常规航母的排水量上限

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 07:59:02


常规动力的航母是否存在一个上限问题呢?它在作战效率和成本上是否存在一个边界,越过这个边界之后,核动力航母的效率明显超过常规动力航母?以1963年美国国防部长麦克纳马拉当政时期为例,当时麦氏反对建造超大型的核动力航空母舰。作为一个着力限制美国军队浪费倾向的国防部长,麦克纳马拉把一些经济学手段引入到对国防项目的评估决策之中。除了海军航母外,空军和海军的F-4战斗机和F-111战斗机项目,是另外两个麦克纳马拉风格的典型作品。

为了防备核动力航母遭到最终否决,美国海军舰船局在1963年提出了一系列的超大型常规航母规划,与核动力航母进行比较,包括CVAL、CVAXL和CVAXXL三个项目。这一系列新的规划的目的,就是通过扩大舰体的方式,来试图让常规航母具备与核动力航母类似的JP-5航空燃油和航空武器弹药的携带能力。这三个方案的水线长度分别为317米、329米和396米,满载排水量分别为8.8万吨、9.7万吨和11万吨。它们的航空武器弹药的携带量是一样的3150吨,但是JP-5航空煤油的容量分别为6433吨、11211吨和4300吨。之所以11万吨航母的航空煤油容量下降到4300吨,主要是大大扩充了舰船燃油以便增加续航距离。与之相比,当时规划的CVAN65的航空弹药容量是2500吨,而JP-5航空煤油的容量是8000余吨。

从航空联队应用能力来说,6万吨级的中型常规航母比8万吨级航母的航空作业能力减少25%以上,弹药减少30%,航空燃油减少30%,而9万吨以上的航母却和8万吨相比增加不多。特别是11万吨以上的超大型航母对造船船坞和军港码头的压力极大,需要投入巨资进行改扩建,并且保养维护花费甚多,这样与核动力相比的成本优势会被侵蚀。

总体来看,常规动力攻击航母在吨位、性能和成本上的最佳平衡点,就是小鹰级的满载排水量8万吨左右的平台。
(以上引自NAAS 120期,《超级航母发展史· 承前启后的小鹰级》)

PS:对于中国海军来说,使用航母的条件与美国海军有所不同。美国海军关心的几个自变量包括吨位、航速、续航力、动力、航空作业力、航空煤油、航空弹药、舰船燃油、维护保养和人工费用等。考虑到美国位于诺福克、圣迭戈和夏威夷的基地离着关键的亚欧大陆热点地区距离甚远,特别是核心的波斯湾地区。诺福克基地前往霍尔木兹海峡需要行驶近9000海里,即便是全核动力舰队以30节航速航行,也要12天以上;核动力航母与常规动力护航舰队编成,需要花费一些时间进行加油补给,估计需要14天时间。因此,美国海军对航空母舰的续航力要求较高,希望携带更多的舰船燃料,但是在类似尼米兹级的9万多吨的排水量船体内,除了航空煤油和航空弹药外,能够留给舰船燃油的空间较为有限。而如果要达到较高的续航力(20节/12000海里),那么就要进一步增大舰船吨位,结果形成更高的舰船阻力。

中国的地理区域位于东亚大陆边缘,以三亚基地为起点,前往霍尔木兹海峡的距离只有5000海里。按照30节航速,只需要7天时间即可抵达;即便是常规动力的航母编队,加上补给时间也可在8天左右到达。因此,如果牺牲一部分舰船燃油空间,在10万吨级船体内容纳与核动力航母相同的航空燃油和航空弹药数量的话,也可以满足中国海军的需求了。当然,从成本上来说,10万吨级航母肯定会大大高于8万吨级的常规航母,而航空作业能力差距较小。虽然航空弹药和航空煤油的容量上,8万吨也比10万吨航母少了20%,但是中国海军也不需要发动一场海湾战争,对弹药和燃油的需求压力稍小一些。因此,综合来看,如果8万吨级航母能够多造一些,造得快一些,也可以较好地支撑起中国海军的战斗力。

常规动力的航母是否存在一个上限问题呢?它在作战效率和成本上是否存在一个边界,越过这个边界之后,核动力航母的效率明显超过常规动力航母?以1963年美国国防部长麦克纳马拉当政时期为例,当时麦氏反对建造超大型的核动力航空母舰。作为一个着力限制美国军队浪费倾向的国防部长,麦克纳马拉把一些经济学手段引入到对国防项目的评估决策之中。除了海军航母外,空军和海军的F-4战斗机和F-111战斗机项目,是另外两个麦克纳马拉风格的典型作品。

为了防备核动力航母遭到最终否决,美国海军舰船局在1963年提出了一系列的超大型常规航母规划,与核动力航母进行比较,包括CVAL、CVAXL和CVAXXL三个项目。这一系列新的规划的目的,就是通过扩大舰体的方式,来试图让常规航母具备与核动力航母类似的JP-5航空燃油和航空武器弹药的携带能力。这三个方案的水线长度分别为317米、329米和396米,满载排水量分别为8.8万吨、9.7万吨和11万吨。它们的航空武器弹药的携带量是一样的3150吨,但是JP-5航空煤油的容量分别为6433吨、11211吨和4300吨。之所以11万吨航母的航空煤油容量下降到4300吨,主要是大大扩充了舰船燃油以便增加续航距离。与之相比,当时规划的CVAN65的航空弹药容量是2500吨,而JP-5航空煤油的容量是8000余吨。

从航空联队应用能力来说,6万吨级的中型常规航母比8万吨级航母的航空作业能力减少25%以上,弹药减少30%,航空燃油减少30%,而9万吨以上的航母却和8万吨相比增加不多。特别是11万吨以上的超大型航母对造船船坞和军港码头的压力极大,需要投入巨资进行改扩建,并且保养维护花费甚多,这样与核动力相比的成本优势会被侵蚀。

总体来看,常规动力攻击航母在吨位、性能和成本上的最佳平衡点,就是小鹰级的满载排水量8万吨左右的平台。
(以上引自NAAS 120期,《超级航母发展史· 承前启后的小鹰级》)

PS:对于中国海军来说,使用航母的条件与美国海军有所不同。美国海军关心的几个自变量包括吨位、航速、续航力、动力、航空作业力、航空煤油、航空弹药、舰船燃油、维护保养和人工费用等。考虑到美国位于诺福克、圣迭戈和夏威夷的基地离着关键的亚欧大陆热点地区距离甚远,特别是核心的波斯湾地区。诺福克基地前往霍尔木兹海峡需要行驶近9000海里,即便是全核动力舰队以30节航速航行,也要12天以上;核动力航母与常规动力护航舰队编成,需要花费一些时间进行加油补给,估计需要14天时间。因此,美国海军对航空母舰的续航力要求较高,希望携带更多的舰船燃料,但是在类似尼米兹级的9万多吨的排水量船体内,除了航空煤油和航空弹药外,能够留给舰船燃油的空间较为有限。而如果要达到较高的续航力(20节/12000海里),那么就要进一步增大舰船吨位,结果形成更高的舰船阻力。

中国的地理区域位于东亚大陆边缘,以三亚基地为起点,前往霍尔木兹海峡的距离只有5000海里。按照30节航速,只需要7天时间即可抵达;即便是常规动力的航母编队,加上补给时间也可在8天左右到达。因此,如果牺牲一部分舰船燃油空间,在10万吨级船体内容纳与核动力航母相同的航空燃油和航空弹药数量的话,也可以满足中国海军的需求了。当然,从成本上来说,10万吨级航母肯定会大大高于8万吨级的常规航母,而航空作业能力差距较小。虽然航空弹药和航空煤油的容量上,8万吨也比10万吨航母少了20%,但是中国海军也不需要发动一场海湾战争,对弹药和燃油的需求压力稍小一些。因此,综合来看,如果8万吨级航母能够多造一些,造得快一些,也可以较好地支撑起中国海军的战斗力。
动力问题咋解决?8万吨以上航母没那么大的锅炉。
其实小鹰级的动力比尼米兹级的大。
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧
21271173 发表于 2015-8-15 18:00
动力问题咋解决?8万吨以上航母没那么大的锅炉。
核动力也是用锅炉
rafersd30 发表于 2015-8-15 18:04
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧
30w吨巨轮 有30节的航速吗
rafersd30 发表于 2015-8-15 18:04
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧

30w吨油轮的动力功率远远不如8万的小鹰级,甚至还不如6000吨的052D~~
核动力也是用锅炉
呵呵,俩锅炉可不一样。
F-111BA 发表于 2015-8-15 18:06
核动力也是用锅炉
核动力是蒸汽发生器
动力问题咋解决?8万吨以上航母没那么大的锅炉。
瞎扯淡         
没有所谓的上限说法吧,只要愿意造个30万吨的出来都行

rafersd30 发表于 2015-8-15 18:04
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧


30w吨油轮仅有三四万马力,不如052C的动力,和054A马力差不多。
所以油轮只能跑15-18节。

航速和功率大致三次方正比。航母航速要求比油轮快一倍,所以需要功率是油轮的8倍。
rafersd30 发表于 2015-8-15 18:04
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧


30w吨油轮仅有三四万马力,不如052C的动力,和054A马力差不多。
所以油轮只能跑15-18节。

航速和功率大致三次方正比。航母航速要求比油轮快一倍,所以需要功率是油轮的8倍。
21271173 发表于 2015-8-15 18:00
动力问题咋解决?8万吨以上航母没那么大的锅炉。
真要造那么大的话,装两台100MW的通用电气LMS100就行,当然这个型号的燃气轮机还没有被用在船舶上过,因为功率实在太大了。
其实就连比它小很多的LM6000(40-50MW级别)也没有多少被用在船舶上,当然更小一号的LM2500(25-30MW级别)就很多了。
核动力是蒸汽发生器
屁!两者用的都是蒸汽轮机为驱动动力
尘世游人 发表于 2015-8-15 19:17
屁!两者用的都是蒸汽轮机为驱动动力
唉 人家是幽默
真要造那么大的话,装两台100MW的通用电气LMS100就行,当然这个型号的燃气轮机还没有被用在船舶上过,因 ...
你想过没燃气轮机要多大的进气口?多大的烟囱?航母开那么大口子合适吗?
laizhijun0 发表于 2015-8-15 18:48
没有所谓的上限说法吧,只要愿意造个30万吨的出来都行
理论上可以,但是要考虑到速度等其他因素。
最近你是爆发发帖?
21271173 发表于 2015-8-15 19:20
你想过没燃气轮机要多大的进气口?多大的烟囱?航母开那么大口子合适吗?
世界上用燃气轮机的大型船舶很多,正因为船大所以才不用刻意担心这些问题,伊丽莎白级就是燃气轮机的。
LMS100的空气流量是235kg/s,LM2500是86kg/s,连9000吨级的伯克都可以用4台LM2500(相当于344kg/s),9万吨级的航母还用担心470kg/s的空气流量?

PS:福斯特威乐(福莱斯特和小鹰级航母的锅炉制造商)去年已经破产,然后贱卖给了英国AMEC...
你最近发的贴都是无法验证的,也无数据分析
如果一定要说常规动力的限制就主要是蒸汽轮机的单机功率了,因为只有四轴,如果能搞出七万马力的蒸汽轮机,做九万十万也并不是难点。如果燃机呢,可能烟道有点大,但可以这样想,造不出蒸汽轮机,刚好又能弄到燃机,就是再大的烟道也得造,这是刚需啊!
pifu 发表于 2015-8-15 21:22
如果一定要说常规动力的限制就主要是蒸汽轮机的单机功率了,因为只有四轴,如果能搞出七万马力的蒸汽轮机, ...
小鹰级就是七万马力的蒸汽轮机。。。
就不能全燃航母?多装几台狗头不就完了?
rafersd30 发表于 2015-8-15 18:04
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧
确定你说的这两个吨位是一个概念?
若真要造常规航母,现在应该考虑燃机+全电。蒸汽轮机实在太老土了。
rafersd30 发表于 2015-8-15 18:04
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧
那速度多慢了,货轮
上限,可能不好说
pifu 发表于 2015-8-15 21:22
如果一定要说常规动力的限制就主要是蒸汽轮机的单机功率了,因为只有四轴,如果能搞出七万马力的蒸汽轮机, ...
听fzgfzy版主预测,002采用的是24万马力,单机应该是6万马力,45兆瓦。这已经可以推动32节航速的9万吨级航母了。当然,从成本、航空作业能力、航空燃油和航空弹药来说,8万吨级已经可以满足当前中国海军的需要了。更重要的是,8万吨的航母可以多造一些,在当前阶段航母的存在能力也是极为重要的。
gohorse 发表于 2015-8-15 21:33
就不能全燃航母?多装几台狗头不就完了?
美国在研发福特级和尼米兹级之前便已经讨论过燃气轮机航母的可能性。结论是燃气轮机的油耗、占用的烟道空间、对舰体的加热、热信号特征等方面,不符合大型航母的需要。实际上,每次航母更新换代,美国都会进行一系列的理论研究、从2万吨到15万吨,各种动力组合都探讨一遍。甚至在福特级的研发当中还讨论了全隐身航母的可能性。结果最后几乎都回到了传统路线上。
lordltm 发表于 2015-8-15 21:41
若真要造常规航母,现在应该考虑燃机+全电。蒸汽轮机实在太老土了。
蒸汽弹射航母还是得用汽轮机,电磁弹射倒是可以。不过技术风险和成本方面,前几艘福特还是用传统的动力,直到后面才开始用全电。
guarddefend 发表于 2015-8-16 00:10
听fzgfzy版主预测,002采用的是24万马力,单机应该是6万马力,45兆瓦。这已经可以推动32节航速的9万吨级 ...
8万吨和9万吨能省多少钱。。还多造一些?
30w吨巨轮都有,10w吨常规的动力,应该不难吧
三十万吨的是用低速柴油机,和航母用的汽轮机不是一个东西
21271173 发表于 2015-8-15 18:00
动力问题咋解决?8万吨以上航母没那么大的锅炉。
核动力航母上也得有锅炉,燃料不同而已······
laizhijun0 发表于 2015-8-15 18:48
没有所谓的上限说法吧,只要愿意造个30万吨的出来都行
30万吨,往哪停???


F-111BA 发表于 2015-8-16 00:16
8万吨和9万吨能省多少钱。。还多造一些?
虽然目前还没有尼米兹规格的常规航母,但是在CVA67和CVAN67的规划时,7.8万吨的常规航母比8.8万吨的核动力航母成本低37%。扣除核动力装置,也要有20%左右的差价。因此,7.6万吨~8万吨的常规航母和9万多吨的常规航母相比,如果建造数量达到4艘以上,那么就可以差出一艘辽宁舰的钱来。
你们不用争,楼主假设的基础就有问题。

我们的航妈为什么一定只能去中东呢? 以后从非洲、中东、经印度洋到南海、东海,都是对我们经济影响重要的运输线。就不需要去非洲了?

从海南到坦桑尼亚,差不多10000公里,约5500海里

如果到开普敦,就14000公里了,约7500海里。

如果再到西非的加蓬附近,就是9700海里。

这只是从南海出发,如果从北方的港口,比如青岛出发,还要加上1500海里。也就是说假如有必要,航母从北方港口出发直接赶赴南部非洲执行任务,航程是7500+1500=9000海里,跟MD从诺福克基地前往霍尔木兹的距离几乎是一样的。更不要说去西非了。

既然航母的服役周期需要几十年,如果技术上能做到,何不上核动力呢?


21271173 发表于 2015-8-15 18:00
动力问题咋解决?8万吨以上航母没那么大的锅炉。
咋解决?想办法造啊!

以前中国也没有盾舰,也没有洲际导弹,也没有卫星导航,都是咋解决的?
21271173 发表于 2015-8-15 18:00
动力问题咋解决?8万吨以上航母没那么大的锅炉。
可以考虑8台QC280,四轴四桨带动,这样合计大约264000马力,足够让8万吨的航母跑到32节了
21271173 发表于 2015-8-15 18:11
呵呵,俩锅炉可不一样。
小鹰的动力比尼米兹都大。。。小鹰不是锅炉?尼米兹不是10万吨级?
虞诩 发表于 2015-8-16 00:58
可以考虑8台QC280,四轴四桨带动,这样合计大约264000马力,足够让8万吨的航母跑到32节了
会不会太复杂了一些。