为什么核动力航母不是用核电驱动,航母采用全

来源:http://www.zaobiaowang.com 作者:军史揭秘 人气:200 发布时间:2019-11-03
摘要:问题: 为什么核动力航母不是用核电驱动,而是继续用核能加热的蒸汽轮机? 问题: 航母采用全电推是什么意思? 回答: 回答: 为什么核动力航母使用的不是先进的全电推进模式,

问题:为什么核动力航母不是用核电驱动,而是继续用核能加热的蒸汽轮机?

问题:航母采用全电推是什么意思?

回答:

回答:

为什么核动力航母使用的不是先进的全电推进模式,而是使用的是已经有一百多年历史的蒸汽轮机推进?
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全电推进指的是采用电动机作为航母的主要动力,相比传统的机械传动,占据空间更小,效率更高。缺点就是对材料学要求较高,就目前而言可靠性较差。

原因非常简单,就是使用综合电力系统,那也得乖乖用核反应堆烧热水,

其实活塞式发动机与电动机的争斗早在百年前就已经开始了。法国的圣沙蒙坦克是目前公认的世界上最早采用电动机作为动力的坦克。在此之前,坦克(虽然没有几款)采用的都是常规活塞发动机动力。这也从侧面证明,电动机和常规动力的争论其实在百年之前就已经出现了。

毕竟核裂变的时候,释放出的是大量的热能....而不是电能。

而军舰采用电动推进的难度远在坦克这种地面武器之上。原因很简单,最轻的驱逐舰排水量都要在千吨以上,大型军舰更多的都是万吨以上,动辄3-5万吨的大船就不是电动机放大这么简单了。

而反应堆的地位和重油一样也就是通过核裂变烧热水....
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核反应堆的堆芯直接加热一回路的超净水,但是因为一回路是直接流经堆芯的,所以说有大量的放射性元素,不可能直接使用。

常规动力的军舰一般采用柴油或者重油锅炉,大型军舰一般采用重油锅炉或者核动力。以美国的小鹰级为例,小鹰级的动力采用4台蒸汽轮机,通过燃油烧热水烧出的高温高压蒸汽推动燃气轮机,然后将巨大的动力通过一根长长的联动轴传输到舰尾,然后通过螺旋桨做功传递出去。

一回路的热水用来加热二回路的热水,这个环节产生的高压蒸汽才是真正用来推进或者发电的
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简单来说,常规动力就是烧油→烧开水出蒸汽→蒸汽机输出动力

然后到这里才有差距,也就是到这里用于动力和用于发电的汽轮机才有明显的差距

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但是也就是多少叶片的区别....

全电推进使用的燃料和发动机与常规的没有啥区别,只不过将烧热水利用蒸汽机的输出动力用轴连接的方式改变为利用动力发电,再利用电线传导给发电机。这样的好处就是减少了传动轴的空间,大幅度提高机械效率,同时减少水密难度并节省空间。

并且航母这东西动力都得过剩配置啊......

简单来说,全电推进就是烧油→烧开水出蒸汽→发电→电动机输出动力

动力不够很尴尬的.....

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并且进入战区以后,反应堆就是全功率运作...

一般来讲,一艘军舰上采用传动动力结构推进的机械效率不足20%,这主要是因为燃气锅炉本身的缺点再加上传动轴和变速箱导致的机械效率降低。但是如果将燃气锅炉的动力转化为电力再传导到电动机,其整体效率会提高到25%-27%。虽然依旧很低,但是考虑到整艘军舰作为如此庞大的一个整体(实际上还是因为烧热水的效率真的不高),提高1%的效率对于军舰来说都是飞的突破。

所以说区别不是很大。
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除此之外,全电推进的另一个作用就是简化舰船内管线和布局。由于机电设备的广泛应用,军舰上的电子设备越来越多,将其中一部分动力输出发电,另一部分推进的机械结构太过复杂。让所有设备都使用电力,包括军舰战斗用电、生活用电全部统合在一起,大幅度简化军舰管线的同时也能简化资源调配。

综合电力系统更适合常规动力舰艇,毕竟发动机在最经济的状态运行,提升续航。以及短暂的冲刺或者开相控阵雷达什么的

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并且电动不是太靠谱....45和ddg1000都出现过动力中断......航母出个这问题扛不住啊......

虽然好处多多,但是航母这个级别的全电推进还是很困难的。美国福特级一号舰福特号就是采用的常规推进,而非电力推进。可靠性依旧是最大的问题

回答:

回答:

作为一名核电从业者,从核能发电的角度解答下这个问题。

全电推进方式就是推进器不再是传统的推进方式而且采用了推进电机作为动力源,来推动舰船前进的新型动力方式。我们在这里要弄明白全电动力,就要先明白传统动力都是怎么回事。
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航母中所用的核动力堆公开资料很少,航母中动力堆能量转化形式是这样的:核能——热能——汽轮机动能——螺旋桨动能,少部分蒸气用来发电。

舰船无论在水面还是水下航行都需要动力源带动螺旋桨旋转推动水流,从而产生反作用力,推动自己前进。目前舰船大多采用,蒸汽机,柴油机,汽油机,燃气轮机作为动力源,这些动力源通过运转做功,输出动力,再通过减速机,动力输出轴传递给螺旋桨。是化学能直接转变机械能的方式。这里的缺点就是,浪费能源,效率不高,很大原因在于减速机吸收了一定的能量,而且噪音还特别大。
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航母从核反应堆获取的绝大部分能量都是直接利用汽轮机通过主轴(之间很可能还有减速箱)带动螺旋桨来获取前进的动力,少部分用来发电来支持舰上电子设备的运行,还有一部分蒸气用来给蒸气弹射系统供应蒸汽。

而全电推进就同样的动力源,带动的是发电机,直接发电,发电机通过电缆直接把能量输出给用于推进的电动机螺旋桨,省去了中间的减速机,这样的效率就提高一定的水平,也减少很多噪音(这方面对潜艇很重要)。
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直接原因就是电力驱动航母技术目前还不成熟,不成熟的具体原因有以下几方面:澳门游戏平台 12

style="font-weight: bold;">图释:上图为尼米兹级使用两具功率各130000马力的A-4W反应堆,总功率260000马力

1、增强了航母的机动能力

航母作为海上作战基地之一,机动性是一个重要指标。我们如果假设完全转化为电能,如果航母启动时,二回路产生的蒸气必须等到足够的量,通常反应堆功率需要达到25%以上才能进行汽轮机冲转,这样才能带动发电机生产出频率合格的交流电,否则汽轮机转速不到,频率不合格,生产出来的电能就无法给电动机使用。

汽轮机直接带动螺旋桨就不存在这个问题,只有有转速就可以即刻划水前进。澳门游戏平台 13

图释:上图为尼米兹级CVN 77布什号航母螺旋桨直径6.4米,一艘航母有这样的4个螺旋桨,每个螺旋桨有5片浆叶,每片桨叶的重量30吨

澳门游戏平台,2、省去发电机提高了效率

能量传递经过的设备越多,效率就越低,本来航母用反应堆功率就有限,使用发电机产生的电能带动电动机驱动航母就会损失一部分能量。假设发电机的效率为90%,电动机的效率为80%,那么从汽轮机大轴传递过来的能量就只能有72%的能量用来驱动航母。

3、省去发电机及其辅助系统的

少用一个大型设备意味着就会将故障率降低一个档次,减少了发电机及其辅助系统的不仅仅会减少航母的制造成本还可以降低航母的故障率,此外也会节省出很大一部分发电机及其辅助系统(氢气冷却系统、润滑油系统、励磁系统、定子冷却水系统等)占用的空间。澳门游戏平台 14

全电驱动核动力航母还有很多的优势的,制造工艺也更为复杂,艇用反应堆要求体积小、能量输出效率高、设备可靠,因为没有像商运核电站一样可以设置多重冗余的安全系统,因此舰艇核反应堆对于安全性和可靠性的要求就极高,这仍是我国科研人员的努力的方向。

今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!

回答:

全电推进看似简单,实际是很复杂的系统。首先就要设计好推进电机,而且是要在水下,要拥有强大的功率,怎么设计这就是一个需要研究的思路。有了推进电机,就要有供电系统,这个系统就要与电机相配套才行,供电系统要能合理分配全舰的各个单元的用电情况,这套供电系统就成为了全舰的核心装备了,不是哪个国家随便就能研制装备的。
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目前来说,全舰电力推进是英国人提出来的,并且研制并运用到其最近的45型驱逐舰上,美国紧随其后,运用到最近的朱姆沃尔特驱逐舰上,英国与美国的设计思路是一样的,都是采用中压交流模式,其全舰电力控制系统和推进电机都是中压交流的,可是实验中却出现了很多问题,致使其可靠性难以保证。

谁都知道全电推进好,如果技术允许,核动力航母肯定是喜欢采用全电推进系统。但是,技术不是还差了点嘛。

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全电推进是舰船动力的一次革命,它将日常供电、电力推进、舰载武器设备供电合而为一。相对于传统机械推进方式,具有节省空间、便于布局、易操作、低噪音、省燃料等诸多优点,同时为电磁弹射、电磁拦阻、电磁炮、激光炮等新设备新武器上舰创造了条件,是未来发展的主要方向。

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电力推进不是新技术,早在1920年,美国列克星顿号航母就使用了蒸汽轮机发电+电动机推进技术。原因是因为大型蒸汽轮机的减速装置技术不成熟。但是电力推进也带来了抗打击能力不足、主电缆受损全舰功能失效的巨大问题。

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1942年列克星敦在战争受损并不严重的情况下,因为主电缆损毁,丧失全部动力和损管能力,最终沉没于太平洋。此后美国放弃了全电化设计,而且大功率减速装置逐渐成熟,最终选择了内燃机推进模式。

但现在的航母都是耗电大户,不全力发电是不行了。以福特级航母为例,单电磁弹射就需要160兆瓦电力,全速航行时推进系统需要200兆瓦功率。更别说还有电磁拦阻,电磁炮等,哪一个都是耗电大户。

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PMM先进同步感应电机

但是因为大型同步感应电机技术仍不太成熟,无法提供如此多的电力,导致电推进技术还差点火候,所以福特级核动力航母前3艘仍然使用蒸汽轮机驱动螺旋桨的机械推进系统。

等待感应电机技术成熟之后,计划在第4艘福特级航母上安装全电推进系统,实现日常供电、电力推进、舰载设备供电合而为一。

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英国的伊丽莎白女王级航母,总发电功率112兆瓦,推进系统80兆瓦,最大航速26节。为什么航速那么慢,达不到普遍的30节以上,就是因为电推功率不足。更大的电机目前技术尚不成熟,现有的感应电机又大又重,也无法安放太多台。

综上原因,核动力航母目前仍然使用蒸汽轮机。但随着技术的成熟,未来的航母肯定会使用全电推进替代蒸汽轮机的。

回答:

谢邀,主要原因是核裂变所释放的能量为热能。

我们来看一下典型的船用核反应堆的工作过程:

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反应堆内部释放热能,这个热能被热介质导出用来加热整齐锅炉,蒸汽锅炉会驱动蒸汽轮机进行旋转产生动能,其中的一部分动能经过变速箱传递到主轴驱动螺旋桨;另外的一部分动能则驱动发动机进行发电供应整个舰艇的用电需求,多余的电力则会输入到电池中进行存储。

在这里我们可以发现航母核反应堆能量释放的转化方式:

1.到螺旋桨:核能-热能-动能

2.到蓄电池:核能-热能-动能-电能

如果利用核能发电再输出到螺旋桨 则是:核能-热能-动能-电能-动能。

其实每一次能量转换都会带来能量损失,那么燃气轮机的动能-电能的效率大约是40%,其中有60%的能量是被浪费掉了。然后如果用电力驱动螺旋桨的效率则是70%,又有30%的电能被浪费掉了。这样一计算则是:

100%*40%*70%=28%,核反应堆用电力推进航母的效率为28%。这比直接利用蒸汽轮机产生动力的效率47%小了不到一半。

那么如果一个堆能推动的航母换成全电力系统的话则需要至少两个堆。

再看反应堆大小

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平时我们看到的反应堆是这样的——裸堆,如果放在有参照物的环境下是这样的:

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当然了,这还只是反应堆的堆芯,如果增加外围设施那么反应堆的大小就仅占很小比例了。

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如果一个航母增加了一个反应堆,但是仅仅干了一个反应堆就可以干成的事情,那么为什么就单单为了“电推”这个概念抛弃传统呢?造价增加了、载运量降低了,并且效果还和从前差不多——是不是一个赔钱的买卖?这样做的意义是啥?犯傻吗?

回答:

这只是目前的状态,在未来核动力航母上将实现全电推进,也就是说,不再会继续用核能加热的蒸汽来驱动蒸汽轮机来驱动螺旋桨,而是先发电,再电来推动电动机来带动螺旋桨。澳门游戏平台 25

以前没有采用这种方式,属于技术上的原因,不是不想这么用,事实上,早在几十年前人们就已经考虑到了使用全电推进,也就是说,以电传动的方式代替机械传动,它的有很多好处,不仅节约空间,也改变了内部结构设计变简单,而且效能也更高,但是这一技术在可以说:理念美好,现实是残酷。澳门游戏平台 26

如果要想实现全电推进,涉及到多项技术,发电,配电,电驱动,每一项技术都不是那么好解决的,上世纪80年代以前,根本就无法实现。直到了本世纪初时,人们才开始真正的解决了有关的技术问题,开始投入到应用之中。这个技术的发展还有一个相当的过程,目前还目前还不是成熟的问题,这个过程可能要比大家想象的还要慢一点,但是这是发展方向,不会有改变的,美国人将在福特级航空母舰的后继舰上实现这一目标。

回答:

作为一个游戏领域的作者,大麦我强行过来给大家客串一下哈哈。

其实这个道理很简单:就是核能加热蒸汽机轮的热效率要比电动机高!

可能有不少人会认为核电就是核能经过某种高科技设备就能够直接转换为电能,大麦我在初中的时候其实也是这么认为的。

然而后来学了高中物理以后才知道,原来核电站的发电是首先通过核能裂变产生热能驱动蒸汽机,在通过蒸汽机的动能驱动磁场转动来转化为电能的。

核能→热能→动能→电能

这样的方式其实转化率非常低,期间会浪费掉大量的能量,但经不住核能实在太强大了,即使浪费掉了绝大部分能量也可能够提供大量的电能哈哈。

就目前的科技水平,还没办法实现跳过中间的两个步骤。

同理,核动力航母想要航行核心动力就是动能,因此只需要热能能够驱动蒸汽机轮就够了,为什么还要再一次转化为电能再去驱动电动机呢?这不是白白浪费了大量的能量么。

不过,航母上的一些电子元件也是需要电能来运行的,所以核动力航母的核能会提供两个方面的能量,但是大头还是在蒸汽机轮上。

回答:

这个问题的答案其实非常简单:在核动力航母出现时,全电推进舰船还不成熟。众所周知,核动力舰船其实只不过就是将核反应堆作为能量输出装置、替代传统舰船上的热机,因此核反应堆本身事实上无关动力系统主机的设计,只要能确保在舰船上稳定运用即可。澳门游戏平台 27

因此,决定核动力航母是采用核动力机组配用发电机组输出电力,还是配用蒸汽轮机“烧开水”的关键因素,取决于采用蒸汽轮机和发电机组哪个在技术上更容易实现。全电推进舰船虽然近些年来非常流行,特别是美国的“朱姆沃尔特”级和英国的45型驱逐舰一类的大型舰船证明该技术完全可以运用于大型舰船,但在核动力航母刚刚出现的时期,全电推进技术还处于萌芽阶段,远谈不上在大型主战舰船上运用,更遑论用在航空母舰上。澳门游戏平台 28

核动力航母的主要建造和使用国是美国,而美国海军直到1994年才提出整合式电力推进系统的研发计划——当时距离第一艘核动力航母“企业”号开工已经过去了整整36年,而“尼米兹”级航母已经下达了第九艘的订购计划、本级舰的建造工作步入收官阶段,改用一种技术上完全不成熟的动力装置也很不现实。澳门游戏平台 29

更关键的问题是,对于航空母舰这种堪称美国海军命脉的关键性装备而言,美国朝野和军方都断然不可能允许存在过大的技术风险,因此就更不可能允许在航母上采用电力驱动了。

回答:

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目前世界上只有英国的常规动力航母伊丽莎白女王号使用全电推进,核动力航母若使用全电推进也得先通过蒸汽锅炉发电,效率未必就高

全电推进,又称综合全电力推进系统,其原理是通过柴油机或燃气轮机发电,以此带动电动机让舰只向前推进。

全电推进的优势是体积小,布置灵活,可以让出巨大的传动轴,节约空间。

目前,全电推进已经被应用到了许多驱护舰上。不过这些舰只的体积和吨位普遍较小,若是在航母上使用的话,技术要求太高,特别是对电机的可靠性要求非常苛刻。

今天,只有英国的伊丽莎白女王号使用全电推进。其采用了两台罗尔斯·罗伊斯生产的单机功率36兆瓦的MT30燃气轮机作为主要发电装置为电动机供电。

采用全电推进可以极大的节约伊丽莎白女王号航母的内部空间,多装几架飞机。目前来看,除了油耗多了点外,别的还都挺好。

澳门游戏平台 31(丽莎白女王号的满载吨位为65000吨,属于中性航母,重量不算特别巨大。而且其舰载机采用滑越起飞的方式,没有使用蒸汽弹射,所以可以取消大型蒸汽锅炉)

不过若是在核动力航母上,使用全电推进的效费比就不是那么高了。

核动力航母的驱动原理是通过核反应堆产生的巨大热量,加热淡化的海水生产巨大的热蒸汽,再通过蒸汽锅炉带动舰只向前移动。

说白了,核动力航母就是依靠蒸汽机推动的。虽然技术上不可同日而语,但原理上跟一百年前的蒸汽火车没啥区别。

蒸汽锅炉的优势是可靠性好,推重比大。缺点就是需要提前布置巨大的传动轴,占用空间多,启动速度慢。

如果核动力航母也要使用全电推进的话,需要在现有的系统中多一个步骤,就是蒸气锅炉不再直接向螺旋桨传输动力了,而是转便为一个100%的发电站,通过产生的电力供给电动机,再带动螺旋桨转动。

如此一来,必将会产生能量上的损耗,还增加了维护成本。

况且,核动力航母巨大的体积也必然对电动机的功率和可靠性要求很高,这一点现在的技术还达不到。

澳门游戏平台 32(美国最先进的核动力航母福特号满载排水量有11万吨之多,全电推进实在是推不动)

澳门游戏平台 33(福特号上的电磁弹射器也是一个吃电大户,虽然其需要的电力对于核动力装置不算什么,但这也对全舰的电力调配提出了挑战)

总之,核动力航母上使用全电推进,技术上还达不到要求,并且也没啥必要。

回答:

这个问题,有点没办法回答啊。因为核反应堆本身是不产生电能的。要把核能转化成电能,还需要那么一点复杂的点流程。

现阶段任何形式的核反应堆,都是核裂变反应堆。核聚变的反应堆目前离实际应用还有一段很长的路要走。而裂变反应堆的裂变材料通常是U235,但其丰度只有3%。

所谓核能,就是把反应堆内的U235裂变时产生的热量,通过某种介质传导出来,这种介质通常是水。但核反应在运转时,其内部的反应并不仅仅是U235发生裂变反应,还会产生的多种元素的新同位素,这些新的同位素很多都有着极强的放射性,和长短不一的半衰期。据统计,核反应堆在运转时,新产生的各种元素的同位素以及新元素有数千种之多,绝大部分是放射性元素。有的放射性元素的半衰期非常漫长,比如钚239,有的则非常非常短,仅有几千分之一秒。

基于此,核反应里的高能水是不能直接用来做来驱动力,那样的话,相当于核泄漏。因此,需要给反应堆增加一个回路,通过回路循环把里面产生的能量传导出来。这样虽然仍会有少了放射性元素被带出来,但总体上安全多了。

早期的核反应用的就是这种一回路的反应堆,虽然安全性提高了很多,但仍有少量的放射性元素。美国,日本等国家就是通过回收这种一回路里的废水,来提取钚239用做核武器的战略储备的。目前,美国储备了35吨以上的钚239,而日本通过这些年的积累,钚239的储备量也有12吨多了。所谓“日本一年可以造出一千多枚核弹头”,也就是根据这个钚239点储备量算出来的。后来,为了提高核燃料的利用率,科学家们在新一代的核反应堆里又加了一个回路。这就是双回路反应堆了。这样一来,大大提高了反应堆的安全系数

核能有了,如何让它做自己想做的事情,就是各国需要自己解决的问题了。

就核动力航母而言,无论是美国之前的企业号还是后来的尼米兹级核动力航母,都是用核能来驱动蒸汽轮机的。说白了,用核反应堆代替了煤或者其他提供动力的能源。

随着科技的发展和电气化的不断进步,全电推进成了时下最尖端的科技。但这对核反应堆本身而言,并没有不同,它依然是靠U235的裂变产生能量,只是这个能量最终没有为蒸汽轮机提供动力,而是去驱动发电机了而已。

这好像是多此一举?当然不是。全电推进有它的优势,其中之一就是资源分配更加合理。从而节省能源。

最后,核能只是一种提供能量的方式,跟煤,油等一样。至于最后是变成了动力还是电力,就要看实际应用情况和一个国家的科技水平了。

回答:

航母是一个不折不扣的用电大户,武器系统,雷达系统和阻拦系统,以后的电磁弹射系统等都是用电大户,特别是各系统的功能全部打开时的用电最高峰值。如果航母采用全电推进动力系统,注定要和其它用电大户争夺资源,导致其它设备的功能在战时受损或下降,战时不能发挥出其优势就违背了设计和使用的初衷。当前各国的核反应堆技术的能力能不能达到全部电力化所需要的程度不得而知,美国福特级的最新航母好像是全电推进动力系统,但战时用电大户全开的话能不能达到要求的指标不好说。

我们知道核反应堆工作原理是靠核燃料棒的原子分裂或聚变产生热能,再把一部分热能转换成电能,一部分热能驱动蒸汽轮机,这样的话所产生的能量基本达到整个航母的需求而不会相互干扰。蒸汽轮机是当前各国大量应用的成熟技术,全电推进动力技术属于新技术应用,有待日常验证。核反应堆技术的功率大小更是制约航母各系统的关键所在,也不是一说核动力系统就是万能的。

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我们国家是后起之秀,同样跟随世界前沿技术的发展,全舰电力推进自然会努力公关。我们的国宝级科学家“马伟明院士”带领其科学团队,攻克了电力推进系统的难关。
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其走的道路与美,英完全不同,他采用的是中压直流供电系统,推进电机等设备都是采用中压直流的,直流电升压,降压比较麻烦,但是输出比较好,可是交流正好反过来了,不同的电流方式带来的困难也是不同的,看样子我们的院士很好的解决了这样的问题,美国目前正在研究中压直流模式,这就要比我们落后一些了。
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全电推进就是很好的解决了动力系统能源浪费的问题,把舰船有用的功率都能得到合理的分配,这样,全舰电力综合系统就是关键设备。所以说全电推进不只是一个推进方式改为电机推进,而且整个电力系统的一次大改革。
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图片来源于网路。

这样的解释不知道是否我说的清楚,欢迎留言评论。

回答:

简单的说一下吧,就是完全靠电力驱动螺旋桨。目前采用全电推的航母只有英国的伊丽莎白女王号。

是一艘和我们的002航母几乎同期的航空母舰。

伊丽莎白女王号于2008年下单,2009年7月7日开始建造,建设5年于2014年7月4日下水并于2017年12月7日正式服役于英国皇家海军。从整体进度来说伊丽莎白女王号与中国的002号航母进度相似。且毕竟英国是海军大国,起战斗力远大于中国的002号航母。

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感谢英国皇家海军提供的官方大图。

尤为需要注意的是伊丽莎白女王号是一艘全电推动的航母。

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通常的情况下大型船只的驱动是依靠燃气轮机或蒸汽轮机驱动螺旋桨前进,汽轮机输出能力通过驱动轴带动螺旋桨。而伊丽莎白女王号则是选用了燃气轮机带动发电机,由电动机驱动螺旋桨前进。

虽然目前伊丽莎白女王号的IFEP综合电力驱动系统功率还不够高,但由于燃气轮机可以摆脱螺旋桨的束缚始终运行在最高效率的工况下,因此此舰的续航能力大大增加达到了10000海里,而且为航空母舰内节省了大量的空间。

就全电推动而言目前是一个海军舰船的趋势。我们自己国家目前还没有将全电推动应用于航母上,但我们的全电推动技术却是相当领先的。按照目前的资料测算,领先了美国一代,大约十几年的时间。

而002的后继型号003航母会采用核动力,但会不会是全电推动方案目前还不明确。一切等2020年003下水之后才可以知道。

回答:

航母采用全电推的意思来源于船舶设计理论:

凡是一艘需要依靠船只本身动力装置进行移动的船,按照传统理论都要分为主机和辅机两部分,其中主机是直接推动船的螺旋浆旋转的动力,只有螺族浆的运动才能产生船的推进力,传统的大型船只的主机都采用柴油机或燃气轮机,主机发出动力以后通过曲轴和齿轮系统传到主轴上,螺旋桨则是坚定在主轴上旋转的,因此主轴是传递主机所发动力至螺旋浆的中介体,由于传递系统是传递机械力,动力消耗很大,按以往数据,柴油机发出的动力传递到螺旋浆的最高效率难超越35%,燃气轮机发出的动力传递率难超45%,所以传统方式动力传递消耗很大,传递装置产生的热量散发又造成局部船体仓位的高温,同时带来的噪音也很扰人。

航母采用全电推就是把主机发出的动力带动发电机,发电机的电能传输与机械能传递系统完全不同,它具有可控性,这种可控性机制靠船上的电子计算机来完成,电能通过电缆传递至船只尾部的时候进入一部电动机,由电动机带动主轴旋转,从而使动力传递到螺旋桨上,笔者没有查阅相关数据,但可以肯定这种动力传递装置效率很很高,动力传递率达80%以上都有可能,这样就可以节省动力传递装置的空间,降低有关仓位的温度,消除了不必要的噪音。

航母是一个高效的的海上移动的飞机場,造价昂贵,采用全电推系统有利用节省成本,有利于改善航母驾使人员航母维护人员的工作环境,是一门很好的新技术。

回答:

感谢邀请,我是军事研究者狼头。

航母动力分为几个阶段,第一,常规动力,也就是烧油的蒸汽轮机;第二,核电+蒸汽轮机阶段,第三,就是目前老美福特级采用的全核电推动方式。

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第一种的话,航母航程直接受期运载燃油的量的约束,另外发动机产生的废气和热量都将成为暴露自己的因素,航母的续航和作战综合性能受到极大限制。我们的辽宁号航母就属于这个初级阶段,真实遇上有反舰武器的强国,对于辽宁号的威胁还是很大的。

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第二种属于核动力时代,比较成熟,也是世界上现役核动力航母中的大多数当式,核反应堆先产生高压电能,然后经过变压适应蒸汽轮机,热能带动蒸汽轮机运转,这个过程中核反应堆的能量损耗是极大的。

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第三种也就是美国最新的福特级航母所采用的动力当式,核反应堆+电动机,中间还是需要变压,但少了蒸汽轮机,这样设计航母的动力空间就小多了,减少了不必要的热量释放,有利于航母隐蔽性,很安静,推力也更大。

总结,航母全电力推进,也就是单说的核动力航母的动力设计,从传统的核反应堆+蒸汽轮机,到核反应堆+航母全电力控制系统(就是中国获得最高科学奖那个技术)+电动机的模式转变,这反应了对核能控制能力的提升,也是航母最核心动力革新的展现。

我是狼头,这是军事老兵的一点见解,希望能够抛砖引玉,欢迎拍砖。

回答:

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全电推进是相对航母的动力而言,传统航母是机械动力,即燃汽轮机或蒸汽轮机。而全电推动是全部使用电力,驱动电动机作动力。

大家知道传统航母的动力是分为两部分,一部分用于发电,供航母上的雷达等各种电器耗电,一艘航母用电相当于一个5万人口城市用电的总和,其动力一大部分是用来发电。而另外就是通过机械传动,驱动航母前行。因为是两套独立系统,就会产生很大浪费。

而全电推动,取消了为机械传动提供动力的环节,所有动力全部用来发电,然后雨分配给动力系统和雷达等电器,这就是马伟明院士发明的综合电力系统。综合电力全电推动在英国和美国都有运用。但马院士比他们的先进,一个是中压直流,解决了电力的稳定性问题,二是无轴泵推技术,这个对潜艇降噪至关重要,去掉了传动轴和减速箱两大噪声源,直接由电缆连接电动机驱动螺弦桨,这是个跨越,美国因为还是中压交流,都没有这个技术。这都是马院士的功劳。

回答:

电推进技术是相当于化学推进而言;电推力器是在轨道上利用离子的反作用力产生微弱的推力的一种推力器。

局座曾说过,舰船综合电力系统是舰船动力平台的第三次革命。它将日常供电、电力推进供电和现代高能武器供电三者合而为一。由于取消了传统的机械推进装置,从源头上降低了声隐身问题的解决难度,同时为电磁轨道炮、激光炮等新概念武器上舰创造了条件。

全电推进技术的优势在于,驱动声音在海洋环境中几乎没有了,而且航母的加速很好、续航速度也会平稳。

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国产全电推进装置

马伟明院士曾经说,全电推进系统中国领先美国一代 美赶上需十几年。言明,这一推进系统的核心无疑还是电动机,而在马院士的一系列论文中,提出研制“先进无轴推进系统”,这一装置除了变频器需要安装在船体内,整个系统都能吊挂在船体之外,成为吊舱推进器的组成部分,但又不额外增加吊舱的复杂程度,降低可靠性。这一系统同样比目前西方电推所采用的感应式电动机先进一代!

回答:

船舶的全电推进实际上不是什么新概念,常规潜艇在潜航时就是用的电力推进。只是近年机电技术水平、尤其是容量、可靠性和电力储能方面取得了长足的进步,所以才能用于大型的作战舰艇。传统的船舶和全电推进的动力来源依旧是热机或核反应堆,差异是动力分配实现的方式不同。传统的动力依靠机械方式将动力输送至动力输出点(有一部分也会通过发电机转换成电力,提供给需要用电的辅助系统),其最大特点是主推进器与动力源通过机械变速系统和驱动轴连接;而全电推进的船舶动力源产生的能量全部由发电机转换成电能,再通过配电系统输送到各动力输出点,其主驱动器是由电机驱动(甚至会与电机做成一体式,如中国装备在新一代核潜艇上的无轴泵推系统),与动力源通过配电系统连接。

全电推进的优势是容易做到高冗余度,动力分配(时间和空间两方面)及设备排布更灵活,易于控制振动和噪声。

回答:

传统的航母动力,一般是采用机械动力(如大型蒸汽轮机、燃气轮机等)和核动力。航母上各个系统的供电系统基本上也是彼此独立的。这样的供电系统最大缺点是:一旦航母上某些装备需要大的电能时,由于各个独立供电系统不能有效的整合到一起,致使供电不足,从而使用电能大的设备就不能正常使用,极大的影响航母的战斗力。所谓全电推系统,就是把航母原有的机械动力或核动力转换成电能,然后通过一套配电系统,把电能科学地分配到多个用电系统,当有耗能大的设备使用时,可以自动地把整个系统的电能在保证其它部门正常工作的前提下,最大限度地整合过来,并保证设备的良好运转。例如:使用全电推的航母起动和高速航行时,以及大型军舰上未来安装的电磁炮等的用电,就是属于这种情况,如果没有全电推系统是绝对不行的。

顺便说一下,我国的全电推进系统,目前在世界处于领先地位,用海军马伟明院士的话说,领先美国十年,而美国在全电推方面的先进程度仅次于中国。据我所知,中、美在全电推最大的差距在于中国的全电推已实现了中压直流,而美国还处于比较初级的中压交流阶段。

回答:

所谓全电推动是指整个动力系统都是电力拖动方式。说实话,挺不放心的。

电力系统的最大问题是过载能力差,抗故障能力差,系统能量分配相对发电机来说具有很方便的技术操作性,与之相对应的是发电机产生电能的量控制方式非常困难。

传统燃气轮机的工作方式能量损失大,但是使用方便,过载能力超强,适应性好。

说起来全电推最大的好处就是提高效率,基本上理论效率可以达到最大。问题是太娇气。不知道我们会不会遇上美国人同样的困惑,毕竟驱动的是军舰,功能最重要。我选择相信马院士。说良心话,忐忑......

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