航母为什么用蒸汽轮机而不用柴油机？

一看我的标题估计就有小伙伴们很不屑的说："人家美国的航母是核动力的，只有我国这样技术不行的航母才会用汽轮机"。在这里我要告诉你，其实核动力的航母还是用的汽轮机，只是烧锅炉的热源不同而已。核发出的热量是无法直接驱动机械的，只能通过烧锅炉，产生蒸汽来驱动汽轮机转化为机械能。（下图为典型的核动力装置原理图，其中的 “steam turbine”就是汽轮机）

核动力装置原理图

美军核动力航母

我们印象中的船舶几乎都是用的柴油机作为主机。很多军舰也是用的柴油机（有伙伴说到燃气轮机，这篇暂时不讲），既然那么多船舶选择柴油机，为什么航母还去选择汽轮机做动力呢？

船舶主机（柴油机）

关于这个问题我们还是先从各自的优缺点开始分析。

柴油机属于典型的内燃机，相比较于汽轮机它具有以下优缺点。

大型船舶主机（柴油机）有几层楼高

优点：

1、 经济性较高，因为它热效率高，所以燃油消耗率比蒸汽轮机低。这一优点能使柴油机船的续航力大大提高；也就意味着一定续航力下所需燃油贮备量较少，能节省宝贵空间。

2、 单位功率的重量轻，柴油机动力装置中除主机和传动机组外，不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道等辅助机械设备，所以布置简单，因此单位功率的重量轻。

3、 具有良好的机动性，备车时间短，操作简单，启停方便，正倒车迅速，一般正常启动到全负荷只需10～30min，紧急时需3～10min。柴油机装置停车只需2～5min，主机本身停机只需几秒钟即可。

4、传动效率高，大型低速柴油机转速低（能低至每分钟100转左右），能直接驱动螺旋桨，减少了减速齿轮箱，传动效率高，可靠性好。（下图可以看出DWT35000吨散货船的轴系中间是没有齿轮箱的，轴系通过高弹直接连接的主机）

DWT35000吨散货船（网上找不到好图，我自己的CAD截图大家将就看吧）

缺点：

1、 由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，这使得柴油机的最大功率受到了限制（当今世界最大的柴油机为：芬兰的瓦锡兰公司生产的，型号为RT-flex96C型的船用柴油机，长27.3米，高13.5米，装机总重2446吨（净重2300吨），转速102转/分，约10.9万马力）。

RT-flex96C型的船用柴油机

2、 柴油机工作中的噪声、振动较大。这是一个重要问题，作为作战舰艇较大的震动，对精密武器和设备会有一定的影响，而震动的噪音也很容易让敌人发现。

3、 柴油机作为往复运动，相较于汽轮机的回转运动，寿命相对较短，大修时间也短，可靠性相对较差。

4、 柴油机可变工况差，一般航母至少有两个工况，在平时巡航时会采用经济航速航行，需要较低的功率，在战斗工况下需要高速航行。

5、 柴油机的过载能力也较差，在超负荷10%时，一般仅能运行1h。

汽轮机（如下图）是典型的外燃机，和内燃机相比，汽轮机具有以下优缺点。

优点：

1、相比较与内燃机，具有单机功率大，汽轮机基本上以兆瓦为单位，能限制汽轮机功率的只有螺旋桨了（螺旋桨技术限制了船用汽轮机功率）。因为船用汽轮机的最大功率受到螺旋桨的限制，所以单机一般不超过60兆瓦。

2、因为汽轮机属于回转机械，所以结构简单，造价低，震动小，寿命长，大修期长。

3、对燃料要求低（不挑食），很多同志回答说锅炉烧重油，其实很多锅炉烧的是渣油，比重油还要便宜。

4、可变工况范围大，汽轮机通过调节蒸汽量，可以满足各种运行工况。

缺点：

1、相比较柴油机热效率低。

2、备车时间长，军舰为减少备车时间，有时靠港一般不关锅炉，造成一定让费。

3、辅助机械设备多，单位功率体积大。

4、转速太高，不能直接驱动螺旋桨，需要设置多级减速齿轮箱。（我曾经参观过我国以汽轮机为动力的驱逐舰，该舰的减速齿轮箱和汽轮机一样大了。。。。。。。）

看了这么多我们感觉貌似还是觉得柴油机的优点多，貌似唯一制约它的问题就是单机功率太小了。其实不然，船舶在动力装置的设计选择上，是需要综合考虑的。

就拿美国航母来说，采用的是蒸汽弹射，蒸汽弹射需要大量的蒸汽，如果采用柴油机，那就意为着需要单独设置一个大的锅炉，无论从成本考虑还是空间考虑都是不划算的。

弹射起飞

再有咱们船舶人都知道，主机烧重油是省钱，但是重油粘度很高，需要蒸汽盘管加热才能流动，一般船舶会设置一个燃油废弃组合锅炉，而采用汽轮机为动力的船，使用本身动力锅炉的蒸汽就可以了，这样自然方便不少。

船舶油舱内的蒸汽/热油加热盘管

还有航母属于全球部署的舰船，在寒带地区航母开敞的甲板很容易结冰，这样会影响飞机起降，这时候就需要蒸汽除冰，

航母甲板结冰了

最后航母就像个移动的城市，上面有几千船员，就洗漱的热水和冬天的取暖就是一个大问题，而蒸汽就是个很好的热源。

当然蒸汽在船上还有很多用途，比如海底门吹洗，喷射泵动力源，各种杂用等等（比如最近抖音每天都有人展示的蒸汽洗车，航母上可以来个蒸汽洗飞机啥的，或者来个桑拿啥的。当然这只是说笑而已）。

燃气轮机

综合各种原因，航母选择蒸汽轮机作为动力。但是随着电磁弹射和电磁炮的发展，未来航母很有可能电推化，常规动力航母很有可能采用燃气轮机做原动力，核动力航母。。。。。。。当然依旧用汽轮机，只是汽轮机不再用来驱动螺旋桨，而是用来发电。