2618号的烟囱出现了,能锤常规动力了吗?

烟囱长度不及船楼基座长度的四分之一

2618号的烟囱照片在头条平台上出现也有两天了,很多人看到烟囱第一反应是常规动力。已经有很多人跟我说常规动力已经实锤了,真是这样的吗?我的回答是别乱锤!为什么?因为烟囱太小,小到比山东舰还小,这个就完全不正常了!照片大家也都能看到,拍摄角度也比较多,P图的可能性比较小,大家可以自己测一下。从上图上我们很容易可以看出来,烟囱长度不及船楼基座的四分之一,我们假设船楼基座长30米,按图上实际比例很容易就可以算出来,烟囱口长度最多在7.5米左右。实际上船楼基座长度还有可能更短,烟囱口也可能更短。

舰岛基座宽度在八米五左右

然后我们来看下烟囱口的宽度,上图中船坞宽度已知,可以很容易测量出船楼基座宽度在8.5米左右,而烟囱口宽度比基座宽度略宽在8.9米左右。这样很容易算出来2618号船的烟囱口面积不超过67平方米。

山东舰的烟囱口宽在8米左右

山东舰的烟囱口长度在10.2米左右

那我们再来看下山东舰的烟囱口大小。山东舰的烟囱口长度在10.2米左右,宽在8米左右,烟囱口面积81.6平方米。可以看到2618的烟囱口面积67平方米,要比山东舰的烟囱口面积81.6平方米还要小很多。这就很神奇了,因为无论何种观点,2618的吨位要比山东舰大得多,而且考虑到三台电磁弹射器的耗电量,以及未来可能上舰的激光武器、电磁炮等耗能大户。2618的烟囱口面积要比山东舰大一倍左右才算合理,至少也要大百分之六七十以上。难道2618真的使用了天顶星技术的锅炉。但现在事实就摆在那里,锅炉的效率无论如何都不可能有如此大幅度的提升。事实告诉我们2618号烧锅炉的可能完全不存在了,也就是说2618采用蒸汽轮机常规动力的想法可以拉出去毙了。

那么2618到底采用的是什么动力系统,目前看可能性最大的还是核动力,那个烟囱只是辅助动力的烟囱。另外也有人提出2618采用的是燃气轮机全燃常规动力系统,这个可能性现在还不能完全排除,但这个可能性比采用核动力的可能性要小得多。因为燃气轮机的空气消耗量比锅炉还大,需要口径更大的进排气管道。这个话题我们另起一篇讨论。我们先把核动力的事情说清楚,因为如果2618用的是核动力,那么为什么需要烟囱。从目前情况来看,这个烟囱应该是辅助动力燃气轮机的烟囱。我们知道,对于大型航空母舰来说。除了用于推进的动力之外,舰上的其它设备也是需要大量消耗动力的,比如电磁弹射器、相控阵雷达、电子战系统、舰上的各种设备等等。未来航母上可能还会装备能量武器,如激光武器、电磁炮、电磁脉冲武器等等,这些装备都是耗能大户。以福特级航母为例,其推进功率只有209兆瓦,但舰上的发电功率已经达到100兆瓦,几乎相当于推进功率的一半。而福特是九十年末本世纪初设计的航母,我国的2618要比它晚20年左右。随着我国激光武器、电磁炮和电磁脉冲武器等能量武器近些年逐渐走向实用化。2618对电力的需求也会迅速攀升,因此给2618配备更大功率的辅助动力用以发电就成了必然的需求。

福特级航母上的柴油机组

2618的电力需求可能要提高到150兆瓦甚至更高。因此就需要更大功率的辅助动力,在福特级航母上这个辅助动力一部分来自核动力系统的蒸汽,一部分来自柴油机组。不管是武器也好电磁弹射器也好,都不是连续工作的,都是瞬间工作的,虽然有储能装置可以作为缓冲,但是其功率波动范围还是比较大的,不适合从核动力系统中提取功率,这会影响到动力系统的稳定性。所以即使是核动力航母,仍然也会配备其他类型的动力作为辅助动力。前面说到2618对电力系统的需求会相当大,那么会选择什么样的动力来作为辅助动力呢?比较合适的动力应该是燃气轮机。在福特上辅助动力采用的是柴油机,但2618的电力需求更大,还是采用柴油机的话功率不一定跟得上。适合军用舰船使用的往往是高速柴油机,这种类型的柴油机功率不容易做大,而且功率密度有限。采用燃气轮机就会更有优势,因为燃气轮机功率密度比柴油机要大得多,而且加速快,比较适合武器和弹射器这类功率变化范围比较大的用电设备。但是因为燃气轮机的耗油量比柴油机高,所以2618上可能仍然会配有部分柴油机,但辅助动力的主力可能会换成燃气轮机了。福特的柴油机功率更小,而且单位功率空气消耗量小,在舷侧开比较小的进排气管道就可以了,而2618的燃气轮机不但单位功率空气消耗量大而且功率也大,所以就不得不单独弄个烟囱了。

文献中的燃气轮机功率在24.4兆瓦的样子 可能需要多台

实际上在公开的技术文献中,我们也确实看到有研究使用燃气轮机为电磁弹射系统中的储能飞轮充当电源的技术研究。所以2618上出现烟囱虽然让人非常意外,但也在情理之中。剩下的问题是燃气轮机辅助动力系统为什么需要那么大的烟囱。我们知道燃气轮机虽然有很多优点,但是也有个缺点就是空气消耗量比较大,因此需要更大的进排气管道,不仅如此,对于安装在航母上的燃气轮机,会比安装在其他军用舰船上的燃气轮机需要更大的进排气管道。因为航母需要的燃气轮机数量更多,也不可能都像英国女王级航母一样,把所有燃气轮机都装在航母外飘结构里以便缩短进排气管道,从而可以减小燃气轮机进排气的阻力。可能大部分的辅助动力燃气轮机仍然是安装在动力舱里的,这样进排气管道非常长,为了减小安装阻力就需要更大口径的进排气管道。这就造成2618的烟囱虽然是辅助动力使用的,但其排烟口面积却非常大。关于辅助动力仍有很多内容,限于篇幅我们随后再聊。

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