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福建舰船尾水线附近已经熏黑
平台上有人公开了两张福建舰系泊试验的两张照片。看照片不是近几天的,应该是前段时间的。不过仍然能够看到一些福建舰系泊试验的进度。可以清楚地看到船尾水线附近已经熏黑。在这个位置有三个辅助动力柴油机的排烟口。
左舷船体后部侧面设计水线下方有三个排烟口上方三个是对应的进气口
从照片上看排烟口明显在设计水线以下。按照我国的国军标,设计水线就是船体侧面红褐色和灰白色的交界线,这个基本上就是满载吃水线。也就是说正常工作状况下,排烟口应该是在水下排烟的。很显然这样设计为了减少红外特征。有人可能担心是否会进水,其实这个大可不必。因为柴油机的排烟管道肯定有单向阀或者管道在舰体内的高点要高于设计水线。
前方武器平台下方设计水线下面有两个排烟口上面两个是对应的进气口
被熏黑的地方其实有三个排烟口,加上前方武器平台下面还有两个,目前可见的辅助动力柴油机排烟口一共是五个。也就是说福建舰上至少有五台辅助动力柴油机,是否还有其它应急柴油机目前尚不清楚。不过从公开的照片上看不清楚前方的两台柴油机的烟道口是否也熏黑了。因为烟道口已经熏黑这就意味着这些辅助动力已经经过测试了。
舰岛上的烟囱口里面仍然是原色没有被熏黑的痕迹
从照片上来看,福建舰舰岛上的烟囱仍然没有冒烟。烟囱口里面仍然是原色,没有任何被熏黑的痕迹。而且前几天还有照片显示,烟囱口里面还盖有东西。那么可以肯定使用舰岛上烟囱的动力系统尚未开机测试,如果开机测试,烟囱口肯定会被熏黑。如果舰岛上的烟囱像一些人想象的那样是燃油锅炉使用的,它早就应该冒烟了,但目前可以确定没有。
舰岛上的雷达天线其实并没有安装照片上看到的是一块块盖板
常规动力的山东舰其烟囱在下水三个星期后就冒烟了。所以这完全不符合常规动力航母测试的基本流程。因为常规动力航母下水后会马上测试主动力系统,如果动力系统有大的问题需要更换主机或者大的部件,那么就需要重新切开钢板。这样做显然风险很大,会造成船体变形影响船体强度。所以对动力系统主机的测试会在下水后尽快进行,如果拖到后面再发现问题,就会造成建造进度严重拖延。福建舰舰岛上的烟囱迟迟未能冒烟,这完全不符合常规动力航母的测试流程,到目前为止福建舰的所有情况都符合核动力航母的测试流程。其实结合前面很多的证据,我们早就推测福建舰是一艘核动力航母,只是没有权威的消息确认。
根据目前的状况来看,福建舰的辅助动力基本上比较明确了。辅助动力比较大可能性采用的是燃气轮机加柴油机,舰岛上的烟囱就是给燃气轮机用的。辅助动力的其它部分是柴油机负责的。柴油机目前看至少有五台,功率可能是6兆瓦。XX6项目招标的柴油机就是6兆瓦的。那么这五台柴油机的功率合起来就是30兆瓦。福建舰的辅助动力需求在兆瓦左右,这个可以参考同是电磁弹射型航母的美弟福特级航母。福特级航母的总发电量是兆瓦左右,其中反应堆通过四台26兆瓦汽轮机提供了兆瓦,剩余的兆瓦左右是柴油机提供的。
福特级航母辅助动力使用的主要是柴油机
那么福建舰的辅助动力需求应该和福特级差不多,因为福建舰设计的时间比福特级晚了差不多二十年,舰上用电设备功率可能更大,所以福建舰的辅助动力总功率可能要比福特级略大,估计在-兆瓦。扣除柴油机提供的30兆瓦左右剩下80-90兆瓦。国内的燃气轮机功率比较大的通常在30-40兆瓦,比如QC是30兆瓦左右的,可能要配三台,如果是QD,功率40兆瓦,至少要配2台。QC的热效率是36%,不如QD的42%。所以比较理想的选择是两台40兆瓦的QD,总功率是80兆瓦,加上柴油机的30兆瓦就是兆瓦,刚好可以满足福建舰对辅助动力的需求。
我们还可以再从烟囱口面积反推一下燃气轮机的功率。因为燃气轮机的烟道体积要比燃油锅炉的烟道体积大60%。如果福建舰的动力主机是燃油锅炉,那么以烟囱口的面积计算,可以产生兆瓦的功率。如果用的是燃气轮机,那么可以产生兆瓦左右的功率,考虑到燃气轮机即使安装在外飘结构中,烟道长度仍然也要比一般的水面舰艇更长一些,所以其能提供的功率要更小一些,在80-90兆瓦仍然是合理的。
QD热效率42%在军用燃气轮机中也是世界一流水平的
因为福建舰的主要辅助动力可能是燃气轮机,发出这80-90兆瓦的电力所产生的高温废气总量还是很可观的。所以燃气轮机的废气就不能像柴油机那样在舷侧开个口子直接排出去。那样会对飞行甲板上的气流产生很大影响。所以就只能把烟囱开在舰岛上,这样提高排气高度,尽量减少对舰载机起降的影响。但燃气轮机的空气消耗量大,所以福建舰的舰岛上就有那么大一个烟囱,以至于很多人以为这是燃油锅炉的烟囱。
如果福建舰舰岛上的烟囱是燃油锅炉使用的,参考山东舰的烟囱口面积,只能提供兆瓦左右的功率,这个对福建舰来说是远远不够用的。这也是我们推测福建舰是一艘核动力航母的重要依据。很多人都没有弄明白这个问题,动不动就说福建舰的锅炉能产生30万马力就足够了,其实差得太远。因为电磁弹射型航母和蒸汽弹射型航母的动力系统差异是非常大的。电磁弹射型航母的动力主机要提供的不仅是推进功率,还要提供兆瓦左右的电力供舰上日常使用。即使如此还要有辅助动力另外提供兆瓦电力填补电力的峰值部分。所以电磁弹射型航母的主机功率要比蒸汽弹射型航母的主机功率要大很多。
以福特级为例,核动力主机总功率是兆瓦。相比较而言蒸汽弹射型航母比如小鹰级,主机功率是兆瓦的推进功率加12兆瓦汽轮发电机组的功率,也就是兆瓦,和核动力航母根本无法相比。而且电磁弹射型航母的发电功率也要比蒸汽弹射型航母大很多。福特级航母的总发电量在兆瓦左右,而小鹰级航母的总发电量只有15兆瓦。
正是因为在主机功率上的巨大差距,以及小鹰级航母的烟囱没有任何散热措施,高温高速排放,才造就了小鹰级航母非常小的烟囱。小鹰级航母是上个世纪的航母,烟囱红外特征多大都无所谓。但我们的福建舰却不能等闲视之,所以连柴油机排烟口都浸在水里。而且给燃气轮机配一个非常大的烟囱用来散热。其实小鹰级航母锅炉提供的兆瓦总功率相对与其排水量来说仍然有些偏大了,当然这也不是没有用处。这多出来的功率主要是给蒸汽弹射器用的,所以小鹰级航母弹射器在工作时,最高航速是无法实现的。
如果福建舰采用的是核动力,为何舰岛上会有那么大个烟囱?为何所有核动力航母都有烟囱,有核动力为何还需要常规动力?福建舰是混合动力航母吗?福建舰副舰长罕见由前核潜艇艇长担任,可能与采用核动力有关国产型蒸汽轮机改进后能作为福建舰的动力吗?福建舰的辅助动力系统采用的可能是燃气轮机玲龙一号核反应堆的技术能用在福建舰上吗?