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法国凯旋级弹道导弹核潜艇

来源:中网资讯综合 时间:2014-06-22 10:32:52

凯旋号(Le Triomphant)

    “凯旋”号战略导弹核潜艇是法国最先进的新型战略导弹核潜艇,它采用的某些技术不同于美国和英国,处于世界领先地位。作为潜艇主要组成部分的动力装置更有其独到之处。

  “凯旋”号核潜艇的动力装置由主动力装置和辅助动力装置组成,它们位于潜艇第四舱和第五舱内。

  主动力装置

  主动力装置包括:核反应堆、体积补偿器、蒸汽发生器、防护装置、两台蒸汽涡轮机、主凝汽柜、两台给螺旋桨电动机供电的发电机和两台给舰载系统供电的发电机、循环泵、螺旋桨电动机、驱动螺旋桨的单轴推进装置、指挥和控制设备。

  功率为150兆瓦的K-15水-水型核反应堆是该潜艇主动力装置的主要组成部分,与“夏尔·戴高乐”号航空母舰上的反应截同型,与美国和英国核潜艇上的反应堆则有很大不同。

  第一个不同点是,法国原子科学家从60年代末就开始把低浓度的铀作为燃料用在反应堆中。“凯旋”号反应堆中使用的铀的浓度只有7%-20%,而当时美国和英国的核潜艇上使用的反应堆中,铀的浓度高达95%。

  把低浓度铀作为燃料用在反应堆中有许多优点,但也有许多不足。浓度为20%的燃料,其体积比高浓度燃料大2-2.5倍,这就使得核反应堆的体积增大。在同样条件下,使用法国反应堆时其活性区换料周期比美国“俄亥俄”号导弹核潜艇上的反应堆短一半。但是,据法国专家称,以应堆活性区换料周期较短也是可以接受的,因为这可与电子设备和武器(大概每五年一次)改进周期同步,而且核燃料更换的费用在某种程度上讲并不太高。

  与美国和英国的第二个不同点是,法国把核反应堆与蒸汽发生器组合成一个综合装置。法国工程师运用了内含冷热剂-压水的核反应堆的构想,把主能源输出(换热)机组或者蒸汽发生器直接引入核反应堆体。这项卓越的成果使法国工艺超前于美国。美国使用的是内含冷热剂-蒸馏水的核反应堆,在一次回路内强迫冷热剂循环。而在K-15的应堆中一次回路冷热剂温度达250度,并在133千克/平方厘米的压力下循环。这比安装在美国“俄亥俄”号核潜艇上的反应堆一次回路冷热剂的参数要低一些。

  把核反应堆和蒸汽发生器组合成一个装置,其内部没有主动力装置一次回路,也就是说只有管路和主循环泵,这样能使反应截结构紧凑。K-15反应堆的高度和直径只有10米和4米。必须指出,组合式反应堆装置的外表面镀有生物防护层。据法国专家说,在反应堆正常工作状态下,就是达到最大功率,反应截周围的辐射与自然辐射也相差无几。

  K-15反应堆不仅噪音小,能够自动控制,而且性能可靠。法国海军专家声称,该反应堆的可靠性和安全性比民用反应堆还要高。

  蒸汽发生器用于蒸汽涡轮机的工作。发生器包括外面的换热器、主蒸汽管路、工质(水)和其它设备。为了防止艇员和电子设备受到核辐射,整个装置(反应堆和蒸汽发生器)处于生物防护状态下。

  蒸汽涡轮装置把蒸汽热能转换成机械能。该装置包括主涡轮、主凝汽柜、蒸汽阀、主凝汽柜的循环泵蒸汽管道等。

  发电机产生的电能用于保障舰上所有电力系统的工作。第一台功率最大的发电机专门给螺旋桨的电动机供电,它产生的交流电转换成直流电后供给螺旋桨电动机,电动机产生的扭矩通过传动轴传递给螺旋桨。“凯旋”号潜艇上的螺旋桨电动机功率为30.5兆瓦。

  “凯旋”号潜艇的推进装置为单轴,配置在潜艇中心线上。其专用的螺旋桨上有防止空泡现象的导流管。该导流管可以清除螺旋桨顶边形成的、能够产生很大噪音并能造成金属破裂的空泡。这种“轴流式泵”的结构和技术指标是严格保密的,因为它是决定潜艇噪音的主要因素。七个桨叶是经过密加工制作的,是一种特殊形状的桨。

  第二台发电机用于保障舰上其它所有电气系统的工作。

  辅助动力装置

  “凯旋”号潜艇的辅助动力装置包括2台8PA4V200SM型8缸柴油机、柴油发电机、蓄电池组、螺旋桨电动机、螺旋桨、水下柴油机工作设备、控制系统。它保障潜艇在主动力装置发生故障或者核反应堆停止使用的情况下航行,以及在潜艇遇到紧急情况时驶离基地。

  柴油机长2.3米、宽1.5米、高1.8米,重5.5吨;功率700千瓦,额定转速1300转/分。在研制过程中充分考虑了抗冲撞和抗震性,以及潜艇在海上航行的各种气候条件和航海特点。

  为了提高低速时的机动性能,艇上还安装了艇艏侧推器。

  “凯旋”号潜艇的控制系统包括主控制台和各种数据的数-模变换器。在这些系统中,大量采用了电子技术、计算机技术和气动工艺。其数据主要有轴线电压控制传感器所获得的数据、机械的状态参数、设备的工作时间和动力装置各部件的噪音频率特性数据等。噪音的频谱特性以图表的方式反映出来,以便对其进行评估。

  为了使其噪音不超过海上的自然声音(在0级海况下),“凯旋”号核潜艇在研制时考虑了一系列工艺问题,例如在流体力学上如何使船体线型达到最佳,如何消除外部设备特别是活动设备所产生的噪音,如何控制和消除循环泵、减压器、电动机等机械设备工作时产生的噪音等。在“凯旋”号上大量使用了滑动轴承取代滚动轴承;舰上所有会产生噪音的机械装置都通过吸音和减震垫片固定到舰体上;发动机和循环泵、所有管路和电缆都用由弹性元件制成的减震衬套包住。采用上述方法可以使“凯旋”号战略导弹核潜艇的噪音降至“可怖”号的1/3。曾经有人这样比哈,“如果把‘可怖’号认为是一辆载重汽车的话,那么‘凯旋’号就是一辆豪华的大轿车,它航行的声音能与海浪的声音融合在一起”。可以说在降低噪音方面,“凯旋”号能够与美国的“俄亥俄”号战略导弹核潜艇相媲美。

作者:  责任编辑:yaoqun
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