式来降低、避免兴波阻力。
普通军舰在高速航行的时候,往往要开启高油耗的燃气轮机来补充动力(巡航的时候,只是采用低油耗的柴油机)。
所以,一般军舰的航程,是指低速时的航程。如果用高速,航程很短。
但是,核动力则不然。
所以,1964,企业号核动力航母偕同长滩号核动力巡洋舰,班布里奇号核动力巡洋舰这三艘都具备30节以上高速续航能力的军舰完成了不加燃料环球一周的行动。
此外,核动力系统具有动力响应迅速的优点。
常规动力舰船在巡航状态下,其动力系统有部分 处于闭缸状态,冷启动需要的时间很长。
核动力航空母舰的核反应堆时刻处于热机状态,动力随叫随到(常规动力舰船如果这样,油耗会受不了)。
按照 @剪水鹱 的回答的资料
常规动力航母从10节加速至 30 节需要等待闭缸锅炉冷启动完成,足够看完一部动画长片。
核动力航母从 10 节加速至 30 节仅用 180 秒。
另外,对于航母来说,还有消灭进排气系统带来的对飞机的污损腐蚀的问题,降低舰岛尾流,优化飞行甲板布局的优点。
不过,核动力舰船也有缺点
维护时长要比常规动力长,所以核动力军舰具有在航率低的缺点。
现在的情况,就算航母实现核动力,其舰队其他组成舰艇也暂时没法实现核动力。
其在高速续航、快速提速的能力也不好发挥。
尤其是高速续航。
因为,阻力同尺寸的平方成正比,而吨位、动力,同尺寸的立方成正比。
常规动力护航舰艇如果用高速,航程很短。
所以,高速续航的瓶颈不在航母这里,而在舰队其他舰艇那里。
除非一路都是海军基地可以解决护航舰艇高速护航的问题。
你说呢,扛个切尔诺贝利到处跑,还有被攻击的危险。简直就是把切尔诺贝尔建设在日本福岛上的感觉啊!