航母為什麼用蒸汽輪機而不用柴油機？
一看我的標題估計就有小夥伴們很不屑的說："人家美國的航母是核動力的，只有我國這樣技術不行的航母才會用汽輪機"。在這裡我要告訴你，其實核動力的航母還是用的汽輪機，只是燒鍋爐的熱源不同而已。核發出的熱量是無法直接驅動機械的，只能通過燒鍋爐，產生蒸汽來驅動汽輪機轉化為機械能。（下圖為典型的核動力裝置原理圖，其中的 「steam turbine」就是汽輪機）
核動力裝置原理圖
美軍核動力航母
我們印象中的船舶幾乎都是用的柴油機作為主機。很多軍艦也是用的柴油機（有夥伴說到燃氣輪機，這篇暫時不講），既然那麼多船舶選擇柴油機，為什麼航母還去選擇汽輪機做動力呢？
船舶主機（柴油機）
關於這個問題我們還是先從各自的優缺點開始分析。
柴油機屬於典型的內燃機，相比較於汽輪機它具有以下優缺點。
大型船舶主機（柴油機）有幾層樓高
優點：
1、 經濟性較高，因為它熱效率高，所以燃油消耗率比蒸汽輪機低。這一優點能使柴油機船的續航力大大提高；也就意味著一定續航力下所需燃油貯備量較少，能節省寶貴空間。
2、 單位功率的重量輕，柴油機動力裝置中除主機和傳動機組外，不需要主鍋爐、燃燒器以及工質輸送管道等輔助機械設備，所以布置簡單，因此單位功率的重量輕。
3、 具有良好的機動性，備車時間短，操作簡單，啟停方便，正倒車迅速，一般正常啟動到全負荷只需10～30min，緊急時需3～10min。柴油機裝置停車只需2～5min，主機本身停機只需幾秒鐘即可。
4、傳動效率高，大型低速柴油機轉速低（能低至每分鐘100轉左右），能直接驅動螺旋槳，減少了減速齒輪箱，傳動效率高，可靠性好。（下圖可以看出DWT35000噸散貨船的軸系中間是沒有齒輪箱的，軸系通過高彈直接連接的主機）
DWT35000噸散貨船（網上找不到好圖，我自己的CAD截圖大家將就看吧）
缺點：
1、 由於柴油機的尺寸和重量按功率比例增長快，因此單機組功率受到限制，這使得柴油機的最大功率受到了限制（當今世界最大的柴油機為：芬蘭的瓦錫蘭公司生產的，型號為RT-flex96C型的船用柴油機，長27.3米，高13.5米，裝機總重2446噸（凈重2300噸），轉速102轉/分，約10.9萬馬力）。
RT-flex96C型的船用柴油機
2、 柴油機工作中的雜訊、振動較大。這是一個重要問題，作為作戰艦艇較大的震動，對精密武器和設備會有一定的影響，而震動的噪音也很容易讓敵人發現。
3、 柴油機作為往複運動，相較於汽輪機的迴轉運動，壽命相對較短，大修時間也短，可靠性相對較差。
4、 柴油機可變工況差，一般航母至少有兩個工況，在平時巡航時會採用經濟航速航行，需要較低的功率，在戰鬥工況下需要高速航行。
5、 柴油機的過載能力也較差，在超負荷10%時，一般僅能運行1h。
汽輪機（如下圖）是典型的外燃機，和內燃機相比，汽輪機具有以下優缺點。
優點：
1、相比較與內燃機，具有單機功率大，汽輪機基本上以兆瓦為單位，能限制汽輪機功率的只有螺旋槳了（螺旋槳技術限制了船用汽輪機功率）。因為船用汽輪機的最大功率受到螺旋槳的限制，所以單機一般不超過60兆瓦。
2、因為汽輪機屬於迴轉機械，所以結構簡單，造價低，震動小，壽命長，大修期長。
3、對燃料要求低（不挑食），很多同志回答說鍋爐燒重油，其實很多鍋爐燒的是渣油，比重油還要便宜。
4、可變工況範圍大，汽輪機通過調節蒸汽量，可以滿足各種運行工況。
缺點：
1、相比較柴油機熱效率低。
2、備車時間長，軍艦為減少備車時間，有時靠港一般不關鍋爐，造成一定讓費。
3、輔助機械設備多，單位功率體積大。
4、轉速太高，不能直接驅動螺旋槳，需要設置多級減速齒輪箱。（我曾經參觀過我國以汽輪機為動力的驅逐艦，該艦的減速齒輪箱和汽輪機一樣大了。。。。。。。）
看了這麼多我們感覺貌似還是覺得柴油機的優點多，貌似唯一制約它的問題就是單機功率太小了。其實不然，船舶在動力裝置的設計選擇上，是需要綜合考慮的。
就拿美國航母來說，採用的是蒸汽彈射，蒸汽彈射需要大量的蒸汽，如果採用柴油機，那就意為著需要單獨設置一個大的鍋爐，無論從成本考慮還是空間考慮都是不划算的。
彈射起飛
再有咱們船舶人都知道，主機燒重油是省錢，但是重油粘度很高，需要蒸汽盤管加熱才能流動，一般船舶會設置一個燃油廢棄組合鍋爐，而採用汽輪機為動力的船，使用本身動力鍋爐的蒸汽就可以了，這樣自然方便不少。
船舶油艙內的蒸汽/熱油加熱盤管
還有航母屬於全球部署的艦船，在寒帶地區航母開敞的甲板很容易結冰，這樣會影響飛機起降，這時候就需要蒸汽除冰，
航母甲板結冰了
最後航母就像個移動的城市，上面有幾千船員，就洗漱的熱水和冬天的取暖就是一個大問題，而蒸汽就是個很好的熱源。
當然蒸汽在船上還有很多用途，比如海底門吹洗，噴射泵動力源，各種雜用等等（比如最近抖音每天都有人展示的蒸汽洗車，航母上可以來個蒸汽洗飛機啥的，或者來個桑拿啥的。當然這只是說笑而已）。
燃氣輪機
綜合各種原因，航母選擇蒸汽輪機作為動力。但是隨著電磁彈射和電磁炮的發展，未來航母很有可能電推化，常規動力航母很有可能採用燃氣輪機做原動力，核動力航母。。。。。。。當然依舊用汽輪機，只是汽輪機不再用來驅動螺旋槳，而是用來發電。
本文為自己原創，謝絕轉載。文章在編寫中有許多紕漏，望大家諒解。
作者：雲陽科技（雲陽小船人為自己小號，因為雲陽科技在百度被人家註冊了） 2018年6月11號
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