武汉的航母楼舰岛改造工程已经完成了一段时间,舰岛上的脚手架也已被拆除。之前曾有舰岛的照片公开,最近网上又流传出几张新照片。无论是以前的照片,还是今天的照片,大家都可以清楚看到舰岛后部有一个烟囱,这已成为一个客观事实。然而,网上仍然有一些人坚持否认这一点,甚至有人误认为这个烟囱是信息设备的机房,显得尤为荒谬。因为舰岛下面的楼层有大量的办公室空间,根本没有必要专门在舰岛后部设置一个机房。
首先,我们需要了解这个区域是电磁兼容性测试的场地,也就是说,舰岛的外形设计必须符合电磁兼容性测试的要求。既然烟囱已经存在,就表明舰岛的最终外形已经确定,不可能在舰岛完成后,烟囱被突然拆除或改变。
还有人提出一种更为荒谬的观点,认为这个舰岛是为了测试福建舰的姊妹舰用的,意思是福建舰是常规动力,而这个舰岛则是姊妹舰的舰岛,只是将烟囱从原来的结构中独立出来,以解决桅杆被烟雾熏黑的问题。虽然确实,拆分烟囱可以避免桅杆熏黑,但这些人依然认为新的舰岛适用于常规动力航母,显然是错误的。因为航母楼上的舰岛是后置的,典型的核动力航母设计。如果是常规动力,主机到舰岛的距离会超过200米,烟道的长度会非常长,设计上完全不合理。
那么,航母楼上的烟囱到底有什么作用呢?一些专业杂志早已给出了解释。例如,在《电工技术学报》上曾有一篇文章,详细说明了航母楼舰岛上烟囱的用途。文章提到,这种舰船使用的是一种中压直流综合电力系统,由燃气轮机、柴油机和汽轮机等多种发电机组组成。实际上,只有电磁弹射型航母才会采用如此复杂的电力系统,甚至连民船上都没有类似的配置。绝大多数军舰的发电系统使用单一类型的发电机组,例如,驱逐舰和护卫舰通常只会使用燃气轮机或柴油发电机组,而不会使用多种发电机组。
目前,只有电磁弹射型航母和一些大型水面舰艇(如全电推进的两栖攻击舰)会使用多种发电机组,且这些舰艇的动力系统仍然没有达到需要三种发电机组的复杂程度。至今,只有电磁弹射型航母才会需要这种组合。为什么电磁弹射型航母需要多种发电机组呢?首先,使用汽轮机发电机组与航母的主动力相匹配,主动力可以提供蒸汽,功率大,因此可以有效利用这些功率,避免其他辅助动力的过度负荷。辅助动力系统的设计也必须非常可靠,以确保航母的作战能力不受主机故障的影响。
除了汽轮机外,柴油机被作为应急备用动力,它的功率较低,但适合在紧急情况下提供动力。为了提高功率密度,节省舰内空间,还引入了燃气轮机发电机组,它的功率密度是柴油机的三到五倍,非常适合为电磁弹射器提供动力,并与飞轮储能系统匹配。因此,最新的电磁弹射型航母通常会搭载这三种发电机组:汽轮机、柴油机和燃气轮机。
这种综合电力系统是目前最先进的技术,甚至连美国都还没有掌握。我国的福建舰及其后续型号使用的就是这一系统。因此,舰岛上的烟囱很可能是用来排放燃气轮机的废气,而不像传统航母那样是为了燃油锅炉设计的。
而对于我国的下一艘航母,它的排水量预计会大大增加。因为航母楼的飞行甲板宽度大约为87米,包括飞行甲板两侧的附属结构。这么大的飞行甲板意味着这艘航母的排水量可能达到12万吨以上。如此巨大的航母显然无法使用常规动力系统,核动力才是最佳选择。这也是美国在研制航母时总结的经验:随着航母排水量的增加,常规动力已经无法满足需求。
实际上,美国曾提出过三种比“小鹰号”航母更大的常规动力航母设计方案,排水量分别为88,150吨、97,360吨和110,719吨。但是,他们发现,虽然更大的排水量带来了更大的体积,但并没有显著提升航母的性能。反而,更多的动力舱和燃油舱占用了宝贵的舰内空间,实际有效载荷并没有显著增加。因此,对于排水量超过8万吨的航母,核动力才是最佳选择。
基于核电技术的三代一体堆设计,我国的核动力系统将比美国上世纪的核动力航母更为紧凑。核燃料的体积和重量非常小,功率密度也非常高,这使得核动力航母可以达到更大的排水量。因此,对于我国的下一艘航母来说,使用核动力已是必然选择,舰岛上的烟囱也是为燃气轮机发电机组服务,而不是为传统的燃油锅炉设计的。