004航母的開工建造已經(jīng)有一年多時間了，水線下船體部分即將完全成型。最近對美國福特級航母的電力系統(tǒng)再次進(jìn)行了一番研究，基本上摸清了福特級航母的電力系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。很多以前沒有搞清楚的問題也弄清楚了。004航母的電力系統(tǒng)將會如何設(shè)計，相對于003會有哪些改進(jìn)。結(jié)合福特級航母電力系統(tǒng)的設(shè)計特點。我們對004航母的電力系統(tǒng)設(shè)計做一些探討，以下內(nèi)容純屬個人觀點，不喜勿噴。

首先是全艦的發(fā)電功率問題，現(xiàn)代大型電磁彈射型航母的總發(fā)電量在200兆瓦左右。此前關(guān)于這個問題網(wǎng)上有不少爭論。很多人認(rèn)為福特級航母的實際電力需求只有幾十個兆瓦，即使按福特級持續(xù)發(fā)電功率104兆瓦計算，都有很大非常的冗余。實際上我們在美國福特航母NAVSEA 海試備忘錄公開分項中查到，福特級航母高強(qiáng)度作戰(zhàn)電力峰值總負(fù)荷是125兆瓦。這一負(fù)荷總功率甚至已經(jīng)超過104兆瓦的持續(xù)發(fā)電功率。而且104兆瓦只是持續(xù)的發(fā)電功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是福特級的最大發(fā)電功率。

在福特級航母持續(xù)作戰(zhàn)電力總負(fù)荷125兆瓦中，給電磁彈射系統(tǒng)也就是給飛輪儲能系統(tǒng)提供的電力是16兆瓦。先進(jìn)電磁阻攔裝置是4兆瓦。DBR雙波段雷達(dá)全功率運轉(zhuǎn)時的功率是18兆瓦。而雷達(dá)低功率運轉(zhuǎn)模式下是6兆瓦。11臺彈藥升降機(jī)和3臺飛機(jī)升降機(jī)總功率是32兆瓦。艦面航空保障設(shè)備12兆瓦。艦員生活保障系統(tǒng)或者叫酒店負(fù)荷是8兆瓦。作戰(zhàn)電子系統(tǒng)包含電子戰(zhàn)、通信、導(dǎo)航、指揮控制系統(tǒng)C4ISR等合計15兆瓦。輔機(jī)冷卻、反應(yīng)堆輔助、全艦給排水泵共計20兆瓦。合計的持續(xù)作戰(zhàn)電力總負(fù)荷是125兆瓦。

當(dāng)然這125兆瓦并不是電力系統(tǒng)能夠提供的上限。實際上通過讓汽輪發(fā)電機(jī)超轉(zhuǎn)可以將發(fā)電總功率短時間提升到192兆瓦。這些相關(guān)數(shù)據(jù)證實，福特級航母預(yù)計要達(dá)到的192兆瓦發(fā)電總功率這一數(shù)據(jù)是確實可靠的。雖然福特級首艦實際實現(xiàn)的最大發(fā)電功率是172.8兆瓦，也就是2.7倍尼米茲級航母的發(fā)電量。而原計劃是3倍于尼米茲級航母的發(fā)電量，也就是192兆瓦。這也進(jìn)一步證實海軍裝備研究院以前給出的福特級航母發(fā)電功率172兆瓦是一個比較可信的數(shù)據(jù)。

也就是說福特級的電力系統(tǒng)最大發(fā)電能力確實是按照192兆瓦的功率設(shè)計的。首艦實現(xiàn)的發(fā)電總功率有所縮水，只是達(dá)到了172.8兆瓦。但是即便如此全艦的發(fā)電總功率也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過125兆瓦持續(xù)作戰(zhàn)總負(fù)荷的。這就意味著福特級航母預(yù)留的發(fā)電能力至少有67兆瓦。畢竟航母的服役周期長達(dá)50年。后期要進(jìn)行相當(dāng)多的技術(shù)升級，比如上馬激光武器、電磁炮等能量武器。彈射更重的艦載機(jī)，裝備更大功率的雷達(dá)、電子戰(zhàn)設(shè)備等等。發(fā)電能力如果沒有升級空間這一切都無從談起。

福特級這樣的電力系統(tǒng)設(shè)計就決定了發(fā)電和推進(jìn)必然是要爭搶主機(jī)功率的。換句話說104兆瓦的持續(xù)發(fā)電功率是不夠用的。因為即使是125兆瓦持續(xù)作戰(zhàn)總負(fù)荷，也超過了104兆瓦持續(xù)發(fā)電功率。因為福特級的核動力系統(tǒng)總功率是有限的，兩座反應(yīng)堆輸出的總功率是313兆瓦。這當(dāng)中有209兆瓦用于推進(jìn)，104兆瓦用于發(fā)電。如果發(fā)電用掉了更多的蒸汽，那么推進(jìn)用掉的蒸汽就只能減少。也就是說如果持續(xù)作戰(zhàn)總負(fù)荷達(dá)到125兆瓦。那么推進(jìn)功率就要減少21兆瓦，這就意味著福特級航母此時無法達(dá)到最大航速必然是要降低航速的。如果發(fā)電功率提高到192兆瓦，那么福特級航母的航速可能只有24-25節(jié)的航速了。

我們原以為電磁彈射器的出現(xiàn)讓發(fā)電和推進(jìn)這兩部分功率完全分開了，不會再出現(xiàn)搶功率的問題了。但現(xiàn)在看福特級上這一問題將仍然長期存在。其實不管是常規(guī)動力的小鷹級還是核動力的尼米茲級都有類似的問題。當(dāng)蒸汽彈射器需要補(bǔ)充蒸汽時，航母的航速就要降下來。只不過以前是蒸汽彈射器和推進(jìn)搶功率，現(xiàn)在是發(fā)電和推進(jìn)搶功率。好在眼下福特級航母的持續(xù)作戰(zhàn)總負(fù)荷是125兆瓦，擠占推進(jìn)功率部分只有21兆瓦，對航速影響不大，問題并不算很嚴(yán)重。

那么我國的004航母作為新一代的電磁彈射型核動力航母也會面臨同樣的問題。004的發(fā)電總功率會達(dá)到什么水平呢。我們覺得004航母的發(fā)電總功率可能需要提高到280-300兆瓦左右的水平，而且不用占用推進(jìn)功率。只有發(fā)電功率夠大才能徹底解決搶功率的問題。否則不是用電受限制就是航速受限制。其中反應(yīng)堆提供200兆瓦，輔助動力燃機(jī)發(fā)電機(jī)組提供80-100兆瓦。因為004航母的噸位比福特級大很多。估計滿載排水量會達(dá)到13.5-14萬噸的水平。艦上用電設(shè)備功率會更大，六代機(jī)可能很快就會上艦。需要彈射的飛機(jī)重量也更重，數(shù)量也會更多。所以必須提供更多的電力。而推進(jìn)功率相應(yīng)也應(yīng)該提高到300兆瓦左右。