​世界上最大的航母有多长多宽多高(美国的福特号航母排水量)

世界上最大的航母有多长多宽多高(美国的福特号航母排水量)

这几天,中国第三艘航空母舰-福建舰正式下水,登上了全网热搜。

尤其它能够以常规动力,驱动3条电磁弹射器装置,仅比电力充沛的美国福特号核动力航母少一条而已,这足以吊起美国的好奇心。

要知道美国核动力航母的电磁弹射,那可是花了20多年研制,现在还是一大堆问题。

理论上弹射4100次出现一次故障,然而实际上无故障弹射仅为400架次,这故障率让美国自己都无法忍受。

而现在中国仅仅花了十多年,就造出了"全球领先,远甩老美"的全新电弹。

为什么我们常规动力的003航母,能够hold住这么多条的电磁弹射?这背后到底是靠什么法宝呢?

福特号航母

美国的福特号航母,是人类有史以来排水量最大的航母,它长332米,宽40米,排水量超过10万吨,采用核动力推进装置。

它于2005 年开始建造,直至 2017 年 7 月才正式服役。研发与建造,共耗费资金130多亿美元。

福特号内部采用了大量的高新技术及各种先进武器装备,就比如配备了4部电磁弹射器,使得它成为目前唯一使用电磁弹射器的核航母。

相比之前的蒸汽弹射,电磁弹射就先进多了。

它主要依靠直线电机作为动力,通过强大的电流来使线圈产生磁场,从而给战机起飞提供有力助推,可以让航母在同一时间内弹射更多的舰载机。

除了效率更高以外,蒸汽弹射要烧锅炉对吧,就需要大量的管道和阀门,而现在电磁弹射完全不需要这些,体积和重量就会小很多。

对航母寸土寸金的地方来说,每减少一寸的面积都能带来很大的好处。

而且更重要的是,电磁弹射的力量是可以调节的。

不知道大家小时候有没有玩过弹弓,想要射得远,就要把皮筋往后多拉一点。

这带来的好处就是可以弹射各种各样的舰载机,甚至像体型单薄的无人机也不在话下。

既然电磁弹射这么厉害,美国就是花费巨资也要弄这玩意,据说仅电磁发射系统的研究和设计就耗资超过10亿美元。

就是在这样的钞能力加持下,美国经过20多年的研发,终于把电磁弹射弄出来了,但是如今还是毛病不断。

更令人头疼的是,由于福特级的4条弹射器设计结构的问题,导致了如果有一条出现故障,其余3条将全部瘫痪。

美国原本打算福特号造出来,是要比之前的尼米兹级航母提高50%以上的战机单日出勤架次,但是实际结果却由于电磁弹射器的拖累,使得如今的单日出勤架次一度仅能达到“尼米兹”级的1/3,尴尬了不是。

不仅如此,为了支撑电磁弹射器的运行,美国把福特级的总发电能力由“尼米兹”级的64MW提高到192MW,足足提高了3倍。

但即使这样,4台电磁弹射器65MW的电力负荷,也达到了福特级总发电功率的三分之一。

为了解决这么大的电力消耗问题,福特级还配备了12套总容量720兆焦的飞轮储能系统,再加上本身的综合电力系统,才勉勉强强让电磁弹射器能够正常运作起来。

003航母

中国最初的航母发展规划,其实也是按照美国的航母发展之路走的,先蒸汽弹射再电磁弹射,而且蒸汽弹射都研发了二十年了,技术上已经非常成熟了。

但是半路上杀出一个程咬金,那就是马伟明院士的团队,成功研发了电磁弹射,从而在003航母上实现了弯道超车,一步到位直接上电磁弹射。

而能支撑电磁弹射器上舰的最关键技术、也是003航母最核心的黑科技之一就是舰船综合电力系统。

其实,无论是常规动力航母还是核动力航母,本质都是烧开水,只不过常规航母用重油烧,核航母用核反应堆烧。

比如我们的辽宁舰和山东舰,都配了8个蒸汽锅炉,它们的启动是先用重油点火,把锅炉水烧沸腾,直到变成400度以上的高温高压蒸汽,才能驱动里面的蒸汽轮机,进而产生带动螺旋桨旋转的机械能。

同时蒸汽轮机启动后,长时间是不熄火的,因为一旦关闭再重启会消耗很大的能源,不划算的。

不仅如此,这种方式的推进系统都是直接用原动机带动主轴,整个传动系统需要有一根长长的驱动轴贯穿舰体,会占据大量空间。

而且电磁弹射器可是个电老虎。

搭载电磁弹射,势必要额外增加耗油量,以产生所需的电力,而常规动力航母在携带燃油量有限的前提下,将会减少所携带的舰载机燃油,这将难以保持航母的持久战斗力。

而003航母使用常规动力,竟然也搭载了电磁弹射,这么多电力从哪里来?

美国是核动力航母,由核反应堆驱动发电机组发电,将电力储存,等弹射飞机时使用,电力没有问题。

但没有任何标准,说想上电磁弹射就一定要核动力,我们用常规动力发电,也一样能支撑电磁弹射上舰,真正考验的是你的综合电力系统怎么样。

美国人做不到,不代表中国人也做不到!

003航母用的综合电力系统,不仅省去了传动系统一大堆机械装置,大大优化了舰体空间,而且有充足的电力供应,可以保证电磁弹射器的上舰。

航母采用4台改进型TB-12蒸汽轮机作为原用机发电:蒸汽锅炉产生高压蒸汽,驱动轮机带动发电机发电。电力全部输送到航母中央电网,负责全舰用电。

其核心技术就是中压直流全电力系统,这又是马伟明团队的另一个法宝。

美国的电弹,是交流中压,能量密度大,不好控制。而中国是直流中压,能量密度均匀,操作简单,结构简便,使用效果远胜交流弹射。

要知道航母上的功率,时刻都在动态变化,这就需要一套稳压系统,以保证低功率时电压不会过高,高功率时不会过低。

而我们的综合电力系统,可以对电能作精确分配,以电能的形式统一为舰艇的推进负载、脉冲负载、通信、导航和日用设备等供电,实现了全舰能源的综合利用。

而且这项技术,我们早就玩熟了,自动化和智能化水平,妥妥的全球领先,以至于马院士曾经豪气地说“技术水平领先美国10年”!

就这样,中国人靠着技术上的创新突破,实现了常规动力航母上电磁弹射的难题。

同时早在2008年,中国研制成了首台原理机,两年后,50MW/120MJ飞轮储能样机也成功造出来了。

要知道,“福特”级上的单套飞轮储能系统,容量是60MJ,我们一上来就是它的两倍了。

而美国这边呢,电磁弹射原理上就有错误,自己还改不了,如果想要把现有的技术推翻重来,从头开始研究,估计得再花费十几年时间。

重新换上蒸汽弹射吧,对航母内部的结构将造成重大破坏,工程量太大。

所以基本是无解的,让美国很是头疼,而且还不敢公开,总不能说自己花费130亿美元造了个排水量11万吨的瘸子航母吧。

最后

航空母舰对于船舶制造大国来说并不难,难的是配套系统,比如弹射器,更难的是舰载机和附属其他舰艇,以及强大的国防工业实力和资金支持。

当年辽宁舰的前身乌克兰黑海造船厂厂长的原话:苏联、党中央、国家计划委员会、军事工业委员会和九个国防工业部、600个相关专业、8000家配套厂家,总之需要一个伟大的国家才能完成它。

再看看隔壁三哥,人家的航母已经建二十多年了,还在弄呢!

而如今短短十余年,我们已经有三艘航空母舰了。

尤其是今天的003航母,更是目前世界上仅次于福特级的存在!传统海军强国,无论是英国、法国,还是俄罗斯,都还没有这个技术级别的航母!

当然了,刚刚下水的003只是走完了第一步,接下来还要用2到3年的时间完成舾装、海试,直至交接入列。

但不管怎么说吧,所有的一切,我们每个中国人都有理由为之自豪!

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