大平板輕鬆駕馭1.1萬伏主電壓,福特級和女王級問題照舊

2021-01-09 匈奴狼山

人類技術發展的基本趨勢,肯定是電氣化要代替純機械化。就像蒸汽機車一定會被電力機車代替一樣。雖然目前大多數汽車還都是內燃機為主,但是離開了複雜的電子系統已經是寸步難行。因此純粹機械動力的機動車輛在當前已經很少見了。從這點上來講,艦艇的全電化也屬於大方向是正確的。電動系統有控制容易,而且可以超功率運行的優點。比如一臺1000馬力的內燃機,其最大出力指標基本就是1000馬力,甚至隨著使用年限的增長,其最大出力指標會越來越低。而額定1000馬力的電動機出力到1500馬力屬於家常便飯。這也是為何電動車爬山坡反倒顯得更輕鬆;在大型礦山,那種自重上千噸,一鏟子下去就能挖幾十噸的機械巨獸基本都是電動機械的一大原因。英美在艦艇全電方面,本來是都是屬於起步最早的。誰知道最終都是起了大早卻趕了晚集。

英國海軍屬於一步到位的搞了艦艇全電,直接使用在了45型驅逐艦和2艘女王級航母上。女王號具備2臺MT30燃氣輪機,平時用2臺1.1萬千瓦的柴油機巡航;再用2臺0.9萬千瓦的柴油機用來輔助發電。而45型驅逐艦的發電配置比這個級別更低。福特級航母運用的只是所謂的全艦先進電力分配系統EMALS;也就是前4艘福特級,仍然採用2臺AIB堆芯產生的蒸汽,輸送到主蒸汽渦輪機帶螺旋槳推進,並沒有直接用電動機帶動大軸推進。從這個意義上來講,福特級航母只能算是半全電而不是真正的全電艦艇。福特級都安裝了4臺滿功率2.6萬千瓦的汽輪發電機,總功率到了10.4萬千瓦,幾乎比小鷹級和早期尼米茲級5.8萬千瓦的發電功率大了一倍。首次實現了全艦所有艙室24小時空調。包括平時內部溫度最高的機爐艙,確實是一個非常大的進步。

會大大提高全艦海上部署長達半年之久的所有人員的舒適度和持續戰鬥力,同時對艦上設備也有利。福特級採用的是1.35萬伏的主配電系統。1.35萬伏的中壓交流系統主要為核心設備服務,人員艙室裡是115伏400赫茲的交流電和270伏的直流電。而女王級上採用的則是1.1萬伏的主配電系統;和福特級的電壓有區別,但是仍然屬於萬伏的範圍內。國際上基本都把1萬伏上下,作為艦艇全電的基本主配電構架。45級驅逐艦和女王級航母動不動就全艦掉電;外界溫度一旦超過26攝氏度,天一熱就問題百出。瀚海狼山(匈奴狼山)認為主要癥結在於輔機的設置功率過小,而且電能的儲存和回收也非常不成熟。但是已經木已成舟,很難再增加輔機的發電能力系統儲能,但是不大改又不能徹底解決問題。只能長期僵在哪裡。福特級也好不到哪裡去!其發電總功率是足夠了。2.6萬千瓦的艦艇汽輪機發電能力也算單機領先。但是其交流電的主配電架構本身就屬於基本技術路線都選錯了。

導致不但福特級上的電磁彈射和攔阻系統各種奇葩問題不斷,就是其1.35萬伏的主配電系統都有明顯的問題,日常表現並不穩定。現在看來大平板很可能採用1.1萬伏特的中壓直流配電體系。採用至少X臺2萬千瓦的蒸汽輪機專門發電,和推進用的主蒸汽輪機互不幹擾;還有1X臺柴油輔機,因此大平板的發電能力很可能比福特級還強大。不論是不是核動力,在電力的分配和使用上都在全球遙遙領先。

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