为何现在只有美法两国拥有核航母，技术门槛在哪里？

核动力航母的门槛在大型蒸汽轮机上。说起来，法国就是这一技术不过关，导致了戴高乐号航母存在不少问题，应该说法国也不算是突破了门槛，法国还是个门外汉，因此PA2航母又重回常规动力，法国想要在未来放弃核动力这个噩梦。

其实从这个角度来看，世界上真正掌握了水面舰艇核动力技术的只有美国和俄罗斯两国，俄罗斯的前身苏联曾经建造过2万多吨的基洛夫级巡洋舰、3万吨的核动力侦察船、7万吨的核动力航母。法国只是将潜艇上使用的核反应堆大量堆砌起来，由于没有大功率蒸汽轮机，因此戴高乐的航行功率和速度远远达不到要求，还经常因为马小车大导致传动系统故障。

需要说明的是，核动力绝不仅仅是核反应堆，和电力驱动技术一样，核反应堆和发电机都只是产生能源来源的“原动机”，而不是提供推动力的“发动机”，核潜艇也只是把核动力产生的能量转化为电能推动潜艇的电动机，带动驱动轴系来前进，而核动力则是用蒸汽轮机把核能产生的热转化为推动蒸汽轮机运转的能量，也就是用核反应堆取代了锅炉。

图为辽宁舰和我国军迷设想的未来核动力航母。

因此，光有核反应堆技术还不行，还必须有能够承受，并且转化核能，同时功率大到能推动航母前进的蒸汽轮机。苏联当初为了攻克这一技术，先在核动力破冰船上测试了苏联自己的核反应堆--蒸汽轮机--大型水面舰艇驱动轴系这一套技术，然后建造核动力巡洋舰获得了军事实践经验，然后才开始建造1143.7型乌里扬诺夫斯克号核动力航母的。

我国目前也开始开发核动力破冰船，开始积累水面船舶的核动力-蒸汽轮机-驱动轴系这一整套技术，核动力破冰综合保障船已经完成招标，资金也已经拨付，近期就会开建，而我国的核动力航母也会在不久的将来出现，毕竟我国还是有可以带动6万多吨的航母的大型蒸汽轮机的，再努力一把，开发出足以带动8万吨级航母的蒸汽轮机和驱动轴系也不会太难，因此海事先锋还是很期待我国的核动力航母诞生的。

为何现在只有美法两国拥有核航母，技术门槛在哪里？

准确来说，真正将水面舰艇用核动力系统实用化的国家是美国和苏联。法国虽然有“戴高乐”号航空母舰，但这是个“野路子”，将核潜艇反应堆直接移植过来用，最后还因为财政问题裁掉一座堆，所以航速连设计的27节都跑不到。准确来说，研发水面舰艇的核动力系统第一障碍是缺钱，然后就是不想“宁缺毋滥”。什么是“宁缺毋滥”？就是不想用核潜艇的堆凑数，所以宁可没有也不搞这种东西。

制约一个国家发展船用核动力技术的首要因素是钱。这点很好理解，本身核动力系统涉及的基础理论就处于很高的高度，需要扎实的教育水平进行支撑。另外，核动力系统本身又需要强大的工业进行支持，比如冶金、机械加工、电子、计算机等技术。上述无论是教育、工业基础、基础科研都是用重金打造，就拿当年研究原子弹的曼哈顿计划来说，耗资多达25亿美元，相当于当年65艘“埃塞克斯”级航空母舰的总造价。而美国现役的“福特”号核动力航空母舰的动力系统造价就高达15.15亿美元（2008年币值）。所以本身船用核动力系统是一个需要以经济为基础的复杂的系统性工程项目。而目前世界上同时具备教育、工业、基础科学研究、经济的国家本来就不超过10个，这就从根本上限制了大多数国家。

而核动力系统中核反应需要浓缩铀进行支持，军用核反应堆为了保证长时间续航往往采用富集度较高的浓缩铀，甚至美国海军核潜艇和核航母使用的都是90%以上的武器级浓缩铀，这就需要强大的铀浓缩能力。目前国际上比较普遍的就是气体离心法和气体扩散法。其中气体离心法就是利用功率足够大的多台离心机串联对核材料进行高速旋转，其中六氟化铀-238因为质量比较大，所以被甩到外面，而质量相对较小的六氟化铀-235则相对集中在离心机中心，多次分离就可以收集到富集度较高的六氟化铀-235，再通过化学变化变回铀-235

而气体扩散法，分子量较大运动较慢，相对质量较大的六氟化铀-238运动较慢，质量较小的六氟化铀-235运动较快可以通过扩散膜。

但不管是气体扩散法还是气体离心法都是代价极大的，其中武器级离心机属于国际管制，那些单台功率不够的离心机即便串联后也无法将富集度提升到较高的层次。而气体扩散法的能耗极大，一般1200-1500次扩散才能将铀-235富集到5%左右，一般气体扩散工厂附近都会专门建立发电站。这又是制约一些国家发展船用核动力技术的一个原因。下图就是美国橡树岭国家实验室，冷战期间承担浓缩铀生产任务，利用的就是气体扩散法，而美国在冷战期间因为浓缩铀消耗了整个国家总发电量的7%。

与核电站相比，核电站可以不考虑占用空间，可以不考虑核材料的更换和添加，可以不考虑冷却水的来源。但船用和核动力系统不行，因为船上空间有限，必须要把裂变核心、冷却系统、安全防护等等系统压缩到陆地核电站的千分之一大小，这本身就存在极大的难度，小型化技术不够要么达不到预定功率，要么达到功率但无法上舰。

当然有朋友说用核潜艇反应堆，还是那句话：核潜艇和核动力航空母舰因为工作环境不同所以设计思路也天差地别。核潜艇本身吨位不大，基本都在2万吨以下，但要求静音性好。所以核潜艇反应堆功率都不怎么大，与蒸汽轮机配合后输出2-3万马力就足够使用，但要求静音性非常好，可以通过降低功率、自然循环、利用减震浮筏等克服这些问题。但航空母舰不一样，他不要求静音但要求足够大的功率，10万吨级的航空母舰要求输出在25万马力以上。

历史上用核潜艇反应堆的航空母舰都不怎么样，一艘是“企业”号核动力航空母舰上使用8台A1W型核反应。另一个是法国“戴高乐”号使用2台K15型核反应堆。前者虽然功率够大，但8台堆严重挤占航空母舰内部空间。而“戴高乐”号当时计划用3台堆，但因为财政问题削减了1座，最终2台堆只有8万马力输出动力，航速才25节。总之核潜艇堆想要满足水面舰艇的需要就只能堆数量，堆数量带来的是严重占用空间、故障率增高的问题。不是说不能用，只能说不合适。所以“宁缺毋滥”还不如干脆直接研究新的船用核动力系统。

开头我们也说了，其实真正掌握船用核动力系统的国家是美国和苏联，法国直接借用核潜艇堆并不算是能掌握这项技术的国家。美国就不用过多解释，从上世纪50年代末开始，除用潜艇堆的“企业”号核动力航空母舰之外，还有包括“长滩”级、“班布里奇”、“特拉斯科顿”、“弗吉尼亚”级核动力导弹巡洋舰。

而苏联也有“基洛夫”级核动力导弹巡洋舰、11436“乌里扬诺夫斯克”号核动力航空母舰，虽然该舰并没有完工，但到1991年时该舰使用的KH-43-3型核反应堆及其蒸汽轮机系统已经准备就绪，随时可以安装。苏联和俄罗斯还有大量的核动力破冰船、核动力侦察船。其他国家的船用核动力技术根本就没有军用化，极个别的停留在试验阶段。

为何现在只有美法两国拥有核航母，技术门槛在哪里？

拿飞机来说，一个刹车片，我们到2003年才完成自主研发。而这个项目从1988年就开始了，2004年，这个项目获得了国家技术发明奖一等奖。项目主负责人黄伯云还获得了2005年感动中国十大人物称号。

飞机刹车片这件事，我再补充一下。当时新闻说，飞机刹车片寿命很短，国外又限制我们的采购数量。而且，每次买新的，外国还要把旧的回收。。。可以说，某国通过控制刹车片采购数量，就控制了我国飞机的起降次数。。。这要是打仗了，真是不敢想象。

再说飞机更核心的部件----发动机。从原材料到设计，我们和美国都有差距。美国可以拿出最先进的发动机展示给我们，让我们随便看，而我们甚至还没有能力逆向研发出来。

我国最先进的涡扇-10B型发动机，推力只有14吨。推比达到8.1以上，全寿命也达4000小时。

而美国F-35所使用的F135发动机，推力超过18吨。推重比达到11.7，寿命据说“数千小时”。按照一贯套路，美国发动机寿命超过中苏的两倍不止。

而这些技术差距放到核动力航母上，差距更大。

就拿瓦良格号航母（我国第一艘航母）来说，苏联生产这艘航母，需要九个国防工业部、600个相关专业、8000家配套厂家配合。

苏联解体后，归属乌克兰的黑海造船厂也无法独自完成已建造了67%的"瓦良格"号航母和刚开工两年的"乌里扬罗夫斯克"号核动力航母的建造。而我国拿到这艘航母以及大部分设计图纸后，用了七八年，才完成后续33%的建造！！！

核动力航母这种镇国重器，更是难度超大。现在为止，只有美国一家拥有真正的核动力航母。法国那个核动力航母（戴高乐号航空母舰），用的是核潜艇上的反应堆（凯旋级弹道导弹核潜艇相同GEC Alsthom PWR Type K-15核反应堆）。其总输出仅76200轴马力，而美国的克莱蒙梭级为126000轴马力，最新的福特号推进功率更是达到280000马力。福特号航速可超过30节，而法国航母最高只能达到25节。

而且，法国的维护成本也高，六七年就要更换燃料。而美国的福特号据说50年不用换燃料。

技术门槛在哪里？从设备制造的原材料，到整体设计，都可以说是有门槛。不过，全世界都知道核裂变、核聚变原理，只要会百度都能查到，设计图到处都是。尤其是对于我国来说，最大的门槛是“经验”和“安全”。“核”这种东西危险系数太高，没有几十年的经验积累，根本不敢实用。

而且，那玩意贵啊，我们穷啊！一旦失败，污染泄露，那损失就太大。我们已经落后怕了，可不敢把步子迈大了。。。对于核动力航母这东西，我们早晚会有的，不用太急。

（文|勇战王聊历史）

为何现在只有美法两国拥有核航母，技术门槛在哪里？

主要的门槛是核反应堆和钱，前者就是世界上绝大部分国家都缺乏“功率足够大、小型化不错、可靠性高”的航母用核反应堆技术；后者就是除美国外，有一定核动力技术储备的国家都缺钱（比如俄、英、法等），所以到现在也就是美国拥有“真正的”核动力航母（航母用反应堆）+法国拥有核动力航母（潜艇用反应堆）。

比如美国第一艘核动力航母“企业”号，采用了8台核潜艇用反应堆，虽然输出功率和高速性能有效，但是带来的管理问题、效率问题、造价问题和安全维护问题也让美军头疼，所以只建造了一艘就停止并全面转向“小鹰”级常规航母。这就说明了当时的美国航母用核动力装置还不成熟，只能靠用艇堆来凑，直到航母用核反应堆A4W成熟，才开始又批量建造“尼米兹”级核动力航母。

再说法国唯一一艘核动力航母“戴·高乐”号，采用了2台“凯旋级”核潜艇上的K-15核反应堆，总输出只有7.6万轴马力，导致只有4.2万吨的“小航母”的最高航速仅区区25节。到法国戴高乐航母研制时，其实制约其发展的主要就是资金问题：1、限于资金有限，法国决定不发展新型航母专用反应堆，沿用凯旋级核潜艇的反应堆；2、K-15潜艇用核反应堆应该说在“潜艇”界是非常优秀的动力系统，但是对航母来说功率还是较低，如果戴高乐号能上4台K-15的话，那么总功率就完全不是问题，可是由此带来的结构改变、成本增加又是法国难以接受的。

总结一句话，对五大国来说，以现有的技术平来说，如果资金充足+战略上迫切需求的话，应该都是能“憋”出核动力航母的，最不济就是用核潜艇反应堆往上堆数量嘛，不过对于收缩状态的英法俄来说，核动力航母并非迫切需求，也只有有实力竞逐世界海军的国家才会有那么一些需求。

最后来说一些潜艇反应堆和航母反应堆的不同，从技术上原理上来说，现在大多用得都是压水堆，基本大同小异；但是具体细节不同、研制偏重不同，航母用堆更追求大的功率输出，以及高低功率切换的稳定性；潜艇用堆则更追求低噪音，比如说“自然循环”技术。潜艇堆对小型化的需求比航母更苛刻，而航母堆对于空间的要求相对没有那么大。总的来说，军用核堆还是靠技术积累和资金研发投入的，并不可能一蹴而就，也没有什么弯道超车可言，都得一步一步那么过来的。

为何现在只有美法两国拥有核航母，技术门槛在哪里？

目前，拥核国家的数量已经不小了，但成功造出来核动力航母的，仅有美法两国，同时也只有这两国的航母配着固定翼预警机。讲真，大家别老不把法国放眼里，在一些方面，人家还是揣着两把刷子的，能配得上欧洲大国和世界强国的身份。

（戴高乐号）

大家都知道，原子能释放的方式有三种，按烈度的大小可分为——核聚变、核裂变和核自发衰变。

核能瞬间集中释放，产生巨大的摧毁性和杀伤力，这就是核武器；那么，如果在可控的范围内，进行核裂变，让核能缓慢释放，这就是所谓的“新能源”。运用范围包括核电站、核动力航母和船舰、潜艇等等。

很多人会问，像中国、俄罗斯这样的大国，早就有了核动力潜艇，为什么还不造核动力航母？

首先，从技术上来看，跟潜艇比，核动力航母的技术门槛显然要高得多。航母核反应堆是不能直接套用潜艇核反应堆的。

比如，在核反应堆动力上，就明显不搭配。航母与潜艇的体量与功能相差巨大。后者的尺寸和单台推进马力都要小得太多。

像美国那十几艘核动力航母，大多吨位在8-10万吨左右；但核潜艇不过几千吨到1万吨而已。

而法国的戴高乐号航母，因为刻意追求了核动力，所以只能将航母吨位瘦身，仅仅4万吨左右，速度只有25节。算是联合国“五常”航母里面体量最小、跑的最慢的一个。

所以，要想在核动力的基础上再维持航母本身的吨位和速度优势，难度还是挺大，技术门槛不低。

此外，就是核反应堆小型化的难题了。

一般来说，核动力航母上的固定翼战机会选用高效率但耗能极大的“弹射起飞”方式；加之，为了更好的给飞机提供升力，战机在航母上多选择迎风行驶。

因而，对于航母动力追求的输出功率，是要超临界的，而且在这种情形下，还得有把握保证不出问题。

（弹射起飞）

所以，要研制出足够大功率的核反应堆，并符合能上船舰的“小型化”的要求，再匹配综合全电系统，过硬的密封、冷却设施，需要相当成熟的技术支持和反复的实验才能真正用在航母上。如果出现什么闪失，不但会造成无法估量的人员、财产损失，更将对一国的世界影响力、话语权产生相当负面的影响。没有十足的把握，任何一个大国都不会轻易冒险的。

还有就是“钱”的问题了。对于核动力航母的材质、结构、起降设备、电子系统，护航船舶等等，都需要各类高端设备综合而成，技术难度大，资金需求同样很大。另外的维护成本，更是各耗资惊人，甚至将会超出航母本身的造价。

（尼米兹号航母上保养“弹射器”的场面）

最后还有实用性的考量。

要说美国呼啦啦的一下子搞出了十几艘航母，那是真有需求。美国军事基地遍布各大洲，全球各地的跑，动辄就横跨太平洋、大西洋去“搞事情”。

然而，对于中俄来说，海上作战平台主要是守国门用的。比如，在2015年发表的《中国的军事战略》白皮书中说，

“中国海军按照近海防御、远海护卫的战略要求，逐步实现近海防御型向近海防御与远海护卫型结合转变”

显然，咱们离美国那种“全球海军”目标还有相当的距离，得理性来看。因此，核动力航母并非就属于火烧眉毛的急事儿。

还有俄罗斯，即便是苏联最鼎盛的时期，在一些华约国家中，苏军也曾建立过几个境外海军基地，但仍做不到“全球海军”的程度。进入俄罗斯时代后，没有太多海外驻军任务的俄海军肩负的更多是护卫工作，而非进攻目的，所谓的跨海域“远征任务”十年八年也不见得赶上一次。

（下图是2016年，俄军硕果仅存的航母“库兹涅佐夫号”率领其战斗群，赴东地中海的叙利亚前线去执行本世纪的首次“远征任务”，途径英吉利海峡时的壮观场面）

加之，俄罗斯周围都是封闭的边缘海，这样的海域，搭配着导弹和潜艇的优势，对于经济上捉襟见肘的俄军来说，一些战舰也够用了。而且，要论核动力船舰，俄军拥有世界上吨位最大的基洛夫级核动力巡洋舰、胜利号核动力破冰船等等。相关方面，也并非就是一片空白。

所以，我们看到，在经费有限的情况下，俄罗斯更倾向于把海军建设的重心放在了核潜艇上。照样也很具威慑力。

倒是法国的戴高乐号，这么多年来，其实用性总在被质疑，用来“壮门面”的成分比较明显。但还是聊胜于无嘛，起码保障了大国的气场。

总之，核动力航母本身技术和经济门槛很高，更跟一国的国家安全战略息息相关，是个非常庞大而慎重的工程，需要理性看待，量力而行。

为何现在只有美法两国拥有核航母，技术门槛在哪里？

核动力航母是海军装备中技术难度最高的一种舰艇，从美国的第一艘核动力航母下水至今，世界上只有两个国家成功服役了核动力航母，只有美国一个国家成功研制出了专用于核动力航母的动力系统。世界上制造核动力航母的国家比较少，主要有两个原因，一方面是核动力航母的研制周期长，技术门槛比较高。另一方面是核动力航母的研制成本过高，维护成本过高。

海军是陆海空三军中最容易拉开差距的一个兵种，海军舰艇装备进行一次彻底的更新换代，往往需要数十年的时间。拿美国的福特级核动力航母来说，美国在研制福特级核动力航母的时候，已经成功研制了尼米兹级核动力航母，然而美国的福特级航母和尼米兹级航母的服役时间仍然相差了整整42年。这42年时间里面，仅用于福特级航母的研制时间便长达38年。

在美国研制出世界上第一艘核动力航母之后，只有法国采用核潜艇的发动机滥竽充数制造出了一艘袖珍版的核动力航母，其余的国家仍然在使用常规动力航母。实际上即使是戴高乐航母使用的核反应堆技术门槛也非常高，戴高乐级核动力航母使用的是凯旋级核潜艇上的核反应堆，凯旋级核潜艇是一艘吨位超过1.4万吨的大型核潜艇。世界上能够制造核潜艇的国家只有6个国家，拥有吨位超过1.4万吨核潜艇的国家只有4个国家。

在使用了核潜艇的发动机之后，戴高乐级核动力航母的航速还不如普通的常规动力航母，只是空有一个核动力航母的牌子。戴高乐号核动力航母也给其他国家一个教训，只有研制出专门的航母发动机才能够真正拥有核动力航母，否则研制出来的航母航速根本达不到作战的需求。除了技术难度高之外，航母的高昂造价和保养费用，也让很多国家望而却步。

美国虽然有十一艘核动力航母，但是美国的大部分航母都在船坞里面进行保养，非战争时期保持战斗状态的只有3艘左右。核动力航母要比常规动力航母更加的金贵，需要经常的返厂维修，维修费用远不是中小国家所能承受的。而且核动力航母的造价非常高，美国的福特级航母的造价高达128亿美元，再加上航母上使用的战机所花费的费用，一艘福特级航母的造价能够超过200亿美元。而根据一些媒体的报道，福特级航母一直使用到报废，需要花费的费用大约在2000亿美元左右，如此高的花费足够让大部分国家都望而却步。