摘要:航母之所以能在大海上航行,是因为其动力系统在源源不断地提供动力。而在这个过程中,会产生大量热量,这些热量若不及时散发出去,必然会影响发动机。
近日,央视播出的福建舰海试画面引发广泛关注,其中舰首两侧持续流出的水流令人心焦。
福建舰“漏水”了吗?
其实,这种看似“漏水”的现象,实际上是航母复杂系统正常运行的直观体现。
航母之所以能在大海上航行,是因为其动力系统在源源不断地提供动力。而在这个过程中,会产生大量热量,这些热量若不及时散发出去,必然会影响发动机。
这一点与汽车是同样道理,发动机的热量一方面是风扇吹走,另一方面,更重要的是通过冷却液降温。一旦冷却液泄露了,发动机就要“开锅”。
据说,福建舰采用的是常规蒸汽动力,其主机、锅炉、传动系统等核心设备在运行时会产生巨量热能。以辽宁舰为例,其蒸汽轮机单台功率超过4万马力,运行时温度可达数百摄氏度。若无法及时散热,设备将面临过热损坏甚至引发连锁故障。
为及时冷却动力系统,福建舰采用了水冷循环系统。该系统通过专用阀门吸入海水,经管道分配至各发热部件进行热交换,冷却后的海水再通过舰体两侧的排水孔排出。
这一过程类似于人体血液循环,每分钟可循环数千升海水,确保设备温度稳定在安全区间。这种排水现象在美俄航母上同样常见,是现代舰艇的“标准配置”。
当然,用海水直接冷却的是不怕腐蚀的非重要部件,核心动力系统肯定是用淡水循环冷却,然后再用海水去冷却热的淡水。
而加热后的海水从航母两侧的排水孔排出,这就是我们看到的“漏水”现象中的一种。
值得注意的是,福建舰的电磁弹射系统对电力供应提出了极高要求。其储能装置在充放电过程中会产生额外热量,这进一步增加了冷却系统的负荷。央视《淬火》宣传片中“一键弹射”的特写画面,侧面印证了该系统的高能耗特性。
同时,航母的设计中还有一套压载水系统,用以平衡航母,这也会导致其会不断“漏水”。
在船舶工程领域,压载水系统被誉为“船舶的隐形舵手”。(本文由千年兰亭在今日头条上独家首发,谢绝转载)
福建舰作为满载排水量8万余吨的庞然大物,需要通过精确控制压载水来调整船体姿态。
当进行高速机动、舰载机起降或应对海况变化时,系统会通过船身侧面的排水孔排出或注入海水,确保重心稳定。
此次海试中,福建舰进行了高速转弯和机动测试,这些操作对船体平衡提出了严苛要求。
例如,在小半径转弯时,外侧船体承受的水压剧增,需要通过排出外侧压载水、注入内侧压载水来抵消侧倾力矩。
压载水的快速交换过程,正是舰首两侧水流涌动的重要原因。
值得关注的是,现代压载水处理系统已发展出脱氧、过滤等先进技术。例如,NEI公司的文氏管脱氧系统可在10秒内将水中含氧量降低95%,既防止生物附着又减少舱室腐蚀。福建舰作为我国最先进的航母,其压载水系统很可能集成了类似的环保技术。
此外,轴封舱渗水也是我们看到的航母“漏水”原因之一。
对于采用“主机-传动轴-螺旋桨”传统推进方式的舰艇,轴封舱渗水是一个世界性难题。
传动轴在高速旋转时,海水会通过密封间隙渗入舱室,即便采用最先进的橡胶密封技术,仍无法完全杜绝这一现象。(本文由千年兰亭在今日头条上独家首发,谢绝转载)
福建舰的传动轴直径超过1米,转速可达每分钟数百转,其轴封舱的渗水速率不容小觑。
当舱内水位达到设定阈值时,排水系统会自动启动,将渗水通过舰体两侧的排水孔排出。这种排水虽量相对较小,但具有持续性,是舰身两侧水流的稳定来源之一。
轴封舱渗水问题是世界级难题,在美军福特级航母上同样存在。并且,由于其真空厕所系统设计缺陷,排水管道频繁堵塞,反而加剧了舱室积水风险。相比之下,福建舰的排水系统设计更加注重冗余性和可靠性。
总之,在福建舰上,冷却系统保障了动力核心的持续运转,压载水系统维持了船体的动态平衡,轴封舱排水则是传统推进方式的必要代价。这些看似“漏水”的现象,实则是航母设计师们智慧的结晶。
来源:千年兰亭一点号