近期,央视播出的福建舰海试画面引发了广泛关注,尤其是舰首两侧不断流出的水流,令不少观众感到疑惑,甚至担心福建舰是否发生了“漏水”现象。
但事实上,这种看似“漏水”的情况,实际上是航母复杂系统正常运转的直接表现。
航母能够在海上航行,得益于其强大的动力系统源源不断地提供动力。然而,在此过程中会产生大量热量,如果这些热量无法及时散发,必然会对发动机造成影响。这个原理与汽车类似,发动机所产生的热量既依靠风扇进行散热,也需要通过冷却液来降低温度。如果冷却液发生泄漏,发动机可能就会出现过热,甚至出现故障。
据了解,福建舰使用的是常规蒸汽动力,其主机、锅炉、传动系统等关键设备在运行时会产生大量热能。以辽宁舰为例,其蒸汽轮机的单机功率超过4万马力,工作温度可以达到数百摄氏度。如果没有及时的散热措施,设备可能会面临过热损坏,甚至引发连锁反应,导致故障蔓延。
为了确保动力系统的冷却,福建舰采用了水冷循环系统。这一系统通过专门的阀门从海水中吸取水流,并通过管道将其输送至各个需要冷却的热源部件,经过热交换后,再通过舰体两侧的排水孔将温度升高的海水排出。这个过程类似于人体的血液循环系统,每分钟可以循环数千升海水,确保设备的温度始终保持在安全范围内。
这种海水冷却的排水现象在美俄的航母上也很常见,几乎是现代舰艇的标准配置。然而,需要注意的是,海水冷却的对象主要是一些不容易腐蚀的非关键部件,而核心动力系统则采用淡水循环冷却,再通过海水进行冷却。
加热后的海水从舰体两侧的排水孔排出,这正是我们所见的“漏水”现象的一部分。
福建舰的电磁弹射系统需要大量的电力支持,其储能装置在充放电的过程中会产生额外的热量,进一步加大了冷却系统的负担。在央视的《淬火》宣传片中,展示了“一键弹射”的特写画面,这侧面验证了该系统在运行过程中巨大的能量消耗。
除此之外,福建舰的设计中还包含了一套压载水系统,专门用于调整航母的平衡,维持稳定状态,这也是导致舰身不断“漏水”的原因之一。
在船舶工程领域,压载水系统被称为“船舶的隐形舵手”。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流动,才能调整船体的姿态,确保航行稳定。尤其在高速机动、舰载机起降,或应对海况变化时,压载水系统会通过舰身两侧的排水孔不断排出或注入海水,从而保持重心平衡。
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的要求极高。在进行小半径转弯时,外侧船体承受的水压骤增,必须通过排出外侧的压载水并注入内侧的压载水来消除侧倾力矩。压载水的快速交换是舰首两侧水流不断涌动的重要原因之一。
值得一提的是,现代的压载水处理系统已经发展出了包括脱氧、过滤等多项先进技术。例如,NEI公司生产的文氏管脱氧系统可以在10秒钟内将水中的氧气含量减少95%,有效防止海洋生物附着,并减少舰体舱室的腐蚀。作为我国最先进的航母,福建舰的压载水系统也很可能融合了类似的环保技术。
此外,轴封舱的渗水也是福建舰“漏水”的原因之一。对于采用传统推进方式的舰艇来说,轴封舱渗水是一项全球性的难题。
传动轴在高速旋转时,海水会通过密封间隙进入舱室,即便采用最先进的橡胶密封技术,也无法完全避免这一现象。福建舰的传动轴直径超过1米,转速高达每分钟数百转,轴封舱渗水量虽小,但却是持续不断的,这也是舰体两侧水流源的稳定来源之一。
轴封舱渗水问题同样存在于美国福特级航母上。此外,由于福特级航母的真空厕所系统存在设计缺陷,导致排水管道经常发生堵塞,反而加剧了舱室积水的风险。相比之下,福建舰的排水系统设计考虑了冗余性和可靠性,能够有效避免类似问题的发生。
总的来说,福建舰的冷却系统确保了动力核心的正常运转,压载水系统保持了船体的平衡,而轴封舱的排水则是传统推进方式的正常副产品。这些看似“漏水”的现象,实际上是航母设计师们智慧与创新的体现。