福建舰能不能达到10万吨?是否采用核动力?分析告诉你

福建舰能不能达到10万吨?是否采用核动力?分析告诉你

6月17日,我国首艘弹射型航母福建舰正式下水,这是继美国福特级超级航母之后的第二型航母。凭借电磁弹射器、电磁拦阻系统、庞大的体型,它也成为各国人民热议的焦点,着实给中国人民长脸了。

福建舰下水照片

虽然我们能确认福建舰总体技术水准很高,但关于它的排水量、动力系统类型仍然争议不断。

虽然官方媒体宣传是8万余吨,但具体余多少吨仍不明确。按照以往的报道来看,我国在报道新式军舰的吨位时都很保守,例如,起初官方媒体报道称075型两栖攻击舰的排水量为2万吨级,但后来的官方媒体报道又改口称4万吨级,而官方媒体起初报道称山东舰的排水量为5万吨级,但实际上它的满载排水量可达7万吨。

2019年9月,央视报道称075型两栖攻击舰排水量为2万吨级

由此可见,福建舰的满载排水量可能远不止8万吨!具体是多少呢?数据分析告诉你。

首先,我们先对比福特号超级航母和福建舰航母的空载吃水线。

从照片来看,刚下水时,福建舰的吃水深度约为9.2米,而福特号超级航母的吃水线约为8.8米。从卫星照片来看,福建舰水线长度约为306米,扣除球鼻艏,大约为300米,宽度约为40.8米。福特号超级航母吃水线长度约为317米,宽度为40.84米。

福特号航母与福建舰下水时吃水深度对比

考虑到福建舰属于短粗型航母,即便是常规动力,它的方形系数也不大可能比福特号航母这种细长型核动力航母小。根据美国公布的数据,福特号超级航母的最大吃水线深度约为12米,满载排水量约为112000美吨,相当于101600公吨。据此倒推出它的方形系数约为0.6381。

假设两者的方形系数都是0.6381,那么福建舰的空载排水量=300×40.8×9.2×0.6381,约为71855吨;福特号超级航母的空载排水量=317×40.84×8.8×1.025×0.6381,约为74441吨。

对比发现,福建舰的空载重量竟然和美国福特号超级航母差不多一样!两者的空载排水量仅相差不到3.5%。

再通过卫星照片测算发现,福特号超级航母的甲板面积约为19700平方,福建舰的甲板面积约为19500平方,两者的甲板面积竟然也相差不多!差距仅1%左右。

从这两点可以推测,福建舰航母与美国福特号超级航母的空载和体型相差很小,据此我们可以大胆推测,两者的标准排水量和最大排水量差距也很小,预计很难超过5%。据此我们可以推算出福建舰的满载排水量约96520吨。

其次,我们再对比福特号超级航母和福建舰航母的满载吃水线。

上面提到福特号满载吃水线约为12米,那么福建舰满载吃水线又是多少呢?

如果按照上面估算出的满载排水量来倒推,可以算出福建舰的满载吃水线深度约为12米。

福特号航母与福建舰吃水线对比

据了解,世界各国大型军舰和航母的水线上方都有一排小孔。它是舰船进出港口时,供拖船使用的系缆口,同时也是排水口。为了方便系缆绳和排出冷却水,系缆口的位置都要高于航母的最大排水量对应的实际吃水线。

根据照片比对发现,福特号超级航母的系缆口高度约为13.75米,而福建舰的系缆口高度约为13.2米左右。

通常情况下,航母的满载吃水线比系缆口低1米以上。如果福建舰的满载吃水线是12米,那就低于系缆口1.2米,也能符合要求。

法国媒体制作的福建舰精确比例分析图

由此可见,福建舰的满载吃水深度很可能达到12米,与美国福特号超级航母相当,满载排水量或达到9.6万公吨。

6月18日,《北京科技报》发布了一篇名为《我国第三艘航母“福建舰”下水,专家详解电磁弹射和常规动力》的报道,其中就有采访船舶专家田小川的内容。按照该专家的介绍,福建舰就是采用常规动力。

对此,很多网友也好奇,福建舰烟道那么小,真的能够推动福建舰达到30节以上的速度吗?

别急,先来了解一个名词:综合电力系统。

综合电力系统(IntegratedPowerSystem,IPS)是指采用电力系统集成技术来实现船舶电能的产生、输送、变换、分配以及利用,以满足船舶推进、日用负载、大功率脉冲负载等负荷的需要。

官方报道称山东舰采用综合电力系统,全称是综合全电力推进系统,也被称为全电推进系统。目前我国直接跳过第一代全电推进系统,直接研制出第二代全电推进系统,领先美国一代。不出意外的话,福建舰也肯定采用第二代全电推进系统。

2022年6月18日央视的报道

根据烟道面积比对,发现福建舰的烟道面积为95平方左右,山东舰为82平方左右。根据公开资料得知,山东舰的满载排水量约为7万吨,按照多15%的排水量来计算,福建舰排水量只能达到8.05万吨左右。

这是不是说福建舰的动力系统输出功率只会比山东舰大15%呢?

其实也未必。烟道是用于排出动力系统燃烧产生的尾气,通常情况下,功率越大,排出的尾气量越大,但这也并非绝对。实际上,真正决定动力系统功率的是进气口大小。

如果福建舰船体底部采用气泡减阻技术,那就需要将部分尾气导入船体底部,用于产生气泡,降低阻力。这种情况下,福建舰的烟道面积将比通常情况下小,而且航行阻力也会降低,带来的好处是,可以用更小的推进功率达到同样的航行速度,也就是说油耗较低了,这样做的好处是同等燃油的前提下,续航时间、续航里程变长了。国内在气泡减阻技术方面的研究还是比较充分的,有兴趣可自行搜索了解。

然而,根据两艘航母下水照片对比发现,福建舰的球鼻艏上方却有特殊的垂直肋条设计,这是山东舰所没有的。

山东舰与福建舰对比

垂直肋条又是用来干嘛的呢?

实际上这么做的目的仍然是减少航行阻力!可见福建舰很注重减阻设计。

根据观察者网的报道,山东舰推进功率为20万轴马力,采用4台435B型蒸汽轮机,单台输出功率达5万马力。此前有人透露,435B型蒸汽轮机的改进型435D输出功率达到6.5万马力,用于福建舰,鉴于目前我国蒸汽轮机技术水平已经处于世界领先水平,这个传言是可信的。那么,采用4台435D型蒸汽轮机的福建舰的推进功率可达26万马力,相当于191.1兆瓦,仅比美国的福特号超级航母小2万马力。

据了解,目前福特号仅船电系统采用第一代综合电力系统,推进器仍然采用传统机械传动系统驱动。如果福建真的采用全电推进系统,那么它的系统效率将比福特号航母更高,26万马力能达到的推进效果将至少达到福特号航母的水平。

那么福建舰有没有可能采用“混合动力”呢?

目前来看,全世界没有这种先例,航母建造经验最为丰富的美国也从未尝试过。难道是因为美国人傻吗?肯定不是。根本原因在于同时安装常规动力与核动力将增加系统复杂度,而且还将变得不伦不类。核动力整合管线布局本就与常规动力不一样。

目前所有核动力航母都是核动力作为主要动力,驱动航母航行,但同时也配备了常规辅助动力系统。这种动力系统或许就是某些网友口中的“混合动力”。

由此可见,福建舰不大可能是核动力航母,最大的可能性就是常规动力航母。

至于很多人说的,常规动力难以满足电磁弹射器需求,实际上这个说法更不专业。

美国的研究数据表明,电磁弹射器的能量利用率达到60%以上,而蒸汽弹射器的能量利用率仅4%~6%,不足电磁弹射器的十分之一。要说能耗大,那么蒸汽弹射器才真的是能耗巨大!然而,美国很早就造出采用蒸汽弹射器的常规动力航母,并用得好好的,例如美国的小鹰级常规动力航母。显然,电磁弹射器必须配核动力这种说法完全站不住脚!

电磁弹射器与蒸汽弹射器对比研究论文截图

综上所述,我们发现,即便福建舰采用常规动力,它的总体指标也仍然是向美国的福特号超级航母看齐的。虽然福建舰在原动力方面仍然不如,电磁弹射器数量、升降电梯数量也都比福特号超级航母少,但好在福建舰采用的全电推进系统领先福特号航母一代,电磁弹射器也经过上千次弹射歼15重型舰载战斗机测试,成熟度更高。虽然理论上福建舰舰载机出动效率不如福特号航母,但凭借更成熟的电磁弹射器,领先一代的全电推进系统,福建舰的舰载机实际出动效率很可能将比福特号航母更高!