问题

常规动力航母与核动力航母比差在哪里?

回答
说起航母,大家最先想到的可能就是它那庞大的身躯和舰载机起降的壮观景象。而航母的“心脏”——动力系统,更是决定了它的性能和作战能力的关键。在航母家族中,常规动力航母和核动力航母是两大分支,它们之间存在着显著的差异,尤其是在几个核心方面,常规动力航母相较于核动力航母,确实有其“力不从心”的地方。

咱们就掰开了揉碎了聊聊,这常规动力航母到底差在哪儿,为什么核动力航母会成为现代海军的“大杀器”。

一、能量源的续航与依赖性:天壤之别

这是最根本、最直观的差距。

常规动力航母: 顾名思义,它们依靠的是燃烧化石燃料,通常是重油,来驱动锅炉产生蒸汽,再通过蒸汽轮机带动螺旋桨。这就好比家里的汽车,烧油才能跑。
续航问题: 问题的关键在于“燃料”。虽然现代常规动力航母的燃油效率已经很高,但它依然需要携带大量的燃油。这意味着:
受限的航程: 它的航程是有限的,达到一定距离后就必须进行海上加油。这就好比你开车,开到一半没油了,就得找加油站。在远离本土、远离补给线的海域,这种加油的频率和便利性会极大地限制其作战部署。
补给的脆弱性: 海上加油是一个相对复杂且危险的过程,需要辅助船只(如油轮)的配合。在战争环境下,这些辅助船只本身就可能成为敌方的攻击目标,一旦补给中断,航母的作战能力就会受到严重影响,甚至被迫撤离。
舰载机起降的影响: 为了保证航母的动力,常规动力航母在进行大规模舰载机起降作业时,可能需要根据燃油消耗量来调整锅炉出力,有时甚至会为了节约燃料而限制舰载机的出动架次或飞行时间。这无疑会削弱其空中优势的持续性。
核动力航母: 它们则采用了核反应堆作为能量源。核反应堆通过核裂变产生巨大的热量,这些热量将水加热成高温高压的蒸汽,然后驱动汽轮机,就像是把火力发电厂的原理搬到了船上。
几乎无限的续航: 核动力航母的优势在于其“燃料”——核燃料(通常是浓缩铀)。一小块核燃料产生的能量,可以比得上几万吨重油。更重要的是,核反应堆一次装料,可以支撑航母进行长达2030年,甚至更长时间的航行,期间无需更换燃料。这使得核动力航母的续航能力几乎可以忽略不计,真正实现了“想去哪就去哪”。
不受补给限制: 它不需要像常规动力航母那样依赖定期的海上加油,大大提高了其部署的灵活性和作战的独立性。即使在远离基地的深海,也能保持持续的高强度作战。

二、速度与灵活性:谁更快,谁更猛

速度,在军事行动中从来都不是小事。

常规动力航母: 其最高航速受到锅炉输出能力和燃料消耗率的制约。虽然现代常规动力航母也能达到30节以上的较高速度,但要维持这种高速,需要消耗大量的燃料。而且,为了保证航母的机动性,舰上的设计还需要留出大量空间给锅炉、燃油舱等设备,这会挤占其他可能用于提升武器系统或保障能力的区域。
核动力航母: 核反应堆可以提供近乎恒定的、庞大的动力输出,而且这种输出可以根据需要进行快速调整。这意味着核动力航母不仅能达到更高的最高航速(通常也在30节以上,但更重要的是其高速的维持能力),而且在航母编队中,它能更灵活地调整队形,与舰载机编队协同,甚至在某些情况下,它可以比护航舰艇更快地抵达指定区域。这种速度优势,在现代海战中,意味着更快的反应速度和更强的战场掌控力。

三、空间利用与舰载机运作:更多可能

航母是一个“漂浮的机场”,每一寸空间都至关重要。

常规动力航母: 为了容纳庞大的锅炉、涡轮机以及储存大量燃油,常规动力航母的舰体内部结构会相对复杂,而且会占据相当大的空间。
燃料占用空间: 大量的燃油储存不仅占用了宝贵的舰体内部空间,还可能影响舰体的抗损能力(油舱被击穿可能导致爆炸)。
设备体积与冷却: 锅炉和相关蒸汽管路系统体积庞大,且需要复杂的冷却系统,这些都会进一步压缩用于机库、弹药库、官兵生活区以及其他更先进武器系统(如电磁弹射器)的空间。
核动力航母: 虽然核反应堆本身也需要一定的空间和屏蔽,但其最大的优势在于“燃料”是固体的,体积小,而且不需要频繁补充。
空间释放: 省去了巨大的燃油舱,核动力航母可以将这些原本被燃油占据的空间用于:
更大的机库面积: 容纳更多、更大、更先进的舰载机。
更多的弹药储存: 提升舰载机的作战效率和持续性。
更先进的武器系统: 例如,目前美军的核动力航母已经普遍装备了电磁弹射器(EMALS),这种弹射器需要巨大的电力,而核动力提供的充沛电力正是其得以实现的基石。常规动力航母由于电力供应的限制,很难装备这种划时代的设备。
更好的生活条件: 更多的空间可以改善官兵的居住和工作环境,提升士气和战斗力。

四、经济性与维护:各有算盘

“便宜没好货”在某些方面确实如此,但也有另一层含义。

常规动力航母:
初始建造成本: 普遍低于核动力航母,这使得一些国家和地区更容易负担得起。
燃油消耗: 运行成本主要体现在燃油的采购和运输上,这是一个持续的、巨大的开销。
维护: 锅炉、涡轮机等传统动力设备,虽然技术成熟,但仍然需要定期维护和保养,有时甚至需要更换关键部件。
核动力航母:
初始建造成本: 极高。核反应堆的研发、建造、安全防护以及相关的配套设施,都意味着天文数字的投入。
运行成本: 尽管初始投入惊人,但一旦建成,其运行成本(主要是核燃料的成本以及专业人员的培训)相对较低,因为核燃料的消耗量极少,而且寿命极长。
维护: 核动力航母的维护更加复杂和专业,需要高度专业化的技术人员和专门的设施。核反应堆的退役和核废料处理也是一个巨大的挑战,同样需要高昂的成本和严格的监管。

五、部署灵活性与战略影响:谁是真正的主宰

常规动力航母: 在部署上,往往需要考虑其续航能力和加油计划,这意味着其作战半径和部署的自由度受到一定限制。在远离基地的海域,可能需要依赖盟友的港口或特殊的补给行动。
核动力航母: 凭借其不受限制的续航能力,可以在全球任何角落执行任务,展现国家的军事实力和全球存在感。它更像是一支独立的、机动的军事力量,能够快速响应全球危机,并在远离本土的区域提供强大的战略支持。

总结一下,常规动力航母相较于核动力航母,主要“差”在以下几个核心方面:

1. 续航能力: 受燃料限制,航程有限,需要频繁加油,作战灵活性和独立性远不如核动力。
2. 速度维持: 高速航行受燃油消耗制约,高速的持续性不如核动力。
3. 空间利用: 燃油仓和动力设备占用大量空间,限制了机库、弹药库和先进武器系统的搭载能力。
4. 作战效率: 动力系统的限制可能影响舰载机的出动密度和持续时间。
5. 战略部署: 部署范围和响应速度受补给能力影响。

当然,常规动力航母也有其优势,比如较低的建造成本,这使得它能够被更多国家所拥有。但从现代海战的趋势和对航母作战能力的要求来看,核动力航母无疑是更先进、更强大、更具战略意义的选择。它代表着一种不受拘束的力量,一种真正意义上的“全球玩家”。

网友意见

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说实话,说差也不对,说不差也不对,这个问题还挺复杂的。

从最经典的CV-67(小鹰最后1艘)和CVN-68(尼米兹第1艘)对比来看是这样子的:

从体量来看,最典型的区别是约2000吨弹药和180万加仑航空燃油对比约3000吨弹药和350万加仑航空燃油。不过实际上CVN-68相比常规动力的CVAXL方案,搭载的航弹和燃油还是少的,后者拥有11200吨燃油和3150吨弹药,甚至高于尼米兹。

从价格来看,常规航母全寿命周期成本约141亿美元(1997年币值),核航母全寿命周期成本约222亿美元。从建造成本来看,常规航母每吨成本约35000美元,核航母约51500美元。

但从功率来看,CVN-68拥有2台热功率为550兆瓦的反应堆,总推进功率193兆瓦,总发电功率32兆瓦。CVN-78拥有2台热功率为700兆瓦的反应堆,总推进功率193兆瓦,总发电功率80-90兆瓦。而CV-67则拥有210兆瓦总功率,其中发电功率最大16-18兆瓦。伊丽莎白女王级拥有超过110兆瓦总功率,其4个20兆瓦发电机提供80兆瓦推进功率,那么船电功率就是大约30兆瓦。

抛开体量区别,8-10万吨航母的自然航速已经逼近或者超过40节,对推进功率的要求有限。说到底,最典型的区别就是船电功率的区别,即使上一代的CVN-68也有着32兆瓦的发电功率,同时还可以提供193兆瓦的推进功率,而6-8万吨常规航母船电功率目前仅为20兆瓦左右,还需要从大约160-210兆瓦的总功率中扣出来。

3部电磁弹射器同时充能大约需要12兆瓦,SPY-1峰值功率大约4-6兆瓦。如果要上DBR雷达,同时保证30节持续航速(美军多次论证过30节航速持续机动为对方带来的侦察定位的困难有效提高了航母的生存力),那么向船电提供60-80兆瓦功率的同时,再加上约160兆瓦推进功率,如果采用4蒸汽轮机or燃气轮机方案,总功率必须达到220-240兆瓦级,单机则需要达到60-65兆瓦级。

总而言之,常规航母和核动力航母在船电功率上大致存在3-5倍的差距,价格上前者则是后者的64%左右。但二者功率的差距远小于在潜艇上的——150-300兆瓦级的核潜艇和几十上百个千瓦的常规潜艇。这也确实证明水面舰艇对空间相对宽松的要求可以补足功率的差距。

最后建议,一支核动力航母搭配常规航母和反潜/两栖攻击/巡逻航母的梯次式舰队结构,是较为健康的,过少的舰种将导致单一舰种在其边际效应以外运行。

同时,未来船只总功率将越来越倾向于取代排水量成为衡量航母战斗力的更直观指标——

1.搭载全套DBR雷达和指挥系统担任指挥中枢的300兆瓦级超级航母(造价130亿美元以上,船电功率80兆瓦以上,满足4条电磁弹射器的同时提供最高配的预警和控制中枢);

2.搭载阉割版DBR雷达和指挥系统的220兆瓦级中型航母(造价80亿美元左右,64%核航母成本,船电功率55兆瓦,满足电磁弹射器的同时,向编队提供最基础的预警控制能力);

3.可和运行功率110兆瓦(推进功率70-80兆瓦,船电功率30-40兆瓦)的大型驱逐舰共同担负对海对空指挥(大型驱逐舰控制编队水面舰艇,航母统一指挥编队飞机)的120-160兆瓦级防空/殖民地航母(推进功率80-130兆瓦+船电功率30-40兆瓦,造价40亿美元上下浮动,视建造国情况);

4.40-60兆瓦级反潜/两栖攻击航母(造价8-10亿美元,根据建造国情况浮动,指挥职能完全交给大型驱逐舰)。

4种中根据决战-制海两个职能选择2-3种编组航母舰队,是较高效费比的办法。

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