航母核动力到底是什么原理来驱动的？

不管是普通船舶，还是航空母舰，它们的驱动力都是来自螺旋桨，用螺旋桨旋转拨水，水在螺旋桨曲面上产生压力，推动船舶前进。

那么，螺旋桨旋转的动力是从哪里来的？下面，我们就从螺旋桨开始，从后向前一步步找，看看螺旋桨的旋转动力到底是来自哪里？

1、螺旋桨连接在主轴上，主轴旋转，带动螺旋桨。

2、主轴连接在减速系统上，减速系统将前面的高转速，减至需要的转速。

3.1、减速系统连接在蒸汽轮机上，减速系统的动力来自于蒸汽轮机。

3.2、伊丽莎白女王号航母的减速系统，连接在MT30燃气轮机上，也是伊丽莎白女王号的动力来源。

4、蒸汽轮机连接高压蒸汽循环系统，高压循环系统送出的高压蒸汽推动蒸汽轮机旋转。

5、高压循环系统连接锅炉，锅炉产生高压蒸汽，送进高压蒸汽循环系统。

6.1、高压锅炉的热源来自于核反应堆。

6.2、如果是非核动力，高压锅炉的热源来自于重油的燃烧。

通过上面的倒推，我们发现，核动力航母螺旋桨旋转的动力，从上面的1--5，原理上没有区别。有区别的就是从第6开始，就是锅炉“烧水”的热源不同，非核动力航母的锅炉是靠燃烧重油来“烧水”，而核动力航母为锅炉“烧水”的是核反应堆。

下面我们就具体说说核反应堆是如何把锅炉烧出蒸汽的？

1、核燃料在反应堆中发生裂变，释放出来中子并产生高热，用硼、镉等材料制造的控制棒吸收中子的数量，来控制核裂变的强度。

2、轻水在“一回路系统”的150个大气压下，被加热倒340多度。带有大量热量的轻水在主冷却泵的驱动下进入蒸汽发生器。

3、在反应堆里，有两个独立的回路，一个回路是从堆芯流过，这里的温度上千度，不能直接做功，需要将热量与第二个回路进行热交换。

4、第二个回路里面的水被第一回路的水加热后成为过热蒸汽，经过管道进入汽轮机，推动汽轮机叶片旋转，汽轮机把热能转化为机械能。

5、高速旋转的汽轮机并不能直接推动螺旋桨，需要用减速系统进行减速，减速齿轮的输出主轴带动螺旋桨旋转。

由于螺旋桨的叶片是曲线的，旋转时，会推动海水，在海水的反作用力下，航母就会被推动前进了。

在上面的第“5”，汽轮机输出的动力，一部分要驱动减速系统，另一部分要驱动发电机，产生电力供航母使用。

另外，第二回路产生的蒸汽，除了驱动汽轮机，还要供给航母的舰载机弹射系统。

航母核动力到底是什么原理来驱动的？

核动力系统的驱动介质还是蒸汽，只是把锅炉产生蒸汽更换为核反应堆产生蒸汽。很多朋友以为核反应堆本身就可以驱动螺旋桨，这个想法其实还没有理解核能和核动力系统的真正含义。

以前写过一篇“辽宁舰烧什么油”的文章，里面我提到过：“辽宁舰和美国的航空母舰都是用蒸汽轮机作为最终驱动。”然而很多人骂我是文盲，他们说：“美国的航母都是核动力，怎么可能用辽宁舰那种老掉牙的蒸汽轮机”。其实现阶段大型航空母舰除了英国“伊丽莎白女王”之外都还是用蒸汽轮机作为最终驱动，不管是常规动力还是核动力。当然，蒸汽轮机和老式的蒸汽机是两回事，不要看到“蒸汽”两个字就联想到一百多年前的蒸汽机，更不是用烧煤的那种锅炉。这是一个电站用的蒸汽轮机

下图为船用核动力系统的一个简单示意图，核反应堆→蒸汽发生器→主汽轮机和汽轮发电机→减速器和螺旋桨，这就是核动力系统的大概的流程。为什么我开头说没有理解核能和核动力系统的真正含义？我们都知道“核裂变”会产生非常巨大的能量，然而这些能量都是以“热”的形式出现，所以其实所谓的核反应堆只是一个“产热”工具，他的本质作用和烧锅炉是一样的。这样仅仅产热的核反应堆是不能直接让主轴和螺旋桨转起来的，这样就需要一个介质，那就是“蒸汽”，利用核反应堆热量将水变成高温高压蒸汽，然后这些蒸汽冲击蒸汽轮机叶片，叶片带动传动轴由减速器传递给螺旋桨，这才是核动力航空母舰的本质。下图2是常规动力蒸汽轮机驱动大概流程，其实我们可以发现不管是核动力还是常规动力画红框部分其实基本差不多，只是前面产热部分不一样。

航母核动力到底是什么原理来驱动的？

核动力航母驱动原理其实和常规动力航母没什么区别，无非就是烧开水的方式不同罢了，核动力使用的是“原子锅炉”，而常规动力航母使用的则是“燃油锅炉”，但是归根结底二者都是一种被称为蒸汽轮机的动力装置，原理都是通过烧开水然后产生高温高压的蒸汽，通过蒸汽驱动气轮机运行，最后推动螺旋桨旋转。以美军尼米兹级航母为例，它的动力装置就是两具西屋电气公司生产的功率各130000马力的A-4W反应堆以及4具蒸汽轮机，所以别再说什么蒸汽轮机落后了，核动力也不过如此！航母用核动力反应堆虽然是烧热水，但是与传统的燃油锅炉不同，它具有两个回路系统，并且反应堆烧的热水并不直接生产水蒸汽。反应堆的核燃料棒发生核裂变反应释放出大量热量，这些热量会加热反应堆中的高压纯净水，这些纯净水通常被称为冷却剂，在被加热后会由冷却泵推动至蒸汽发生器，然后将热量传导至二回路中的水，这些水被加热后产生水蒸汽，然后水蒸汽经由轮气机的狭小喷嘴后增压增速，最后喷射至轮气机叶片使其转动，轮气机主轴转动后带动螺旋桨旋转，推动航母前进。

那怎么控制航母的航速呢？航母的航速取决于螺旋桨的转速，而这个转速又是由蒸汽的产生量决定的，蒸汽的产量则是由反应堆燃料棒的核裂变速率决定的，那怎么有效控制燃料棒的裂变过程呢？这就需要说到插入反应堆中心的控制棒！核反应堆控制棒通常是由硼和镉这些容易吸收中子的材料制造而成，当它完全插入反应堆中心，由于吸收大量中子会让反应堆停止裂变反应，而抽出一点就能让反应堆低功率运转，如果要增加反应堆功率，那就再拔出一点，减少吸收中子量，让更多中子参与裂变反应，这样就能产生更多热量和水蒸汽，也就直接提高了螺旋桨的转速和航母航速，所以核动力航母的航速实际上是由反应堆控制棒的插入深度控制的！使用核动力的好处显而易见，一公斤铀235燃烧产生的能量相当于2500吨煤炭，因此核动力航母具备了几乎无限续航性，1964年美国的“企业”号航母就曾经在全程不进行燃料补给的情况下，用64天完成了全球航行！（企业号核动力航母与长滩号核动力巡洋舰环球航行）

但是与民用发电站的核燃料棒（二氧化铀陶瓷芯块）不同，航母因为体积相对狭小，换装核燃料棒相当麻烦，而且成本极高，因此一次装填燃料最好能做到像福特级一样永久性不更换燃料棒，即使再次也要如尼米兹级一样13年才需要换一次燃料棒，这样做自然减免了核燃料棒繁复的燃料棒更换过程，但是这也要求核燃料棒的铀235丰度特别高！（航母核反应堆）

民用发电站的铀棒只需要达到3%的丰度就行了，而航母和核潜艇所使用的则是高浓度铀甚至是武器级铀，比如尼米兹航母的A-4W压水反应堆使用的是丰度40%的铀燃料棒，而俄亥俄级核动力潜艇则使用的是丰度在90%以上的武器级铀。（俄罗斯失事的库尔斯克号核动力核潜艇中的核燃料棒）

除了核动力装置之外，为了防止单一的动力装置出现故障，核动力航母通常还会配备备用常规动力，以防不时之需！尼米兹级航母一共有四个五叶螺旋桨，在每个螺旋桨驱动轴上都配备了一个功率8000KW的柴油机作为备用动力，在核动力反应堆出现故障时就可以马上启动柴油机运行，未雨绸缪，有备无患！（尼米兹级航母螺旋桨）

航母核动力到底是什么原理来驱动的？

其实简单一点核反应堆就是一个用来产生蒸汽的设备，目前航空母舰采用的核反应堆都属于压水堆。核反应堆用来传递热量的介质是淡水，这些水受热之后变成了水蒸气，然后通过管路被输送到蒸汽轮机。蒸汽轮机就可以把水蒸气的热能转变成机械动力。

有许多人这么形容核动力，就是把普通燃料烧锅炉变成利用核反应堆产生热量烧锅炉。而其中非常关键的就是蒸汽轮机，因为所有的动力转换都是需要通过蒸汽轮机来实现的。要说到蒸汽轮机的原理其实跟航空发动机类似。

蒸汽轮机可以带动发电机产生电能，或者直接通过变速箱传递给螺旋获得船舶运动的动力。许多人以为核反应堆能够直接产生电能，其实这是一个误区，包括民用核电站都是采用这种方式来进行的。

目前先进的航空母舰都已经采用全电推进，这就是省去了从蒸汽轮机到螺旋桨之间的一个机械能的传递。世界上第一艘使用全电推进的核动力航空母舰是美国的福特级福特号航空母舰。

航母核动力到底是什么原理来驱动的？

谢邀，核动力航母是靠和反应堆驱动的。

看一下核动力推进的一个基本原理图吧：

核反应堆内的核材料裂变释放热量，将水加热到高温状态形成高压水蒸汽。水蒸气被导入到两个蒸汽涡轮机内。

蒸汽涡轮机被水蒸气推动开始旋转。其中一个涡轮机直接链接到了齿轮箱内，驱动航母的主轴转动给航母前进带来动力。

另外一个涡轮机的主轴连接到发电机上，为航母提供电力。

这就是基本的核反应堆推进原理了。

最上面的图片实际上是一个核潜艇的推进方式，其实和航母没有区别，只不过核潜艇只有一个螺旋桨这样从原理图上看得更清晰一些。

航母的反应堆要远大于核潜艇的反应堆，提供的推力达到20万马力以上。

当然了，推力大了，反应堆的体积以及外围设备也就都要比潜艇大很多了。

航母核动力到底是什么原理来驱动的？

梁老师说事为您回答这个问题。

一说核动力，很多人感觉这技术非常的高大上。这种感觉没错，世界上能掌握核动力的也就有数几家。

而航母算是一种稀罕装备，但还是有一部分国家会制造。

比如像日本这样的国家还能造一个出云级出来，说是驱逐舰，明眼人一眼就能看出来，这其实就是航母。

毕竟那全通甲板，那么直流，谁家驱逐舰上装这种全通甲板？

但要说给航母装上核动力的，这确实是少之又少。

在这其中美国算是拔得头筹的国家，独一家，十一艘航母，一水全是核动力。

再有就是法国的戴高乐号航母，也是一艘核动力航母。

怎么说呢？戴高乐号虽然是一艘核动力航母，但这航母的作战效能不见得比常规航母好到那里去。

所以一说航母，再加上核动力，这妥妥的高大上的装备。

但这种高大上的装备，还是离不开蒸汽轮机这种使用了上百年的古老装备。

这其实也是没有办法的事。

毕竟核能说到底，他就是原子和中子之间的各种姿势的碰撞，在这些碰撞中从而散发出了巨大的热能。

这种热能的出现，取个暖还行，但想直接做其他的事情就不行了，所以核反应堆所产生的热能是不能直接利用的，必须进行转化才行。

而蒸汽轮机正好是可以作为热能向机械能转化的装置。

至于转化出来的机械能，是直接传输到航母的螺旋桨上做动力，还是弄个发电机，让这股子机械能推动叶轮发电，这就是另外一回事了。

所以以目前的技术，核动力说到底是就是一套加热系统，使用方法和锅炉是差不多的。

区别仅仅是，锅炉用燃料加热，生成水蒸气，去推动蒸汽轮机。

而核动力是原子撞击产生热量，然后生成水蒸气，去推动蒸汽轮机的。

所以别看常规航母和核动力航母是不一样的，但他们推动航母前进的装置全部都一样，都是——蒸汽轮机。

比如美军使用的尼米兹级航母，他的动力装置就是两套西屋电气公司出产的A—4W反应堆。

这种反应堆，一个反应堆就可以对外输出十三万马力的功率。两个反应堆，共计二十六万马力的功率，就需要通过四套蒸汽轮机对外输出能量的。

话说核能有两种，一种叫核裂变，一种叫核聚变。

核裂变顾名思义就是原子核被撞击裂开了，变成了其他的原子核的一个过程。

那么这种核裂变如果不加以控制，让其任意的发展小区，最终出来的就是原子弹。

如果核裂变被控制住，在安全范围内为人类造福，这就是核反应堆。

至于核聚变，其实就是多个原子核聚拢到一块变成另外一个原子核的过程，在这个过程中同样会产生热量，而且这种热量比核裂变还要大。

大多少呢？大四倍。

这里面还有一个很重要的一点，核裂变的材料在自然界中很少，而核聚变却有很多，毕竟最基本的氢元素就可以作为核聚变的材料。

而核聚变不加以控制，结果就是氢弹。

那么核聚变加以控制的话，就是我们看到的太阳，这同样是目前为止，唯一一个可以安全使用的核聚变。

所以非常的可惜，目前人类并没有掌握如何控制核聚变的技术。

一旦这个技术被掌握了，那么人类可以说就有了取之不尽的能量了。

说道这里，其实就已经明白了，目前的核反应堆其实就是一种可以控制的核裂变技术。

目前能够作为核裂变的原料有铀235和钚。

而通常情况下，核反应堆里的原料是铀235。

那么这个核裂变的过程怎么去做呢？

首先找到一颗合适的中子，用中子去撞击铀235的原子核。

在这个撞击的过程中，铀235的原子核就被撕裂了，然后就变成了两个原子核，分别是溴85核和镧148核。

那么在这个过程中，不仅铀235的原子核被撕裂成两个完全不同的原子核之外，同一时间他还会释放出两到三个中子。

而这两到三个中子，就会以极高的速度从裂开的铀235飞出，然后去撞击另外的铀235原子核。

这么算下来，这种裂变就会以几何倍增的方式延续下去。

如果不加以控制，这种裂变，就会像手榴弹一样，发生剧烈的爆炸，原子弹就出现了。

这就要说道爱因斯坦所提出的质能方程。

在质能方程中，能量和质量以及光速的平方成正比。

那么光速是不变的算是一个常数，所以能量和质量有着能大的关系。

什么关系呢？当一个物体的质量减少了，他必然会释放出能量。

这个能量有多大呢？

怎么说呢？光速本身就是一个巨大的数字，大概是三亿米每秒，也就是说光速的平方将会是一个更加庞大的数字。

所以哪怕缺损那么一丢丢的质量，这个物体必然会产生出超乎想象的能量。

那么在铀235原子核裂变成为两个原子核的时候，有质量损失吗？

当然有了，而这些损失的质量，让每一颗中子撞击铀235原子核就会产生大约二百兆电子伏的能量。

这仅仅是一个铀235原子核而已，可以想象得到一大片铀235原子核被大量中子集中之后，所产生的能量有多少了。

说一组数据就明白了。

比如一公斤的铀235，他所释放出来的能量，和燃烧两千五百吨的优质煤，所产生的能量是一样的。

所以可以说核动力航母几乎就实现了无限续航的能力。

比如说尼米兹级的航母，一个反应堆添加一次燃料，就可以使用十年之久，十年之后大修再重新添加核燃料。

而如今新出来的福特级航母，使用了新一代的反应堆，这款反应堆的使用寿命更长，长达五十年之久。

而一艘航母，怎么用也不可能用五十年的，所以新型的核反应堆在理论上其实已经实现了无限续航能力。

那么铀235原子核这个裂变的过程，被叫做链式反应。

文章之前就提到过了，铀235原子核的裂变如果不加以控制的话，就会变成原子弹。

如果反应堆处于一种在安全范围内，又要如何提取核能呢？这套装置如何运作？

这就要说道如何让这种核裂变变的可控的方法了。

其实方法很简单，既然铀235原子核的裂变需要中子，只要控制住中子在链式反应中的数量，那么就会很好地控制住链式反应。

这个时候，就需要一种可以吸收中子的材料了，这些材料有很多，比如硼，碳化硼，镉等等都可以。

将这些材料制作成一个个的棒状物体，当需要过多地吸收中子，只要插入更多的这种棒状吸收中子的材料就可以了。

而核裂变的速度慢下来，只要取出这些材料就可以了。

现在反应堆的裂变反应了解了，接下来就说说这些裂变反应之后如何取出这些能量，如何利用这些能量？

文章之前提到过，反应堆其实是依靠蒸汽轮机来实现能量输出的，整个过程和用锅炉烧水产生水蒸气也差不多。

要记住这个差不多其实还是有一定的区别。

锅炉是用燃料直接烧水，从而产生蒸汽的。

反应堆不是这样的。

首先反应堆在反应的过程中，会产生大量的热，那么这些热量怎么才能取出来呢？

自然界当中，就没有比水的比热容更大的物质了，所以想要取出这些热量就得依靠水了。

在这里必须注意，想要取这些热量，普通的水是不行，毕竟普通水里有各种杂质，甚至是微生物在里边。

时间久了会产生沉淀，这对反应堆来说可是个大麻烦。

所以目前反应堆中使用的水都是纯净水，当然在反应堆中的专业术语是被叫做冷却剂的。

这些冷却剂不仅取走了铀235所释放出来的热量，还将整套装置进行了降温。

当冷却剂将热量取出来之后，就会被一个叫做冷却泵的装置给吸走，直接推到蒸汽发生装置中。

这套蒸汽发生装置，简单地说是可以看成是一个装满冷水的管道，所以当带着热量的冷却剂进入到蒸汽发生装置，就会对里面的而冷水进行加热。

这种热量是很高的，会直接将冷水加热到变成水蒸气的状态。

水蒸气膨胀就要对外做功，这个时候再给水蒸气的出口制作一个狭小的喷嘴，

那么这股膨胀出来的水蒸气，经过这个狭小的喷嘴之后，就又被加压加速了，能量会变得更加的高。

然后这股从喷嘴喷出的水蒸气就会直接吹到蒸汽轮机的叶片上，从而推动叶片转动。

最终带动蒸汽轮机的主轴转动，这个力量就会传导给航母尾部的螺旋桨，螺旋桨开始转动，航母就启动了。

说道这里，问题就来了。

话说航母不可能一直保持一种速度不变，巡航的时候有巡航速度，实战的时候，最起码也要保持三十节的速度。

这两个速度是完全不一样的，那么在使用核动力的情况下，如何改变航母的速度呢？

这件事，就要和文章上边的知识挂钩了。

可以到着推，航母的速度取决于螺旋桨的转动速度，转动得快，航母的速度就快，转动的慢航母的速度就慢。

而螺旋桨的动力是来自于主轴的，主轴的转动慢了，螺旋桨的转动自然就慢了下来。

主轴想要慢下来，只要叶轮慢下来就行。

叶轮想要慢下来，蒸汽喷出的速度就得慢下来。

想要蒸汽喷得慢一点，冷却剂的热量就得少点。

而想要让热量变少，那么就只能往反应堆中插入更多地吸取中子的材料，让裂变反应的慢一点。

说到这里，很多人会想到另外一个问题。

那么如果核动力航母受到了攻击，或者是出现了故障，这个时候反应堆会怎样？会不会变成一个原子弹呢？

这个问题其实建造航母的军工已经想到了，方法就一个，就是停堆。

反应堆一旦停堆，就不再发生裂变反应了。

如果事情来的非常的突然，立马停堆做不到呢？

这个可以理解，毕竟军事上的事情，很能说的，小概率的事情也要考虑进去。

这个时候就需要排放大量的高温蒸汽，拖延反应堆出现故障带来的安全隐患。

在这种保护下，延长时间，再进行停堆。

如果遇到了停堆，那么航母是不是彻底的瘫痪了呢？

这个问题问的好。

其实核动力航母并不是说完全的摆脱了常规动力，在核动力航母上还是安装着一套常规动力系统。

这套常规动力系统使用的柴油机，比如尼米兹航母有四个螺旋桨，在每要给螺旋桨上，都会搭配一个八千瓦的柴油机。

一旦核反应堆停堆了，这四台柴油机就会被启动。

当然了，靠这四台柴油机推着航母继续作战，其实是不现实了，只能做到，将航母推回去的程度。

最后还有一个很多人的一个疑问。

核动力航母不可能一直在大海上飘着，毕竟机械不累，人也累，总有靠岸的时候。

那么航母一旦靠岸，反应堆是不会停堆，毕竟要是遇到了紧急情况，想要停堆的反应堆恢复工作需要很长的时间。

所以航母靠岸之后，反应堆其实依然在工作。

问题来了，哪怕是以最小的工作状态进行工作，必然会产生多余的能量。

要知道核能的能量是巨大的。

这些多余的能量怎么处理呢？

其实答案很简单，把这些多余的能量用掉就可以。

完全可以从航母上接出一根电缆和陆地上的电池什么的进行连接，将这些能量制作成电，传输过去就可以了。

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