003航母动力系统分析:核动力 vs 常规动力
003航母动力系统分析:核动力 vs 常规动力
中国最新航母003号已正式下水,作为采用电磁弹射的平甲板航母,其动力系统的选择备受关注。本文将基于美国政府问责局1998年的研究报告,对比分析核动力和常规动力航母在部署能力、危机响应速度、作战能力、造价等方面的优劣。
003的建造一直在紧锣密鼓地进行,现在终于下水了。采用电磁弹射的平甲板航母成为了中国航母发展的一个新的里程碑,因此也被寄予了更高的期望:如上十万吨,核动力。但是,核动力就一定比常规动力有优势吗?
本文以美国政府问责局(GAO)1998年8月发表的《核动力以常规动力航母效费比研究》为依据,对比两种动力系统的影响。法国的核航母规模太小且未来不太可能属于中国海军未来规划内容,因此不做讨论。
部署能力
图中显示了常规航母与核动力航母的正常维护周期,常规航母在72个月的周期内入坞18个月(25%);核航母在执行工程运作循环(EOC)时,在102-108个月内入坞30.5-36.5个月(29.9%-33.8%);当执行增量维护计划(IMP)时,在76.5个月入坞22.5个月(29.4%)。从全寿命周期来看这个比例也是没有问题的,常规航母在全寿命周期内的入坞时间比为26%,核航母是31%。换句话说,11艘常规航母就可以和12艘核航母的部署时间相同。
常规航母的维护时间远比核航母所需时间短,常规航母中期大修时间只有三年,作为对比,核航母的中期换料大修需要4-5年。该报告还比较了不同数量的全常规航母和全核航母舰队在一年的周期内对欧洲司令部和中央司令部辖区的前沿部署覆盖率。结果显示常规航母舰队的覆盖率比全核航母高9%,即全常规航母平均可在战区多留32天,全核航母会多出一个月左右的空窗期。
危机响应速度
虽然常规航母和核航母的最高航速相同,且常规动力推进系统在机械方面并没有持续高速航行的时间限制,但核航母无需补充燃料,因此长距离航渡所需时间短于常规航母,后者在海上补给时通常会减速到14节。据该报告分析常规航母从圣选戈至波斯湾航程12000海里,途中需加油3次,同样以28节的航速,常规航母到达的时间将比核航母晚6个小时;从诺福克到东地中海距离4800海里,常规航母以28节航速比核航母少2小时到达,对于7-18天的航程以及舰载机的飞行速度俩说几乎可以忽略不计。航母战斗群中常规护航舰的平均航速更慢,因为需要频繁的加油补给。如果编队需要同时抵达目的地,无论是核航母和常规航母都会慢下来。限制因素是护航舰的速度而不是航母。
如果发生重大危机时航母正好处于维修状态常规航母更容易缩短维护周期,尽早投入部署;核航母则由于维护的复杂性无法加快维护速度,中期换料更是完全无法加速,否则会产生严重的问题。
作战能力
本报告主要以海湾战争作为依据,两种动力系统的航母发挥的同样出色,航母出动率和主要与目标距离和载机量有关,和动力系统没有太大关系,因此不做讨论。战争期间美海军主要出动的航母有“罗斯福”号、“中途岛”号和“突击者”号等。开战后“罗斯福”号平均每日消耗2%的弹药量和8%的航空煤油量,而另外5艘常规航母每日平均消耗5%的弹药量和15%的航空煤油。所有航母补给频率都维持在3-3.5天/次,以维持尽可能高的燃油和弹药库存水平。而且核航母更大的装载量主要来源于其更加庞大的舰体。10万吨级的尼米兹级比8万吨级的小鹰级内部容积大了约10%。“企业”号的舰体比“小鹰”级长15.2米,增加了60%的弹药储存空间,如果把常规航母的尺寸扩展到“企业”号的尺度,其弹药装载量应该能达到相同水平,航空燃油装载量也是一个道理。
造价
核航母的设计,制造,运作,人力资源,维护乃至退役封存,每个环节的成本都高于常规航母。该报告测算航母全寿命期和核燃料相关的总费用(约9.75亿美元)要高于常规航母燃料消耗开支(约2500万桶,价值约7.28亿美元)。这种差异只涉及核动力系统,与航母的其他特性关系不大。
小结
综上所述,核航母在编队战斗中受限于常规护航舰,几项优势都无法发挥出来,整体作战效能跟常规航母持平,因此003使用常规动力并不是权宜之计,而是海军深思熟虑的结果,选择常规动力是稳妥而现实的,符合当前的国情和整体军事战略。003唯一的遗憾可能就是排水量只有8万吨,相信这个问题一定会被下一代航母所解决。