【上海方工】淺談福建艦外接蒸汽管道是常規(guī)動力或核動力
上海方工以為外界期待多年的003型首艦福建艦正式出塢下水，這艘在中國海軍乃至整個亞洲海上力量中噸位最大的軍艦，就此呈現(xiàn)在全世界面前。上海方工以為我國官方媒體也非常罕見地公開了其噸位和裝配電磁彈射器等重要信息，進一步鼓舞了人們對這艘巨艦的信心。讓人非常意外的是，在福建艦下水10多天之后的今天，外界關(guān)于其主動力系統(tǒng)居然一直爭論不休，“核動力”、“核蒸聯(lián)合”、“核燃聯(lián)合”等讓人目瞪口呆的動力模式紛紛出爐。那么，福建艦的主動力系統(tǒng)到底能不能確認(rèn)？又究竟是什么模式呢？
首先要明確的是，官方在福建艦下水當(dāng)天公開了很多信息，但對于其主動力系統(tǒng)卻只字未提。這也是近期關(guān)于003型福建艦動力類型出現(xiàn)爭執(zhí)的根本原因。具體到爭執(zhí)起源，主要還是電磁彈射裝置引起的。憑借體積小、靈活性強、能量利用率高等優(yōu)點備受贊譽，同時又因技術(shù)復(fù)雜令航母操運經(jīng)驗豐富的美國海軍頭疼不已的電磁彈射器，似乎天然就籠罩著一絲神秘色彩。在外界看來，電磁彈射裝置與電磁炮一樣，都屬于性能出色但耗能巨大的先進裝備。因此，一直被認(rèn)為能源輸出近乎“無限”的核動力裝置，似乎天然就是電磁彈射器不可或缺的絕配。
不過，福建艦艦島上存在的特征明顯的龐大排煙道，成為判斷其主動力為常規(guī)動力的“鐵錘”。令人意外的是，就在外界認(rèn)為主動力類型“大局”已定的時候，網(wǎng)絡(luò)突然出現(xiàn)了福建艦停靠碼頭時外接數(shù)條蒸汽管道的圖片，突然引爆了輿論。
從理論上說，如果福建艦裝備的是常規(guī)動力，那么通過自身動力就足以提供航母需要的蒸汽，完全沒有外接蒸汽管道的必要。由此，似乎出現(xiàn)了一種新的動力模式。003型福建艦或者是以核動力裝置為主動力，以保證3臺大功率電磁彈射器的正常使用。至于其艦島頂部的煙道，實質(zhì)僅用于輔助或者備用的蒸汽動力或者燃氣動力。這種動力布局模式，已經(jīng)在蘇聯(lián)海軍“基洛夫”級核動力巡洋艦和建造一半就被拆解的“烏里揚諾夫斯克”號核動力航母上進行過驗證。
分析起來，這種設(shè)計不僅使得國產(chǎn)航母完成從蒸汽動力到核動力的巨大跨越，又在一定程度上留有備用手段，符合我國海軍在水面艦艇核動力領(lǐng)域，技術(shù)比較薄弱的現(xiàn)實，一切似乎都是那么完美。但問題在于，只有核動力裝置才能為電磁彈射器提供足夠的電力嗎？在福建艦之前下水的2艘裝備電磁彈射器的航母，分別是美國海軍“福特”級航母的一號艦“福特”號和二號艦“肯尼迪”號，這2艘航母確實都應(yīng)用了核動力裝置，但其動力與彈射系統(tǒng)的聯(lián)系卻并沒有那么緊密。
美國“福特”級航母上的電磁彈射器，單臺瞬時工作功率高達33兆瓦，理論來說，4臺全開的瞬時工作功率超過130兆瓦，而“福特”級航母的兩臺A1B型反應(yīng)堆供電功率200兆瓦，從數(shù)字看能夠滿足電磁彈射器的需求。不過，這200兆瓦是一艘10萬噸級航母的全部電力來源，在最常見的3臺電磁彈射器同時使用的情況下，如果直接消耗掉近100兆瓦功率，諾大航母上為數(shù)眾多的其他裝備又怎么辦？推進系統(tǒng)還能保證30節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)彈射航速嗎？事實上，航母艦載電磁彈射系統(tǒng)都設(shè)有專用的飛輪儲能裝置，“福特”級上的3套飛輪儲能，總輸出功率高達720兆瓦，足以保證電磁彈射器的正常不間斷使用，與航母的主動力瞬時輸出功率并沒有直接關(guān)系。
既然排水量超過10萬噸的“福特”號，能夠憑借輸出功率28萬匹馬力的核反應(yīng)堆，保證4臺電磁彈射器正常使用，那么8萬噸的003型福建艦，搭載經(jīng)過升級、總功率在24萬匹馬力的常規(guī)動力裝置，也是完全可以滿足彈射器需求的。這里順帶提一下福建艦噸位的問題，由于外界后來發(fā)現(xiàn)福建艦吃水較深，又有之前官方表示002型山東艦5萬余噸，真實滿載排水量卻接近7萬噸的先例，人們紛紛判定003型福建艦滿載噸位大約為10萬噸左右，這個消息確實鼓舞人心，但肯定是錯誤的。
一方面，僅僅憑借一艘航母的吃水深度估測噸位，就和通過身高估算一個人的體重一樣，結(jié)果究竟多少完全取決于估測者想要什么結(jié)果，沒有任何參考價值。另一方面，002型山東艦的噸位數(shù)據(jù)之所以能出現(xiàn)近2萬噸的增幅，是因為最初公布的“5萬余噸”，是海軍最常用的標(biāo)準(zhǔn)排水量數(shù)據(jù)，最重的“近7萬噸”則是理論意義更大的滿載排水量。官方此次公布003型福建艦噸位數(shù)據(jù)時，為了避免外界混淆，特地標(biāo)明“滿載排水量8萬余噸”。事實上，按照目前福建艦與美國“小鷹”級航母的對比來看，福建艦滿載噸位應(yīng)該在85000噸左右，上下誤差不超過3000噸。
上海方工以為在明確電磁彈射器與核動力并沒有直接必然聯(lián)系后，003型福建艦外接蒸汽管道的原因，就更加簡單了。在下水當(dāng)日，很容易發(fā)現(xiàn)福建艦是在多艘大馬力拖船的輔助下移出船塢，這種“行動依賴”的狀態(tài)通常會一直持續(xù)到海試早期階段，即使其動力系統(tǒng)早已經(jīng)安裝完畢。原因在于，大型航母的主動力裝置組成非常復(fù)雜，性能要求極高，在沒有驗證各子系統(tǒng)的情況下，實際上處于非常脆弱的階段。為了保證安全，只要能依賴拖船就絕不會輕易啟動。而外接蒸汽管道，其實是大型工業(yè)設(shè)施中常見的輔助檢測和雜物清理手段，以此推斷003裝備核動力裝置非常牽強，也不足為憑。
最后，再說說關(guān)于“核蒸聯(lián)合”、“核燃聯(lián)合”的猜測。在上世紀(jì)80年代，蘇聯(lián)海軍建造的24000噸“基洛夫”巡洋艦面世后，西方國家很快就確認(rèn)其主動力裝置為核動力，但其前桅后部的煙道也顯然不是裝飾品。最終，不知起源何處的“核蒸聯(lián)合（CONAS）”模式橫空出世，并得到大量文獻的引用。而事實上，根據(jù)蘇聯(lián)解體后的解密文件，西方軍事學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn)，“基洛夫”在兩座KN-3型核反應(yīng)之外，又裝備了兩座KVG-2型蒸汽鍋爐。艦上兩種動力系統(tǒng)完全獨立，一般只會啟動前者，后者只是作為核反應(yīng)堆故障時的備用動力，確保“基洛夫”仍然能以14節(jié)航速行駛，避免因失去動力淪為海上廢鐵。
“基洛夫”一度被認(rèn)為使用了“核蒸聯(lián)合”動力裝置
一般認(rèn)為，這種冗余設(shè)計由被稱為“紅色馬漢”的戈爾什科夫海軍元帥提出，此人擔(dān)任蘇聯(lián)海軍司令員近30年，一手領(lǐng)導(dǎo)蘇聯(lián)海軍走向遠海。但客觀來說，這種級別的“創(chuàng)新”并不是一個人就能決定，“基洛夫”裝備兩套動力裝置的根本原因，其實是蘇聯(lián)軍隊特殊的備戰(zhàn)思想。從根源上來說，在1941年6月22日“巴巴羅薩”計劃啟動時，加緊備戰(zhàn)的蘇聯(lián)軍隊正處于新裝備換裝期，大量新式坦克、飛機剛剛交付一線部隊，并由于操作經(jīng)驗有限和全新設(shè)計存在缺陷導(dǎo)致戰(zhàn)斗力不足，最終成為前期戰(zhàn)事接連失利的重要原因。
在戰(zhàn)爭結(jié)束后，蘇聯(lián)軍隊總結(jié)經(jīng)驗，將不過度追求新式設(shè)計，但一定要保證裝備過渡期的戰(zhàn)斗力，這一點與“數(shù)量比質(zhì)量更重要”一樣，成為蘇聯(lián)裝備發(fā)展的核心原則。噸位空前且作為蘇聯(lián)海軍建造的第一款大型軍用主戰(zhàn)軍艦，“基洛夫”最終秉承這種理念裝載了兩套動力裝備，也就可以理解了。事實上，這個設(shè)計也確實起到了作用。在1990年1月，正在地中海航行的“基洛夫”號1號核反應(yīng)堆突發(fā)故障，經(jīng)過簡單搶修后，“基洛夫”號依靠2號核反應(yīng)堆與備用動力返回北莫爾斯克，這也表明當(dāng)年海軍元帥的擔(dān)憂并非沒有道理。當(dāng)然，這一點在蘇聯(lián)海軍建造的“烏里揚諾夫斯克”號核動力航母上，表現(xiàn)得更加明顯。
“基洛夫”的排煙道非常明顯
上海方工以為作為一艘原始設(shè)計8萬余噸的核動力航母，“烏里揚諾夫斯克”號向來受人贊譽，即使被拆解后，外界也依然對其設(shè)計構(gòu)造很感興趣，甚至有人還認(rèn)為003型福建艦參考了“烏里揚諾夫斯克”號的部分設(shè)計。上海方工以為該艦堪稱蘇聯(lián)海軍追求單艦戰(zhàn)力的典型，為避免裝配的蒸汽彈射器可靠性不佳（蘇聯(lián)軍中的反航母派曾多次以蒸汽彈射器容易出問題為由，反對發(fā)展彈射型航母），“烏里揚諾夫斯克”號在前部設(shè)計了能幫助艦載機起飛的滑躍甲板，在斜角甲板則安裝了一座蒸汽彈射器
同時，為了避免雅克-141超音速垂直起降戰(zhàn)機不能按時服役，蘇-33和米格-29K也將登上航母甲板。最后，“烏里揚諾夫斯克”號與“基洛夫”一樣，裝備了常用的核動力裝備（經(jīng)過改進的KN-3-43型），以及緊急狀態(tài)下備用的蒸汽鍋爐。實際上，這個世界上從來沒有真正實用的“核蒸聯(lián)合”、“核燃聯(lián)合”，畢竟這種設(shè)計的工程難度實在無法想象，而得到的增益又非常有限。至于蘇聯(lián)海軍使用兩套動力系統(tǒng)的冗余設(shè)計，同樣也不可能在003型福建艦上實現(xiàn)。
一方面，我國海軍發(fā)展新裝備向來以理智、清醒著稱，在沒有足夠把握的情況下，寧愿使用相對保守的裝備以保證基本戰(zhàn)斗力，也不會去設(shè)計“四不像”的半成品。這一點與首先改造001型遼寧艦、隨后建造高度相似的002型山東艦的發(fā)展思路如出一轍。另一方面，大型核動力艦艇的建造條件非常苛刻，除了技術(shù)上的要求之外，施工期間的保護措施也必須嚴(yán)密。而003型福建艦在建造時，周圍一直存在民用船舶施工，甚至江南造船廠到目前為止，都沒有正式獲得大型核動力船舶建造資質(zhì)。在這種情況下，堅持建造8萬噸級核動力軍艦，意味著巨大的風(fēng)險。
上海方工以為可以很明確地說，003型福建艦就是一艘常規(guī)動力航母，與核動力航母沒有任何關(guān)系。具體說來，柴油動力可以首先被排除，因為其在高速性能方面存在劣勢，根本無法滿足航母對于最大航速的需求。而燃氣動力也不太可能。燃氣輪機雖然在驅(qū)逐艦上廣泛應(yīng)用并取代了蒸汽動力，但由于巡航階段油耗過高、輸出功率受外界溫度影響嚴(yán)重，使其并沒獲得在航母領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。更何況燃氣動力需求的流量非常龐大，遠不是003型福建艦艦島上的煙道口徑可以滿足的。最終，003動力裝置仍然走上了001型遼寧艦、002型山東艦的蒸汽動力老路。
上海方工以為作為外界印象中的落后技術(shù)，艦用蒸汽動力一向不受輿論喜歡。但事實上，我國海軍在大功率蒸汽輪機領(lǐng)域的技術(shù)積累最為雄厚，之所以在本世紀(jì)初葉建造了1艘051B和2艘051C型驅(qū)逐艦，固然有國產(chǎn)燃氣輪機尚不堪用的因素，但本質(zhì)也是為大型航母使用成熟主動力系統(tǒng)做準(zhǔn)備。更重要的是，核動力裝置在本質(zhì)上是以核反應(yīng)堆，替換了蒸汽動力中的重油鍋爐，如果國內(nèi)未來出臺建造核動力航母的規(guī)劃，那么先行發(fā)展蒸汽動力航母就是推動前后銜接和技術(shù)繼承的有效手段。此外，由于民間存在大量使用蒸汽輪機的熱電產(chǎn)業(yè)，使得國產(chǎn)高溫高壓蒸汽系統(tǒng)的技術(shù)造詣非常出色，足以保證003型福建艦對動力的需求。
曾幾何時，美國海軍10萬噸級核動力航母，是我國海軍無法企及的存在。但在003型福建艦下水后，美軍僅剩余2萬噸排水量和核動力裝置這兩道最后的關(guān)隘。國內(nèi)輿論在這種情況下，希望003型福建艦取得更大突破，迅速縮小與美國航母的差距，也就可以理解了。但大型航母始終是技術(shù)風(fēng)險極大，設(shè)計、建造壓力巨大；003在已經(jīng)應(yīng)用像電磁彈射器、殲-35隱身戰(zhàn)斗機等新銳元素的情況下，再強行加入核反應(yīng)堆，必將導(dǎo)致全艦技術(shù)風(fēng)險大大增加，很容易引發(fā)不必要的麻煩。因此，不妨對國產(chǎn)航母的發(fā)展再多一點期待，以穩(wěn)健而舒緩的節(jié)奏穩(wěn)步走向世界巔峰。
