為什麼航母還是用蒸汽機而不是發動機內燃機?


先給出簡單的答案: 內燃發動機的功率太小了,無法滿足航母的綜合需要。

內燃機具備一系列特點,省油,快速啟動,可靠性也不錯,但就是有一個最大的缺點,功率太小(一般情況下多數在一萬馬力左右),如果要勉強做到超大功率(最大可以到10萬馬力),但體積大約有3層樓高,2300噸重,這對於強調經濟性的商船還可以接受,但對於軍艦就太大太重,不合適,所以內燃機一般用於小型需要快速啟動的軍艦,功率多數在一萬馬力以下。

而燃氣輪機或者蒸汽輪機都有一個特點就是功率密度極大,且功率極大,可以輕鬆的達到數萬馬力或者更高,體積重量都很小。

特別是其中的燃氣輪機,不僅體積小、重量輕而且啟動非常快,一點也不亞於內燃機,因此英國最新的航母就選擇了RR的36MW的燃氣輪機。對於那些大型驅逐艦來說,燃氣輪機是首選,某些情況下也會配備內燃機作為輔助動力或者低速巡航動力。

而蒸汽輪機雖然功率大體積小,但需要通過燒重油的蒸汽鍋爐做功,因此啟動很慢,基本上只在超大型軍艦,特別是在航母上使用,因為這類軍艦都是戰略性的,不強調快速啟動或者停止,而且對於航母還要優選蒸汽輪機,原因明顯:因為彈射起飛系統需要巨量的蒸汽推動,蒸汽鍋爐正好提供高壓蒸汽。

對於核動力系統,則蒸汽輪機是唯一的選擇,因為核動力系統首先就是加熱蒸汽鍋爐,再推動蒸汽輪機工作,因此除了蒸汽輪機以外沒有其它動力選項。


內燃機顧名思義,就是通過燃料在機器內部燃燒,釋放的熱能轉化為動力的熱力發動機。


現在主要是汽油機和柴油機。內燃機優點不少,缺點也多,目前主要安裝在汽車,小型船舶和艦艇上。受技術原因,功率小,爆發力不足,不能作用到航母等大型船舶上。


而航母現在用的無論是核動力還是常規動力的都要用到蒸汽輪機,常規動力就是燒重油,通過鍋爐加熱水,形成大量的高溫蒸汽,推動渦輪轉動來發電。核動力一樣原理,不是核能直接發電,也是形成水蒸氣推動渦輪轉動來發電的。


其實所謂燒煤的航母,比如俄羅斯的庫茲涅佐夫號航母,使用的並不是蒸汽機,而是蒸汽輪機,也就是由鍋爐產生的蒸汽推 動汽輪機,再通過傳動、減速機構最終推動艦隻前進。

庫茲涅佐夫號航母以8台增壓鍋爐配合4台TV-12-4型蒸汽輪機,總動力輸出為20萬馬力,最高航速為30節。不過以29節的航速航行時,這艘航母的續航力只能達到3850海里(7130公里),在續航力方面的劣勢還是很明顯的。

2009年5月12日退役的美國海軍小鷹號航空母艦使用的也是4台蒸汽輪機,總計可輸出28萬馬力,最高航速可以達到32節,不過以30節的航速航行,續航力也只有4000海里(7408公里),同樣存在續航力有限的問題。

更先進一些的常規型航母則會使用燃氣輪機,英國皇家海軍最新入役的伊麗莎白女王號使用的就是以兩台MT30燃氣輪機為核心的IFEP綜合電力推進系統,兩台MT30燃氣輪機的合計輸出功率是72兆瓦,也就是72000千瓦(約合97200軸上輸出馬力)。

加上兩台柴機油組和柴油發電機組,伊麗莎白女王號航母綜合電力推進系統的總輸出功率是108兆瓦,也就是145000軸上輸出馬力,明顯低於大型常規航母的平均水平。所以伊麗莎白女王號航母的最高航速只能達到27節,以18節的航速航行,還是可以實現10000海里的設計目標。

綜合電力推進系統的核心還是要由燃氣輪機來擔當,不過傳統的柴油機組在油料消耗方面要低很多,綜合電力推進系統就是將燃氣輪機和柴油機組聯合在一起所產生的電能,用於四台先進的感應電機,最終驅動螺旋槳的其實是感應電機。英國皇家海軍的45型驅逐艦和美軍朱姆沃爾特級驅逐艦也採用的是這種感應電機。對於非核動力航母來說,綜合電力推進系統應該是最佳的動力解決方案。以煤油為燃料的燃氣輪機屬於外燃機,以柴油為燃料的柴油機屬於內燃機,感應電機則可保證最佳的工作效率,嚴格來說其實就是混合動力航母。


內燃機功率不行啊,普通的柴油機你能做到30萬馬力?只有蒸汽輪機才能做到這麼大功率,功率密度高,缺點就是啟動很難,每次啟動要先燒鍋爐,要好幾個小時才能走,內燃機不需要預熱,但是功率做不大,要提高功率就必須增加體積,功率密度太低了,一般只有貨船才用,這些船對航速沒有要求,十幾節一樣跑,中型軍艦一般用燃氣輪機,同樣是啟動快功率密度大,航母用蒸汽輪機主要是可以直接利用蒸汽彈射,像英國航母就是燃氣輪機,因為他是滑躍的,不需要蒸汽,核動力的肯定都是蒸汽輪機,核裂變只是放熱,並不能直接轉化為動能


航母用蒸汽機的一個主要原因是飛機彈射需要高壓蒸汽,而且需要大量的高壓蒸汽。如果使用內燃機,即使功率能跟上,還需要一套額外的蒸汽發生設備,而使用蒸汽機,產生的蒸汽既能用於航母航行推進,還能用于飛機彈射。



航母短時間連續彈射次數過多,會導致蒸汽壓力下降,航母無法以最大航速航行,這個也說明航母彈射與推進是公用一套蒸汽壓力設備的。


你所問的應該不是蒸汽機,蒸汽機早就淘汰啦,現在航母使用的主要是美國的核動力居多,畢竟美國的航母比全世界的加起來都要多,常規動力是大功率的燃氣輪機,多台發動機組合使用,蒸汽機應該是航母上的蒸汽鍋爐,哪個主要是製造蒸汽供彈射器使用。


航母用的不是蒸汽機,用的是蒸汽輪機。蒸汽輪機是用蒸汽作能量媒介,用渦輪機的做功模式。

蒸汽機和內燃機的能量媒介不同,做功模式卻是相同的。

航母不用內燃機,是因為現在技術下的內燃機的能量密度(功率/質量)不夠。發動機的重量與航母所能提供的空間產生矛盾,目前還無法解決。

如果技術發展了,造出能量密度很高的內燃機,航母上安裝內燃機也是可行的。


航母那麼大型的艦艇,普通商用低速柴油機滿足不了它對航速和機動性的要求。另外還有噪音大,振動大,機動運行能力不足這些原因。但航母上用的也不是傳統意義上的蒸汽機,而是蒸汽透平。


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