近日,央视播出的福建舰海试画面引发了广泛的关注,尤其是舰首两侧不断涌出的水流,引起了不少人的疑虑,似乎福建舰出现了“漏水”现象。事实上,这种水流并不是船只漏水的表现,而是航母复杂系统正常运转的一个直观展示。
福建舰真的“漏水”了吗?
这种看似“漏水”的现象,实则与航母庞大的动力系统紧密相关。在航母的运行中,强大的动力系统持续为舰船提供动力,但在这个过程中,系统会产生大量的热量。如果这些热量不能及时被散发出去,可能会影响发动机的正常运行,甚至造成损害。这个原理与汽车的发动机散热有相似之处——发动机不仅需要通过风扇散热,还必须依赖冷却液来调节温度。一旦冷却液泄漏,发动机可能因为过热而发生故障。
福建舰使用的是常规的蒸汽动力系统,核心设备包括主机、锅炉和传动系统等,在运行过程中会产生大量的热能。以辽宁舰为例,其蒸汽轮机的功率可达到超过4万马力,运行时温度可能高达数百摄氏度。如果无法及时散热,这些设备不仅可能过热损坏,甚至会引发连锁性故障,影响整个航母的作战能力。
为了解决这个问题,福建舰配备了先进的水冷循环系统。这个系统通过专用阀门吸入海水,并通过管道将海水分配到各个热源部件进行热交换,冷却后的海水最终从舰体两侧的排水孔排出。这一过程类似于人体的血液循环系统,通过每分钟循环数千升海水,确保动力系统的温度始终处于安全区间。这种排水现象不仅在福建舰上常见,甚至在其他国家的航母上也非常普遍,堪称现代航母的“标准配置”。
需要特别说明的是,海水直接用于冷却的是那些不受腐蚀威胁的部件,而对航母核心动力系统的冷却则采用淡水循环系统。冷却过后的热水再通过海水来进行降温,而加热后的海水从航母的两侧排出,这便是我们看到的“漏水”现象之一。
此外,福建舰的电磁弹射系统对电力的需求极为苛刻。在弹射过程中,储能装置会产生大量的热量,这无形中增加了冷却系统的负担。在央视《淬火》宣传片中,电磁弹射特写画面展示了这种高能耗特点,侧面验证了福建舰弹射系统的高功率消耗。
航母设计中还配备了一套压载水系统,旨在保持舰体的平衡。这个系统的工作原理也可能导致舰船不断排水。在船舶工程中,压载水系统被誉为“隐形舵手”,其作用不可小觑。福建舰作为一艘满载排水量超过8万吨的庞然大物,必须精确控制压载水的使用来调节船体的姿态,确保其在高速机动、舰载机起降或应对复杂海况时的稳定。
在海试过程中,福建舰进行了高速转弯和复杂的机动测试,尤其是在小半径转弯时,外侧船体的水压会急剧增大,这时就需要通过排出外侧压载水、注入内侧压载水来平衡侧倾力矩。为了确保船体的平衡,压载水必须进行快速交换,这也是舰首两侧水流涌动的原因之一。
现代压载水处理系统已发展出了脱氧、过滤等先进技术,如NEI公司的文氏管脱氧系统,能够在10秒内将水中的含氧量减少95%,既能有效防止生物附着,又能减少舱室腐蚀。因此,福建舰的压载水系统很可能配备了类似的环保技术,进一步提升了航母的综合性能。
另外,轴封舱的渗水也是福建舰“漏水”现象的另一原因。传统的“主机-传动轴-螺旋桨”推进方式普遍存在这一问题。当舰艇高速前进时,海水会通过传动轴的密封间隙渗入舱内,即使采用了先进的密封技术,依然无法完全消除这一现象。福建舰的传动轴直径超过1米,转速可达到每分钟数百转,因此轴封舱的渗水量也是不可忽视的。
当渗水量达到一定阈值时,排水系统会自动启动,及时将水通过舰体两侧的排水孔排出。尽管这种渗水量较小,但由于其持续性,仍然是舰身两侧水流的重要来源之一。事实上,轴封舱渗水问题并非福建舰独有,美军的福特级航母也面临着类似的挑战,甚至在某些设计上由于系统缺陷还可能加剧舱室的积水问题。相比之下,福建舰的排水系统设计则更注重冗余性和可靠性。
总的来说,福建舰的冷却系统保障了其动力核心的持续运转,压载水系统稳定了船体的动态平衡,而轴封舱的渗水则是传统推进方式的正常现象。尽管这些现象看似“漏水”,但它们实则是航母设计精密与高效的象征,体现了设计师们的智慧和创新。