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其实,在穿越前很长一段时间里,叶明都不知道发动机还能并联,这种并联发动机,叶明还是从马斯克的星舰发射时才知晓的,那时候国内沸沸扬扬的都是鼓吹马斯克使用33台Raptor引擎并联带动星舰升空,测试成功了,但是发射却失败了,不过这件事在国内还是被吹的好像是有多伟大一样,还有“马斯克的一小步,人类的一大步”之类的无底线吹捧。
虽然不齿那些霉吹无脑吹嘘,但当时叶明也着实对这种发动机并联的工作原理进行了一番了解,他也发现了发动机并联的优点和缺点,优点就不用说了,就是提升速度和推力,能够让火箭产生更多的动力。
而缺点呢,首先就是发动机并联后振动会互相影响,一台发动机故障很可能产生连锁故障反应,而且并联后的发动机需要一整套系统来管理控制,使得一组发动机频率与系统频率保持一致。
当然,发动机并联并不是马斯克首创的,早在六十年代时,苏联就使用了30台NK-15大推力火箭发动机,采用并联发动机技术发射火箭,苏联一共进行了四次尝试,可惜均以失败告终,可见并联发动机并不像叶明设想的那么容易。
这项不成功的技术在几十年后,才被马斯克给捡了回来,在他主持的星舰项目上继续研究,很显然,马斯克似乎是找到了一些门道,测试是成功的,但是这种并联发动机需要的技术难度太高了,所以在正式发射的时候,还是出了问题。
虽然马斯克的试射失败了,但是叶明也从这件事中得到了一些启发,对他设计核潜艇改进方案时起到了非常重要的作用。
其实,马斯克的失败很正常,因为他并联的发动机实在是太多了,33台发动机一起启动,如果其中一个发动机故障,或者是频率不稳定,那就会产生连锁反应,导致动力不稳,火箭的平衡性被打破,失去平衡后,火箭最终肯定是坠毁的结局。
但叶明可不打算用那么多发动机,他要改进的核潜艇也不是火箭,即便是频率不稳定,甚至平衡性出现问题都不会引发像是火箭那样严重的后果。
“并联发动机?这……,你的意思是咱们可以使用多台发动机并联在一起,这样可以吗?”黄老陷入了沉思当中,似乎在默默演算并联发动机的成功几率。
叶明笑着解释道:“当然可以,您或许不知道,霉国人的“企业”号就采用了8座A2W核反应堆,在并联核反应堆后,企业号的速度能达到40节的高速,既然核动力航母可以,那咱们的核潜艇也可以,采用4台左右的压水反应堆,只要能完成反应堆并联设计,四核驱动的动力系统肯定能大幅提高核动力潜艇的航速的。”
企业号对于黄续华总设计师来说,可谓是如雷贯耳,作为世界上第一艘核动力航母。
当年,“企业”号的横空出世让国内外产生了非常大的震撼,毕竟是号称能行驶50节航速的先进航母,虽然企业号是1960年的下水的,但在80年代,还是霉国海军的主力军舰。
“如果采用4台压水反应堆,能量输出倒是够了,但是潜艇内的汽轮机功率应该无法将这么多的能量转换成蒸汽吧?”黄老满脸疑惑的问道,在这方面,黄老还是非常有条理的,很快就发现了问题所在。
说到蒸汽轮机产生水蒸气,很多人可能都会诧异,不知道核动力潜艇为什么也要“烧开水”。
“烧开水”不是常规动力的蒸汽轮机发动机才使用的推进方式吗?核动力潜艇不应该是由核能驱动推进吗?
其实,这两种说法都没错,核动力潜艇的反应堆当然是用核能驱动,但是核能并不能直接作用于推进器,它需要一个转换的过程,这个过程就是“烧开水”(产生高温高压水蒸汽)。
核动力反应堆的工作原理与烧开水相似,它是利用核反应堆产生的高温高压水蒸气,通过蒸汽轮机将热能转化为机械动能,推动核潜艇前进。
在这个过程中,需要将压水反应堆里产生的能量“高温高压水蒸汽”输送给蒸汽轮机,水蒸气在第一回路(压水反应堆)被加热,然后在第二回路(蒸汽轮机)转换为机械动能,通过传动轴让螺旋桨高速旋转,让庞大的核潜艇在水下航行。
因此,虽然核动力潜艇的工作过程中涉及到核能的概念,但实际上,现有的舰船核动力装置依然停留在通过“烧开水“产生蒸汽推动汽轮机转动,对外输出做功的阶段,只不过这些高温高压的水蒸气是由核反应堆产生的而已。
正因为知道未来核动力的广泛应用,叶明才打算对092核潜艇的那台压水反应堆进行一番了解,这可是他第一次接触核能设施,连叶明都不知道自己能不能搞懂。
叶明对于黄老的疑问很理解,他解释道:“压水反应堆的技术参数我暂时还不了解,并联之后的效果也无法确定,但能量浪费是不可避免的,至于说092型核潜艇的汽轮机输出动力不足问题,我可以为新型核潜艇换上直升机航母的蒸汽轮机,那款蒸汽轮机是哈汽轮机厂生产的,应该能够满足核潜艇的动力驱动问题了。”
092型核潜艇采用1台国产90MW(兆瓦)反应堆,1台15000马力汽轮机,如果叶明采用4台90兆瓦反应堆并联,产生的能量可以达到360兆瓦。
360兆瓦看似很高,但要是看另一组数据就会发现,华夏此时的核动力反应堆技术并不先进。
苏联在1981年服役的941型战略核潜艇,也就是历史上非常有名的“台风”级战略核潜艇,台风级核潜艇只用2台OK-650型压水核反应堆,总功率就达到了380兆瓦。
其核反应堆产生的热量加热产生高压水汽,推动齿轮传动式汽轮机组,从而带动10万马力的4台自主式透平发动机产生电流,带动外部的双螺旋旋转推进潜艇,其水上航行最大速度为16节,水下潜航时最大速度高达27节,这可是一艘水下排水量46000吨的水下“巨兽”啊!能在水下用50公里的航速快速行驶,可见其动力强劲。
黄老有些为难的说道:“直升机航母的蒸汽轮机我打听过,但那台蒸汽轮机太大了吧,不论是体积还是重量,都不是092可以搭载的!”
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