蒸汽弹射器连续发射后航母速度会下降吗？

怎么解决?

加大蒸汽生成能力呗

lufang_xy 发表于 2009-10-2 21:19

这个和弹射产生的反作用力有关吧

重量 飞机30吨，航母9万多，差3000多倍，速度飞机100多节，航母30节，只差不到5倍，飞机不会对航母的速度产生多大的影响吧？我想还是消耗大量蒸汽缘故

导致蒸汽轮机压力不足以全速前进了？

lufang_xy 发表于 2009-10-2 21:07
航档那个文章是在扯淡， 航母的弹射器的蒸汽并不是直接取自蒸汽轮机，而是先储存在蓄压罐内，在需要弹射时由阀门释放到弹射气缸内。 一个航母有四部弹射器，难道说每部弹射器弹射两次，整艘军舰的动力就消耗大半？
告诉你吧，这个文章的作者就在几年前还斩钉截铁的说美国的电磁弹射器是理论上不成立的，因为航母的核动力的功率不够， 他完全忘记了一件事，那就是美国早在50年代就试验过飞轮储能装置，就好比充一会儿电释放一次。 现在事实已经在打他的嘴巴了。

现在看样子他又忘了蒸汽弹射器同样是有储能装置，充一会儿汽再释放。哈哈

连续快速弹射的情况下

其实很多人还忽略了一点

就是花旗国CVN动力系统的正确参数是不足以进行全负荷弹射的

所以蒸汽出来之后还得经过燃油锅炉提高参数[:a12:]

啊机 发表于 2009-10-2 21:28

本贴亮点啊！

啊机 发表于 2009-10-2 21:28
MD这么核心的机密都被你发现了！{:3_76:}

lufang_xy 发表于 2009-10-2 21:07
美帝烟雾弹？

我觉得假的很

ladon 发表于 2009-10-3 08:25
电的吧？

连续快速弹射消耗大量蒸汽以后肯定会导致蒸汽轮机输出功率下降，航母速度会降下来，是不是这么多就不知道了。不过这个毕竟是少见情况。

lufang_xy 发表于 2009-10-2 21:19

加大蒸汽生成能力一要增加反应堆功率、二要增加制水系统的能力，而这些增加部分在正常使用中又用不到，经济账也要算的

我认为10期档案这个说法没有依据。
每次弹射消耗蒸汽数量是“平均700公斤”，最高弹射速度为每分钟2次（好像也有45秒一次的说法）。满打满算一小时也只需要84吨。
按照尼米兹额定推进功率26万马力计算，则其蒸汽发生器的额定蒸汽产量在1200吨/时左右。
可见弹射器消耗的蒸汽和能量不会影响多少航速。

作为冷却工质的水是循环工作的，所以不需要同量的给水补充。
但是锅炉需要有一定比例的“污水”将有害杂质排除出去，同时汽轮机低压端由于内部压强低、接近真空，因此不可避免地会让工质（水蒸气）中进入一些空气等杂质，需要在除氧器中排除。这个过程一般会同时排除一些水蒸气。所以，锅炉-汽轮机系统本身就需要有一定量的给水随时进行补充。蒸汽发生器是否像锅炉一样需要“排污”这个可没有研究，但核动力的蒸汽轮机一样需要除氧和补水的。
舰船上都储备有足够用的锅炉水，而且核航母的淡水生产能力本身也很大（有高人科普过，尼米兹大约是1800吨/天吧，抱歉没记太清），所以淡水补充上不成问题。
另一方面反应堆自身增减负荷的速度不能太快，不允许在短时间内由于循环工质数量减少而减少输出的热量（输出热功率）。所以持续弹射不会影响核反应堆的输出。

我认为10期档案这个说法没有依据。
每次弹射消耗蒸汽数量是“平均700公斤”，最高弹射速度为每分钟2次（好像也有45秒一次的说法）。满打满算一小时也只需要84吨。
按照尼米兹额定推进功率26万马力计算，则其蒸汽发生器的额定蒸汽产量在1200吨/时左右。
可见弹射器消耗的蒸汽和能量不会影响多少航速。

作为冷却工质的水是循环工作的，所以不需要同量的给水补充。
但是锅炉需要有一定比例的“污水”将有害杂质排除出去，同时汽轮机低压端由于内部压强低、接近真空，因此不可避免地会让工质（水蒸气）中进入一些空气等杂质，需要在除氧器中排除。这个过程一般会同时排除一些水蒸气。所以，锅炉-汽轮机系统本身就需要有一定量的给水随时进行补充。蒸汽发生器是否像锅炉一样需要“排污”这个可没有研究，但核动力的蒸汽轮机一样需要除氧和补水的。
舰船上都储备有足够用的锅炉水，而且核航母的淡水生产能力本身也很大（有高人科普过，尼米兹大约是1800吨/天吧，抱歉没记太清），所以淡水补充上不成问题。
另一方面反应堆自身增减负荷的速度不能太快，不允许在短时间内由于循环工质数量减少而减少输出的热量（输出热功率）。所以持续弹射不会影响核反应堆的输出。

没有根据，航母动力设计时造就把弹射器耗用蒸气考虑在内。

船的行速是增加一倍,能源消耗大概增加4倍.

飞机大概也是这样的吧?

李药师 发表于 2009-10-3 12:31
具体忘记了……

总之就是有其他手段就是[:a12:]

克虏伯火炮 发表于 2009-10-3 14:30

刚刚看了一下航档，上面只说连续弹射8架飞机航速就会从30节下降到22节，这个是不对的，可能数据有问题。
每次弹射消耗蒸汽数量有600～1000公斤的说法，最高弹射速度应该是45秒一次、再弹射时间60秒，这个是针对一部弹射器而言。如果四部弹射器同时工作，极限上应该是一分钟2.4～4吨水，一小时达到144～240吨，当然实际中是做不到那么高的出动效率的。
尼米兹额定推进功率26万马力，不到200MW。200MW的民用电站锅炉蒸汽流量在670吨/小时左右，航母上的蒸汽温度压力参数低于民用电站锅炉的参数，相应蒸汽流量要增加，但是是否达到1200吨/小时，这个我不知道，如何推算的还请教。
汽轮机凝汽器侧接近于真空，整个蒸汽管路又不可能做到完全密封，是会混入空气。除氧器的作用是排除混入空气中所含的氧气，防止氧气锈蚀管道系统，这个过程会消耗一部分水蒸汽，但这个不是排污。排污是排除蒸汽发生器汽水界面上的水。因为我们知道不论如何净化，水中总是会含有一部分杂质的。而高温高压水蒸汽会携带部分杂质进入汽轮机，当蒸汽做功后参数降低，会导致部分杂质析出沾附到汽轮机叶片上改变叶片的质量分布，当叶片上沾附大量杂质后振动增大，会损害汽轮机。可是在锅炉或者蒸汽发生器的汽水界面上，随着水不断蒸发成蒸汽，表层水的杂质浓度在不断增加（因为杂质在蒸汽中的溶解度低于水中溶解度）。如果不把这层水排掉，蒸汽品质就会不断下降。所以实际运行中这部分水会连续放掉，使用下面的杂质含量比较低的水。总的说来，一般民用锅炉的补水率大约是2%，按照上面我们给的200MW锅炉的蒸汽流量计算，大约是13～24吨/小时。
尼米兹级航母的制水能力大约是75吨/小时，再考虑到储备，满足正常的消耗是没有问题的。
但是有一点要注意，为了提高系统热效率，平时会使用一部分蒸汽来加热补充的水。而在蒸汽大量消耗的极端情况下，补水得不到充分的加热，会使得虽然流量满足反应堆要求，但是蒸汽的温度压力参数低于标准，这样汽轮机的推进功率就会下降。所以连续弹射后航速下降是有可能的，是否下降、下降多少要看整个系统的设计裕量。裕量大就不会有任何影响，但是会使整个系统的造价、体积、重量和使用成本等各方面增加。若为了节约成本选择比较小的裕量，在某些极端情况下就有可能。说到底还是一个性价比的问题。不过不论如何，像航档里说的弹射8架航速下降8节，是不可能的。

我觉得有可能是这样的
设 M=m1+m2
由 m2v2=MV-m1v1
得 v2=(MV-m1v1)/m2
高中物理 变慢是肯定的

不过弹几个飞机 对航母这种大家伙来说有多大影响 这不好说了

刚刚我又考虑了一下，用蒸汽流量或者说蒸汽产量和弹射蒸汽消耗量来直接比较还是有问题的。
蒸汽发生器的额定蒸汽产量是表面蒸汽发生器的功率的，比如说1200吨/小时，是说蒸汽发生器一小时可以制造出1200吨蒸汽。
在整个汽水循环过程中，因为水是循环工作，整个系统的水含量不一定就是1200吨。那么比如说管路中有20吨水，一分钟循环一次可以满足蒸汽发生器的1200吨/小时的要求；而管路中有2400吨水，2小时循环一次同样可以满足1200吨/小时。
假定没有补水、循环速度不变，弹射一次消耗1吨水。对于第一种情况，管路中水量变为19吨，蒸汽发生器实际功率就变成19×60=1140吨，下降5%。而对于第二种情况，管路中水变成2399吨，实际功率下降才0.04%。这两种情况对于推进速度的影响完全不同。
在考虑补水的情况下，要考核的也不光是制水速度，还要看补水速度。航母一小时能造75吨水不等于一小时能给蒸汽发生器补充75吨水。
我现在更感兴趣的是航档这个说法的出处，不知道作者有没有比较权威一点的资料。

啊机 发表于 2009-10-2 21:28
靠

下降一点点是可能的，但是这个就是瞎扯了

照这个下降速度，设置4部升降机和4部弹射器也就没有任何意义了。

照这个下降速度，设置4部升降机和4部弹射器也就没有任何意义了。

几十吨　与上万吨的相比　可以基本忽略了速度的减慢吧

在早年的舰船知识上看过，常规航母的确会减速，但核航母不会

和动量守恒有关么，那么重的东西连续弹出去，应该能部分抵消螺旋桨的驱动力

波波仙人 发表于 2009-10-4 11:31
太囧了

“30节的尼米兹连续发射8次后航速会下降到22节”
不可能吧，连续弹射8次，按每分钟2次，也才4分钟。
满载过十万吨的航母，惯性多大呀，加上螺旋桨并没有停车，即便考虑到30节时水的阻力大于螺旋桨的推力（前面有网友谈到弹射消耗蒸汽能量，导致螺旋桨推力下降的原因），经过4分钟，航母也不可能从30节掉到22节。

你一边走一边扔出一块小石头, 你的速度会减慢多少?

尼米兹级日产淡水1500吨，一分钟产1吨
弹射一架飞机，消耗淡水从几百公斤到1吨不等...........

我们从弹射的视频来看，逸出的蒸汽量是很少的。再考虑到淡水的循环利用中的耗损，每次弹射消耗的淡水肯定不会“从几百公斤到1吨”（1吨水，折算成蒸汽体积，那得多大量呀，整个甲板弹射区全都雾汽腾腾了）。

消耗的实际上是蒸汽上所带的热能。

尼米兹级日产淡水1500吨，一分钟产1吨
弹射一架飞机，消耗淡水从几百公斤到1吨不等...........
ssizz 发表于 2009-10-4 13:35

我们从弹射的视频来看，逸出的蒸汽量是很少的。再考虑到淡水的循环利用中的耗损，每次弹射消耗的淡水肯定不会“从几百公斤到1吨”（1吨水，折算成蒸汽体积，那得多大量呀，整个甲板弹射区全都雾汽腾腾了）。

消耗的实际上是蒸汽上所带的热能。

主要马甲 发表于 2009-10-3 00:47

有道理，
说航母弹射器的蒸汽取自汽轮机那太扯淡啦，如此的话，一架飞机都弹不出去。
但弹射器是个浪费大户，这是肯定的，这个量是相当惊人的。
下面是我从网上搜的简单介绍，另外还有美国最新的电磁弹射器的介绍。


目前美国的大型航母一般装置多达4台弹射器。在各种型号的弹射器当中，只有C-13-1和C-13-2型号的弹射器有足够的功率能让飞机在不迎风的情况下起飞。

航母

弹射器型号

CV41中途岛 2xC-13 CV43珊瑚海 3xC-11-1 CV60萨拉托加 2xC-112xC-7 CV61漫游者 4xC-7 CV62独立 4xC-13 CV63小鹰 4xC-13 CV64星座 4xC-13 CVN65企业 4xC-13-1 CV66美国 3xC-131xC-13-1 CV67肯尼迪 3xC-131xC-13-1 CVN68尼米兹 4xC-13-1 CVN69艾森豪威尔 4xC-13-1 CVN70卡尔－文森 4xC-13-1 CVN71罗斯福 4xC-13-1 CVN72林肯 4xC-13-2 CVN73华盛顿 4xC-13-2 CVN74斯坦尼斯 4xC-13-2 CVN75杜鲁门 4xC-13-2 CVN76里根 4xC-13-2

蒸汽弹射器工作原理和结构

蒸汽弹射器基本工作过程

据已公开资料显示，目前在役蒸汽弹射器总重量接近500吨，每次弹射最大输出能量可达到95兆焦耳，最短工作周期为45秒，平均每次耗用近700公斤蒸汽。

概念上蒸汽弹射器只是一个大型蒸汽汽缸和一个蒸汽控制系统。将高压蒸汽能量转化为动能进行弹射。然而由于飞机结构强度上的限制，弹射器不但要有足够的输出功率，而且要把输出功率准确控制在飞机可以接受的程度以内。

弹射的动力来自高压蒸汽。由舰船的推进锅炉产生，储存在弹射蓄压罐内。蓄压罐的蒸汽的输入和调压是由蒸汽输入阀门控制。

弹射的时候，蓄压罐内的蒸汽由弹射阀门释放到弹射汽缸内，缸内压力上升推动活塞前进。弹射阀门的另外一个更重要的作用是精确控制蒸汽进入弹射汽缸的流量变化，以此控制推力和弹射的加速度，以保证飞机结构不会超负荷。

飞机升空后，蒸汽排放阀打开，让汽缸内蒸汽排出。同时，活塞和飞机牵引器被水刹器减速后停下，然后由归位系统拉回起跑点


美国《海军内情》2007年1月29日报道 计划装备“福特”级航母(CVN-21)上的电磁弹射器将比最初的计划超重400吨，美国海军官员称，该航母能够承受这样的超重，航母计划进度不会受到影响。电磁飞机弹射器正由通用原子公司研发，它利用电磁技术来弹射舰载机，而不是目前航母上基于蒸汽的弹射技术。

　　CVN-21计划主管Mike Schwartz上校说，海军要求通用原子公司研制4部电磁弹射器，每部重530吨，但每部弹射器最终超重约100吨，使总重超出400吨。Schwartz上校说，通用原子公司提出了降低电磁弹射器重量的方案，但海军决定接受电磁弹射器目前的重量。他称，就算电磁弹射器重630吨，航母仍能够满足需求，相对于迫使电磁弹射器进行大量的重新设计，美海军不认为这是一个最好的解决方案。有关人员称，降低电磁弹射器的重量将需要大量的经费。电磁弹射器最初曾经在体积上也超标。

　　Schwartz说，海军改变了弹射器设备之间相互独立的规定，允许4部弹射器共享航母上的设备，从而解决了上述问题。4部弹射器可以相互借用电气系统和变换器，这样使电磁弹射器的保障系统更加可靠，一个部件出现故障后不会对相应的弹射器产生影响。

　　另外，Schwartz还提到，电磁弹射器的储能装置最初也遇到过问题，储能部件刚开始采用钢制夹片(clips)，引起了弧形电场，后来，储能装置经过了重新设计，采用更为传统的塑料夹片。除上述问题之外，通用原子公司的电磁弹射器总体上是令人满意的，该公司的电磁弹射器在去年年末通过了两项关键设计审查中的第一项，美国海军已经指定通用原子公司调派工程师，不仅负责其公司的电磁弹射器产品，还要负责CVN-21航母上的系统。

　　Schwartz称，作为CVN-21航母的主承包商，诺斯罗普·格鲁曼公司纽波特纽斯船厂也被要求与通用原子公司在电磁弹射器上加强配合。Schwartz说，电磁弹射器一旦使用，将成为一个极其有用的系统，他说，样机能够将10万磅的小车加速到200英里/小时。

　　相关人员称，技术问题通常在系统研发阶段暴露出来，通用原子公司履行了与美国海军签定的合同所规定的义务。Schwartz说，电磁弹射器目前的问题不会影响其部署进度，他说，弹射器存在的问题将促使海军与纽波特纽斯船厂协调，变更航母的建造顺序。

　　美国海军计划在2009年购买电磁弹射器，在2011年到2012年间将其安装到航母上，2015年就将在海上看到装有电磁弹射器的航母。

emtf007 发表于 2009-10-4 13:49

进入开口汽缸的蒸汽已经被油和其它杂质污染了，需要再净化处理后才能使用。在一个波次出动中可以认为是纯损耗……

持续高频率使用才会，比如几十次

对那个蒸汽蓄压罐感兴趣，哪位科普一下？
依稀记得液体汽化吸热，气体液化放热，气体加高压液化。那这个蒸汽蓄压罐怎么保证高温高压的？

emtf007 发表于 2009-10-4 12:44

修正一个低级错误。
“不可能吧，连续弹射8次，按每分钟2次，也才4分钟。”
更正为3.5分钟。

请教不敢当。听兄台话语是学动力工程的？那我就用我掌握的零星专业词献丑了。
压水堆核动力的蒸汽轮机，与普通电站蒸汽轮机不同。核蒸汽轮机是使用饱和蒸汽的，蒸汽焓值低，所以同样功率需要的蒸汽流量更大。
秦山核电站，300MW，如果我没记错的话，额定工况下主蒸汽流量是1781吨/时。
军舰上的汽轮机与陆地电站汽轮机相比，一般减少抽汽回热次数，以便简化结构。抽汽回热次数少，也减少了补水量大的时候的功率降低幅度。而且其实给水的那点焓值，与蒸发潜热相比，对功率的影响很小。压水堆蒸汽发生器出口蒸汽压力低，与电站锅炉相比仅属于中压水平，所以蒸发潜热很大。

多谢详细解释，“排污”是锅炉水系统的过程，不是指蒸汽轮机除氧。

尼米兹额定推进功率26万马力，不到200MW。200MW的民用电站锅炉蒸汽流量在670吨/小时左右，航母上的蒸汽温度压力参数低于民用电站锅炉的参数，相应蒸汽流量要增加，但是是否达到1200吨/小时，这个我不知道，如何推算的还请教。
NEXUS2019 发表于 2009-10-3 20:16

请教不敢当。听兄台话语是学动力工程的？那我就用我掌握的零星专业词献丑了。
压水堆核动力的蒸汽轮机，与普通电站蒸汽轮机不同。核蒸汽轮机是使用饱和蒸汽的，蒸汽焓值低，所以同样功率需要的蒸汽流量更大。
秦山核电站，300MW，如果我没记错的话，额定工况下主蒸汽流量是1781吨/时。
军舰上的汽轮机与陆地电站汽轮机相比，一般减少抽汽回热次数，以便简化结构。抽汽回热次数少，也减少了补水量大的时候的功率降低幅度。而且其实给水的那点焓值，与蒸发潜热相比，对功率的影响很小。压水堆蒸汽发生器出口蒸汽压力低，与电站锅炉相比仅属于中压水平，所以蒸发潜热很大。

多谢详细解释，“排污”是锅炉水系统的过程，不是指蒸汽轮机除氧。