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主题：【原创】核子电力船 -- 墨虎
家园 【原创】核子电力船 受到月色溶溶的鼓舞，俺决定推出核子电力船的概念，探索一条不同于美帝的路线。
1.把核动力航母的核反应堆与储能单元（飞轮矩阵）独立出来，作为核子电力船。
2.核子电力船通过电缆与航母相连。航母在巡航状态下与一条核子电力船对接。在战斗状态（航线+电弹）下同时与两条核子动力船对接提高系统可靠性。
3.核子电力船不仅可以为航母提供电力，也可以为舰队中其他全电推进的舰船提供巡航动力。
4.在不影响维护性的前提下，核子电力船本身可以设计直通甲板，作为直升机航母使用。
这样做的好处：
a.极大的提高航母内部空间
b.把危险的核电站和人员密集的航母隔离开
c.提升整个舰队的续航能力，打造便宜的全核舰队。
d.大幅降低核反应堆的设计制裁难度。
e.大幅降低更换核燃料，处理废弃核反应堆的难度和成本。
f.可以提升现有常规动力航母的战力。
g.方便维护
h.平衡核动力系统的维护周期与舰艇航母的维护周期，提高舰艇出勤率。
家园 【原创】晓枫谈船舶动力发展简史 好久不下河，下河手就痒，借墨虎兄宝地发个原创帖，码字辛苦，坑请大家花之，稍后再整理一篇题目暂定（船舶武器动力发展简史）水平有限，写的不好，请大家多多包涵
船舶动力发展简史
自从人类发明船舶（独木舟—万吨巨轮）以来，船舶动力历经多次发展，从发展顺序上来看，基本上经历了:
无动力漂流—人力—风力—蒸汽轮机动力—外燃机动力—内燃机动力—核动力（电力）—未来的混合动力
有据可查的最早的船舶是简单的浮木，那时的动力基本上基于漂流，属于无动力状态。
在1万多年以前的河姆渡文化的新石器时代，与独木舟出现同时，桨也应运而生，并且迅速成型。桨的出现改变了船舶一直以来的无动力状态，使船舶的行进状态首次变成可控的，随后出现了橹，也是基于人力的。
随后出现了风帆，帆船起源于欧洲，其历史可以追溯到远古时代。风帆的出现使船舶的动力部再依赖于人力，使远洋航行成为了可能。刚开始出现的是横帆，即横向安置的方形帆，船舶的行进比较依赖风向，无法逆风航行。接着出现了纵帆，即纵向安置的帆，纵帆的出现使逆风航行成为了可能。但风帆也不是十全十美的，在无风的情况下，风帆动力便寸步难行，而风力过大时若不及时收帆则容易产生桅杆断裂，船舶倾覆的危险。
接着出现了蒸汽机，蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。蒸汽轮机全称叫蒸汽涡轮发动机是一种撷取将水加热后形成的水蒸汽之动能转换为涡轮转动的动能的机械。蒸汽轮机的出现首次的应用是在明轮船上的使用，随后出现了螺旋桨，由于螺旋桨在动力效率上的优势，迅速取代了明轮而成为了现代船舶最普遍的推进方式。蒸汽轮机相较于风帆动力，船舶的动力不再依赖于自然，有着更好的可控性，不过由于蒸汽机体积大、功率小、效率低，所以，蒸汽机轮船也逐步被淘汰。蒸汽机是一种外燃机，外燃机的原理简单来说就是将化学能转化为热能，进而转换为机械能。
紧接着出现的是内燃机，这一类型的发动机与外燃机的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的原理简单来说就是将化学能转化机械能。相对于外燃机燃机的内燃机的效率更高。
现代船舶多采用燃气轮机，这种发动机的工作特点是燃烧燃烧产生高压燃气，利用燃气的高压推动燃气轮机的叶片旋转，从而输出动力。燃气轮机使用范围很广，多适用于军舰及大型船舶的动力。
另一种现代动力是电动机，电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机的优点是安静，无污染。不过电动机也有其弱势，电动机依赖电能，电能石一种能量而不是传统的物质，电能的获取和储存是一直一来限制电动机发展的瓶颈。电能的储存一直一来都是依赖电池，不过电池的体积庞大，价格昂贵，难以应用。电能的获取方式有很多种，可以使用太阳能风能等自然能，但是目前风能和太阳能的能源转换效率不高，容易受到天气影响，所以一直都是作为辅助手段来采用，更多的是采用内燃机或者燃气轮机来驱动发电机来获取电能，不过这样一来也就失去了纯电力推进的优势。
更先进的技术是利用核能，目前最先进的动力当属核动力，核动力是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力，热量和电能。核动力的优势在于其强大的持久性，一般的核动力航母的动力可以维持10-20年，这是任何动力所不能比拟的，但核动力高昂的价格，使其推广受到很大的限制，多用于军事船舶。
未来船舶动力的发展可能更偏向于混合动力，如柴燃混合发动机，柴电混合发动机，发展的趋势是绿色，廉价，高效，安全。随着科技的发展，未来肯定会出现更好的动力。
土鳖太忙了，过段时间再抗铁牛
家园 蒸汽机不算外燃机吗 随后的发展直接出现了外燃机，外燃机的原理简单来说就是将化学能转化为热能，进而转换为机械能。相对于蒸汽机，外燃机的效率要稍微高一些。蒸汽机不就是外燃机吗
家园 战舰武器发展简介 战舰武器发展简介
战舰是海战中的最基本单位，本文所说的战舰是指战斗用舰艇，从独木舟到航空母舰，都属于这个分类，特此说明。
海战是指海军兵力在海洋进行的战役和战斗。通常由海军诸兵种协同进行，有时也可由海军某一兵种单独进行。海战的基本类型是海上进攻战和海上防御战。本文只简要讨论海战中所使用的武器：
随着科学技术，特别是舰船动力及武器装备的发展，海战经历了桨船时代、帆船时代和蒸汽舰时代，由使用冷兵器的撞击战和接舷战发展到使用火炮、鱼雷、深水炸弹和导弹武器进行海战；由单兵种作战发展到诸兵种协同作战。
最早的海战应该是冷兵器的撞击战和接舷战，当时使用的主要武器是船只的撞角以及以刀为主的冷兵器，辅以单发发射的枪支为主。
然后出现了大炮。大炮的出现使战船可以在远距离上对敌人造成打击，随着大炮的出现，海战引入了T字阵位等一系列的战术。战舰的火炮也逐渐增加，上百门火炮成为主流。
接着出现了铁甲舰，传统的小口径火炮无法对铁甲舰造成伤害，火炮的口径被加大，火炮的数量逐渐减少，此时出现了有代表性的无畏舰，即主炮副炮口径统一的铁甲战舰，并逐步成为海战的主流。
第一次世界大战中出现了潜艇，早期的潜艇的攻击方式近乎于自杀，武器主要使用炸药包一类的爆炸类物品，后期的潜艇技术逐渐成熟，出现了最致命的水下武器：鱼雷，其配合潜艇作战，取得了不错的战果，有意思的是，被鱼雷的击沉的目标多是商船，这和潜艇的作战方式有关。
世界大战和航空工业的发展催生了航空母舰，做为一个海上机场，航空母舰的主要作战兵器是航空机，这大大拓展了海战的距离，但是航空母舰的防护能力是比较脆弱的，这在历次二次世界大战中美日的海战中可以体现出来。
战后战舰的吨位往小型化发展，驱逐舰护卫舰逐渐成为海军的主流，武器也横行换到成了以导弹为主的超视距武器。近防武器，激光武器等一系列新式武器的出现，改变了未来战争的模式，战舰从一个独立的作战个体变成了整个作战平台的一部分。
土鳖抗铁牛
家园 提点意见 指出你观点的一点问题:
1.把核动力航母的核反应堆与储能单元（飞轮矩阵）独立出来，作为核子电力船。
问题：核动力航母不需要储能单元，只要反应堆处在运作中，既拥有足够的能源（一般配置柴油机是为应急所用，苏联的基洛夫级核动力战斗巡洋舰这类列外，那是因为苏联的核反应堆功率不足，才使用二台辅助燃油加热锅炉提升航速，一般美国的航空母舰配置柴油机一是为了应急供电，二是供应为了控制反应堆而提供的电源）
2.核子电力船通过电缆与航母相连。航母在巡航状态下与一条核子电力船对接。在战斗状态（航线+电弹）下同时与两条核子动力船对接提高系统可靠性。
问题：核子电力船通过电缆与航母相连，在海上有风的情况下，很难保证电缆连接的安全性，在战斗状态下同时连接2条电缆，会影响航母的机动能力，两条船同向航行需要保证安全间距，当两船彼此接近平行行驶时，两船之间的水由于被挤在一起，流速要比外部大一些，压强就要比外部小一些。这样，水流的压力差将使两船相互“吸引”，外部压强较大的水就把两船挤在一起而发生碰撞事故。两条船都是这样，三条船更难保证安全，而且距离长的话，电缆就要拉的很长，如果处理不当，会缠住船用螺旋桨，造成事故，所以电力输送在战斗状态下是无法完成的，在平时也只能作为应急手段（损管时）使用，驻泊状态下，船用反应堆向陆地供应电力，这个苏联和美国都用过，这个还相对比较常见。
3.核子电力船不仅可以为航母提供电力，也可以为舰队中其他全电推进的舰船提供巡航动力。
问题：一条电力保障船，为一条船供应电力还好，如果为多船供应电力，技术上难以实现，主要是电缆和船间距的问题，这里就不重复了
4.在不影响维护性的前提下，核子电力船本身可以设计直通甲板，作为直升机航母使用。
问题：作为直升机航母需要设置机库，设置航油库，设置弹药库等等配套设施，等于直升机航母了，核动力直升机航母？太奢侈了，不如直接造大航母。
这样做的好处：
a.极大的提高航母内部空间
？：提高航母内部空间只要把航母的排水量造大一点就可以了，把动力装置移除，应急情况下（海上风浪大，电力船故障，电力船被击毁）航母将变成实实在在的靶子。
b.把危险的核电站和人员密集的航母隔离开
？：危险的核反应堆？其实弹药库，航空油库更危险吧，现代的核反应堆都是有防护措施和安全装置的，SSTAR 小型（Small）密封（Sealed）可运输式（Transportable）自主（Autonomous）反应堆（Reactor）是未来反应堆的发展趋势，而且万一反应堆故障，可以使用中子减速剂，冷却剂，以及插入控制棒来减速或者完全停止反应堆的运行，相对于航空油库，核反应堆还是安全的。
c.提升整个舰队的续航能力，打造便宜的全核舰队。
？：先不谈电力输送问题，核反应堆不便宜，全电推进系统也是贵的要死，本来一艘核航母就可以的，你现在造一艘航母+一到两艘电力船，一条船总比两三条船便宜。
d.大幅降低核反应堆的设计制裁难度。
？：就算不装载在航母上，核反应堆也不会减少多少设计难度，比较安全隔离设施，控制设施等都是无法省略的。
e.大幅降低更换核燃料，处理废弃核反应堆的难度和成本。
？：更换核燃料的成本无法降低，因为一般反应堆的工作年限约20年左右，反应堆核燃料的消耗情况和反应堆的功率有关，该花多少就花多少，不便宜。处理船用废弃核反应堆不管你是航母还是核动力船，一样难的，成本差不了多少，都是船用反应堆，很难拆的。
f.可以提升现有常规动力航母的战力。
？：就算没有电缆连接的问题，你也得全电推进的航母+全电弹射，那个多贵啊，已经不是常规航母了吧。
g.方便维护
？：航母以及核反应堆就没有那一个是很方便维护的
h.平衡核动力系统的维护周期与舰艇航母的维护周期，提高舰艇出勤率。
？：核动力系统的维护周期比航母的维护周期长，其实核动力航母的出勤率还是很高的，毕竟航母的动力装置不耗油，不过航空燃油，弹药，食品，药品的补给是核动力航母所不能忽视的。
写了那么多，来点原创的，其实想法不错，就是不太靠谱。我觉着吧，其实可以发展下三体船，双体船这类的航母，可以先从轻型开始研究，毕竟多体船吃水浅，甲板面积大，航速相对较高，如果是三体船，因为有左右舷体的保护，鱼雷很难对中央舰体造成直击，对提高舰艇的生存力是非常好的，而且甲板面积大，航母甲板面积大不是好事情么？
通宝推：铁手,- 复 提点意见
家园 我是这样考虑的 首先谢谢您的回复，这里涉及到很多细节，我过去并没有深入考虑过。
1.把核动力航母的核反应堆与储能单元（飞轮矩阵）独立出来，作为核子电力船。问题：核动力航母不需要储能单元，只要反应堆处在运作中，既拥有足够的能源（一般配置柴油机是为应急所用，苏联的基洛夫级核动力战斗巡洋舰这类列外，那是因为苏联的核反应堆功率不足，才使用二台辅助燃油加热锅炉提升航速，一般美国的航空母舰配置柴油机一是为了应急供电，二是供应为了控制反应堆而提供的电源）
传统核动力航母和巡洋舰的确不需要强化储能单元，但是未来的航母上的电磁弹射器以及驱逐舰上的激光反导系统，电磁炮系统都需要巨大的瞬间大功率，这就需要强化储能单元了。
考虑目前的技术，储能单元最可能是飞轮矩阵。一是可以提供瞬间大功率，二是没有化学污染，三是个别飞轮的维修替换不影响飞轮矩阵整体的运行。但是飞轮矩阵体积不小而且海上运行有一定危险，恐怕要特别的平台设计，所以我把它放在了核电补给舰上了。
3.核子电力船不仅可以为航母提供电力，也可以为舰队中其他全电推进的舰船提供巡航动力。问题：一条电力保障船，为一条船供应电力还好，如果为多船供应电力，技术上难以实现，主要是电缆和船间距的问题，这里就不重复了
全核舰队是任何一支海军的梦想。我最大的期望不在于航母，那是吸引眼球。我最期望看到的是通过核电补给舰的概念，赋予海军，那种只有全核舰队才有的大范围机动巡航的能力。
具体的技术上，我说过，未来的全电巡洋舰是要上激光反导，电磁炮，甚至电磁弹射的，所以它必然有很强大的储能单元。核电补给舰只需定期为各艘舰艇充电即可。如果是飞轮矩阵对飞轮矩阵，那是非常快的。巡洋舰在巡航时依靠自身储能单元的电力，可以不开动燃机，这样一来整个舰队的反潜和隐身能力都会得到极大的提高。
4.在不影响维护性的前提下，核子电力船本身可以设计直通甲板，作为直升机航母使用。问题：作为直升机航母需要设置机库，设置航油库，设置弹药库等等配套设施，等于直升机航母了，核动力直升机航母？太奢侈了，不如直接造大航母。
这个是我考虑不周，贪大求全了。
a.极大的提高航母内部空间？：提高航母内部空间只要把航母的排水量造大一点就可以了，把动力装置移除，应急情况下（海上风浪大，电力船故障，电力船被击毁）航母将变成实实在在的靶子。
b.把危险的核电站和人员密集的航母隔离开
？：危险的核反应堆？其实弹药库，航空油库更危险吧，现代的核反应堆都是有防护措施和安全装置的，SSTAR 小型（Small）密封（Sealed）可运输式（Transportable）自主（Autonomous）反应堆（Reactor）是未来反应堆的发展趋势，而且万一反应堆故障，可以使用中子减速剂，冷却剂，以及插入控制棒来减速或者完全停止反应堆的运行，相对于航空油库，核反应堆还是安全的。
航母还是应该有自己的动力，但是不一定非搞核动力了。如果航母能够搞的大一点，我觉得核动力要很好的。
另外舰队中肯定有不止一条的核子电力船。
没说完先party去了。
- 复 我是这样考虑的
家园 其实可以这样 核动力航妈还是干航妈的活，把突击用的小型船只搞成全电驱动的，电池组+全电推进，辅助应急电池板+小型发电机。战斗状态下直接部署前线，警戒状态下部署在航母外围，巡航状态下可以按照楼主的思路，不过要改良下电力的输送方式：
一、无线输电系统，有微波传输，激光传输，电波传输等好几种方式。只要安全性解决了，那就没上面问题，而且说不定微波传输应急的时候还可以当武器用，一举两得。
二、坞登维护，可以使用大型的船坞登陆舰，为小型船只进行船坞中的能源补给作业，最方便的方式就是直接更换能源模块，这个现在比较容易实现，不过缺点是对海况要求比较高，风浪大就惨了。
总而言之，小型船只应用充电技术比较可行，而大型船只由于所需要的推进功率大，往往会导致充电时间过长，一般都是采用油电混合技术，即内燃机+电机推动。
- 复 其实可以这样
家园 查了一下，飞轮的问题的确比较多 这样快速充电就是问题了。
您提到无线输电，这个我以前没有考虑过，估计问题不大，但是只能用于小船。
能量块，这个可是好东西，今后称霸宇宙全看它了。：）
但是那些大型舰艇怎么办呢？这才是我的目标呀。
2.核子电力船通过电缆与航母相连。航母在巡航状态下与一条核子电力船对接。在战斗状态（航线+电弹）下同时与两条核子动力船对接提高系统可靠性。问题：核子电力船通过电缆与航母相连，在海上有风的情况下，很难保证电缆连接的安全性，在战斗状态下同时连接2条电缆，会影响航母的机动能力，两条船同向航行需要保证安全间距，当两船彼此接近平行行驶时，两船之间的水由于被挤在一起，流速要比外部大一些，压强就要比外部小一些。这样，水流的压力差将使两船相互“吸引”，外部压强较大的水就把两船挤在一起而发生碰撞事故。两条船都是这样，三条船更难保证安全，而且距离长的话，电缆就要拉的很长，如果处理不当，会缠住船用螺旋桨，造成事故，所以电力输送在战斗状态下是无法完成的，在平时也只能作为应急手段（损管时）使用，驻泊状态下，船用反应堆向陆地供应电力，这个苏联和美国都用过，这个还相对比较常见。
我的设计是这样的：
1.电缆很长，可以有几公里长。
2.电缆上有浮球，保证电缆浮在海面。
3.电缆上的某些浮球有舵的功能，通过控制使整个电缆呈现蛇形，一是以避免电缆缠绕，二是保证电缆的拉力稳定。
4.电缆本身不吃力，由电缆外包裹的绳索吃力。
5.接口的设计近似降落伞，主要是保证电力接口不吃力，另外可以限制电缆靠近螺旋桨。
家园 我们是不是进入了一个误区？ 为什么非得是核动力船呢？飞机，飞艇不行吗？
为什么一定要用电缆呢？电缆有电磁辐射，对雷达有干扰，而且隐身性不好，要做屏蔽材料，那好，电缆又粗了，贵了。
为嘛非要整核动力呢？除了航母战略潜艇，其他的舰艇都放弃了核动力，以前美国搞过全核舰队的，贵啊！然后现在没了。
- 复 我是这样考虑的
家园 飞轮式UPS的问题 飞轮式UPS的瞬间输出功率其实不大，因为是势能（动能）——电能转换，所以优点是蓄能损耗小，输出稳定，缺点是瞬间输出小，而且自重大，一般都是用在主电源盒备用电源的不间断切换上面使用。飞轮式UPS一般只能提供几秒到及分钟的电源，按照重量/能源输出的比例来说，远远小于传统的蓄电池。美国的激光炮用的是化学电池，感觉激光炮这类的瞬间电力需求，还是以化学方式的电池组，比如燃料电池，超级电容这类的组建来满足比较好。其实如果燃料电池发展到能直接更换化学反应物质的话，应用平行补给技术，应用在辅助船只上还是不错的。更换飞轮矩阵感觉不靠谱，运动中的飞轮不怎么方便运输，一是重，二是陀螺运动的飞轮有自稳性，怕震动，海上很难办到。
家园 干脆不用连接，用拼装式电池组 航母全电驱动，用电池组，电力船负责充电，电池组用舰载直升机吊装，随充随换。相当于一部手机多块电池。
不过话说要是电力船第一个就被打掉了可怎么办，谁都回不去了。
家园 使用核电池说不定是个好主意 核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。
家园 这就是电力补给舰吧 如果大部分军舰都实现了全电驱动，这个想法应该很有用，搞个这样的船就好像给军舰带了个充电器一样。军舰没电了就来充下电，充满了就换下一个，也不用总连着。