我国现在已经有了两艘航空母舰，鉴于美国之外的海军最多也只有一艘现代化航空母舰，随着第二艘航母完成试航，中国立刻成了当之无愧的世界第二航母大国。建造第一艘国产航母只花了六年时间，第二艘不意外的话会更快。按这个速度，似乎中国航母数量赶上美国的十艘也不是很遥远的未来。

　　航母的电力时代

　　但数量甚至吨位并不代表一切。自古以来，从骑兵到坦克再到火箭，力量或者说功率都是武器系统的决定性指标，航母也不例外。

　　舰艇的主动力系统，功率一般包括推进功率和发电功率两个指标。航母用蒸汽轮机驱动，往往通过一个蒸汽发生器组来同时驱动推进主机和发电辅机，因此两个指标又可以叠加成一个总功率指标。

　　而现代军舰有一个明显的发展趋势，就是发电需求越来越成为主要需求，正常航行状态下，往往近半的功率用于发电。

　　比如说伯克级驱逐舰，最大功率7.5万千瓦，航速30节，但是日常航行只需要12节航速，这时候只需要区区4800千瓦功率就可以满足推进需求，而为了满足生活和设备需求，发电功率接近4000千瓦，至于细长的提康德罗加级巡洋舰更是推进功率比日常发电功率还小。

　　航空母舰作为超大长度的军舰，航行阻力和吨位的比例更小。小鹰级吨位相当于伯克的10倍，航速34节，推进功率却只有伯克级的2.8倍，21万千瓦而已。正常的12节巡航状态只需要1万千瓦用于推进就可以了，同时舰上有5600多名船员，光是维持基本生活就需要上万千瓦功率，也就是大部分功率都用来支持舰内的电力系统了。

　　电力是最可控的能源，所以现代舰艇的各系统都在从少电向多电，乃至全电发展，已经有很多军舰实现了综合电力化，把推进和舰内供电整合在了一起，主机发电，再用电动机推进。虽然航空母舰现在只有英国的伊丽莎白二世号实现了全电推进。但是美国最新的福特号也为舰内系统准备了19.2万千瓦的电网容量，比伊丽莎白二世的11.2万千瓦大得多，也超过了福特号自己的推进功率。

　　用电大户

　　这么巨大的舰内电力需求，来自于现代舰艇各个系统不断升级的技术设备。

　　比如说造水，以前都是用主机的冷却水来加热真空锅炉，蒸发海水制水，现在往往都用电力反渗透膜制水。以前舰内用压缩空气往往是设置压缩空气总管道，用支管通到各个区域，现在也改成了各区域供应，比如鱼雷发射管需要压缩空气，就自带电动气泵，自己压缩，从而省掉了复杂的管路。类似地，大量蒸汽、热水管道也因此省下了，除了费电之外，其他指标全面改善。

　　当然这些电力需求还不算大问题，美国航母的总功率从小鹰级的3.2万千瓦增加到尼米兹级的6.4万千瓦，已经基本覆盖了大多数系统电力化的需求。真正的用电大户是电磁弹射。

　　福特级电磁弹射槽

　　电磁弹射出现之前，航母发射飞机，用的是蒸汽弹射。蒸汽弹射的管路维护很麻烦，弹射力量的精确控制也很难，电磁弹射完美的解决了这些问题，唯一的问题是供电量不足。在发射飞机的几秒内，电磁弹射器需要输出100万千瓦级别的功率，已经比一座中等城市的用电功率还大了，军舰内不可能常备这个级别的动力，更何况其他系统也不能因为飞机发射就停下来。所以目前的方案是设置飞轮发电机，平时用质量很大的飞轮高速旋转存储动能，发射飞机时忽然减速，输出百万千瓦的瞬时电流推动弹射器。

　　这些飞轮发电机，空转时就需要消耗大量的能量，而为了保证随时都能放飞飞机，飞轮发动机在战时又不能停下，电力消耗一下子就上来了。像小鹰这样的常规航母，要用电磁弹射，主机输出功率就得从3.2万千瓦增加到5万千瓦以上，巡航状态的耗油量也得增加一半，用来支持飞轮发电机上。我国的003号航母目前看来也打算走电磁弹射路线，如果也采用这样的常规动力方案，一样面临油耗暴增的问题， 50天的巡航时间暴跌到30天左右也不奇怪。对上起动不动海上晃悠100来天的福特和尼米兹，三艘也只能勉强和一艘保持跟随。

　　更要命的是，核动力航母有大量的冗余动力，只是平时不向轮机输出。需要高速作战的时候把蒸汽放出来能迅速加速，几分钟就可以从巡航加速到最大航速，制造甲板风帮助飞机重载起飞和着舰，期间还能给电磁弹射系统补动力。而常规动力航母平时为了省油，一般只开八个锅炉中的四个，还是怠速运行，需要加速的时候得重新点燃关闭的锅炉烧水，时间以小时计算，很可能是仗都已经打一半了，都还没烧到最大功率来提供高航速和快速弹射飞机，大部分飞机还得轻载起飞。

　　任重道远

　　说了这么多，总结下来一句话：电力就是战斗力，我们的新航母这方面还差很远。

　　美国人最新的核动力航母，总输出功率超过38万千瓦，而我们现在的辽宁号，总输出功率只有17万千瓦，功率差距比吨位差距更大。未来的003号还是常规动力，可能也就达到小鹰的24万千瓦级别。美国人未来用福特级1：1替换尼米兹级，是用38万千瓦替换26万千瓦。我们新建一艘航母，目前算下来只是增加17-24万千瓦，可不是造一艘就和美国缩短一艘的差距。

　　也许我们很快就能看到一些新东西

　　所以，目前的第一要务是尽早进入核动力航母时代，才能在新增舰艇功率上不输给美国。但在一艘船上集中一座城市的电力供应，还要大幅调整功率，瓶颈不仅仅是核反应堆。美国人在福特级上采用19.2万千瓦电网，靠的是民用工业还没有普及的碳化硅基IGCT芯片，才能承受13400V高压，调控超大功率电网。而英国的伊丽莎白二世虽然已是全电推进，却还是使用硅基IGBT芯片来进行变压、整流，承载能力只有6700V。2015年我国民用的大功率IGBT才投产使用，比美欧晚了10年，碳化硅IGCT的普及还得更久，航母的电力发展还有很长的路要走。

　　本文自马前卒工作室微信公号

　　作者：邓肯