中俄为什么都造不出核航母?核潜艇都很先进 原因还挺尴尬

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CR060403标题:中俄都能造核潜艇,为何造不出核航母?不只是反应堆马力不够

图1 美国A1B反应堆原理图

从目前的情况看,美国拥有世界上最大规模的重型核动力航母舰队,目前装备有10艘"尼米兹"级和1艘"福特"级核动力航空母舰。作为世界上首个"核国家",美国很早就开始了核动力反应堆的研发,上世纪50年代初期,美国能源部就在爱达荷州沙漠中建立了海军反应堆设施进行核动力反应堆的测试研究,在那里,美国先后设计制造出了第一代潜艇反应堆S1W和实验型潜艇堆S5G,同时研发了第一代航母反应堆A1W,此后在A1W的基础上改进出的A2W反应堆成功在世界首艘核动力航空母舰"企业"号上得到应用,8台A2W压水反应堆为"企业"号提供了充沛的动力,使后者达到了33节的巡航速度。

图2 一体式PWR系统是法国潜艇反应堆的特色

而同美国专门为航空母舰设计专用反应堆不同,法国的"戴高乐"号航空母舰作为除美国之外唯一的一艘航空母舰,它的动力反应堆则是从潜艇反应堆直接放大而来的。为了建造"戴高乐"号,本身没有航母反应堆设计经验的法国人选择了对技术相对成熟的潜艇堆放大设计的路子,他们在红宝石级攻击核潜艇所使用的CA-S48型压水反应堆的基础上放大设计出了K15压水反应堆,虽然K15继承了法国整体式压水反应堆的优点,即低功率下可以不依赖主循环泵,只用单回路就能冷却堆芯,但是也由于轴马力的限制,2台放大后功率达到300MW的K15压水堆却只能驱动61兆瓦的阿尔斯通涡轮机,导致"戴高乐"号最大航速仅有25节,严重限制了它的舰载机放飞能力,从而导致不得不在舰载机上牺牲一部分性能。

图3 "福特"号核动力航空母舰

从法国人的情况可以看出来,即使拥有潜艇反应堆的设计和建造经验,想要简单放大用在航空母舰上并不是那么容易。这里边主要有2个原因,一个是潜艇反应堆更看重体积,想要在排水量较小的潜艇上装下,就必须大量压缩体积,这就导致潜艇堆在同等体积下的单位功率较低,简单放大设计并不能提供足够的输出马力,影响航空母舰性能;另一方面,虽然航空母舰确实能像第一代"企业"号一样采用8台反应堆堆砌出足够的输出动力,但多台小反应堆堆砌也会带来更多的安全和效率问题,得不偿失。

到这里恐怕很多人就明白了,虽然中国和俄罗斯都能设计制造出核潜艇,但要想建造出核动力航空母舰,恐怕还要在专用核反应堆上下功夫,美国人从上世纪50年代初开始,直到将近20年后才勉强设计制造出可靠的A2W航母反应堆,那么中国和俄罗斯需要多久呢?

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