再談「基洛夫」級重型核動力導彈巡洋艦的動力系統

作者:北方機械製造生產聯合體(筆名:施展)

知乎原創首發,謝絕商業轉載。

自蘇聯海軍在冷戰時期圖騰一般的存在、被冠以「巡洋艦之王」等種種頭銜的1144/11442型重型核動力導彈巡洋艦(北約將其命名為「基洛夫」級)服役以來,西方就一直對該級核動力巡洋艦的動力裝置構成甚是不解。有關「基洛夫」級搭載核反應堆的情報是準確無誤的,但為什麼在「基洛夫」級的前桅背面還會留有兩條粗壯的排煙道以及排煙口?

從空中航拍的「伏龍芝」號核巡洋艦,塔式主桅背面的煙道和排煙口清晰可見(攝影:柴田三雄)

對蘇制裝備一如既往的錯誤認知,再加上缺乏佐證的猜測,讓西方軍事觀察家堅信「基洛夫」級採用的是核反應堆與鍋爐平行工作方式的核蒸聯合動力裝置(CONAS),並隨著各類資料和翻譯文章引入到了國內——按照百度百科「1144型巡洋艦」詞條的說法,「艦上安裝了2座核反應堆和4臺蒸汽輪機,亦即使用平行運作的核動力裝置以及蒸汽動力裝置來驅動兩副四葉螺旋槳,蒸汽輪機可以在覈反應堆無法工作的時候獨立出來工作以保證戰艦不至於在萬一情況出現的時候失去動力而喪失機動性。蒸汽輪機是在高速行進時向渦輪追加飽和蒸氣之用,增加軸馬力使航速達到32節以上。當在使用鍋爐輔助操作時,船速為14節。另外,反應堆出現故障時亦可以作為備份動力。

而在國內某權威軍事刊物上甚至出現了「由於蘇聯反應堆技術落後導致『基洛夫』級的主機輸出功率不足,需要讓加速用的燃油鍋爐與反應堆平行工作才能達到32節的最高航速,而單獨使用反應堆只能達到20多節的航速。」等帶有強烈偏見的說辭。時至今日,上述說法依舊經常見諸報端,長期霸佔著國內軍刊書籍和網路媒體的版面。

夢舉出來捱打!

我們將時間拉回到「基洛夫」級,也即工程代號為「海雕」(Орлан)的1144型艦的設計階段。在立項之初,該型艦的定位還是「核動力大型反潛艦」(АБПК),排水量也僅有8000餘噸。為了節省研發時間,列寧格勒「北方」設計局曾打算直接將第二代核潛艇上使用的ВМ-4型第二代核動力裝置直接挪用到艦上,單臺額定熱功率75兆瓦。艦上的推進裝置為2臺總功率91000馬力的ТВ-12型蒸汽輪機,最高設計航速31節。1970年,1144型核動力大型反潛艦又被重新定位為「核動力反潛艦」(АПК),第二年又與1165型核動力導彈巡洋艦合併項目,排水量也飆升至了24000餘噸。

1144型核動力大型反潛艦方案設計圖(圖片出自軍事技術文集《颱風》雜誌)

排水量的增加就帶來了要重新研製大功率的艦用核動力裝置的需求。根據蘇共中央和蘇聯部長會議在1971年聯合頒布的決議內容,為1144型核動力反潛艦研製新型船用核蒸汽發生裝置(ЯППУ)的任務被交給了位於高爾基(現名為下諾夫哥羅德)的機器製造試驗設計局(ОКБМ)。其設計工作在1972年完成,其型號被確定為КН-3。

КН-3型核蒸汽發生裝置是一種成套安裝的自動化四迴路熱中子壓水反應堆,額定熱功率高達300兆瓦,在單堆熱功率上超過了美國「長灘」號核動力導彈巡洋艦的西屋C1W型壓水反應堆(200兆瓦)和「弗吉尼亞」級核動力導彈巡洋艦的通用電氣D2G型壓水反應堆(148兆瓦)。

КН-3型核蒸汽發生裝置結構示意圖(圖片出自2000年出版的?Рождение и гибель седьмого авианосца?)

而據「北方」設計局出版的官方史料集介紹,在1971年底的一次方案審查會議上,戈爾什科夫拋出了有關備用動力裝置的問題:「試想,萬一(我們的艦)在航行到南中國海時兩座反應堆全部發生故障怎麼辦?這對蘇聯海軍來說將會是莫大的恥辱!

就在這次會議召開前的一年,蘇聯海軍的一艘627А型魚雷核潛艇К-8號在1970年4月舉行的「海洋-70」(Океан-70)首長司令部演習中在比斯開灣附近海域沉沒。艇上起火後,反應堆的應急保護系統便自動開始運作,緊急浮出水面的К-8號核潛艇很快失去了電力供應並癱瘓在海上,最終在轉移了一部分艇員後因艇內進水過多而沉沒。

這次災難性的事故給海軍總司令留下了十分深刻的印象,在海軍首長的直接幹預下,「北方」設計局又對原設計方案進行了緊急修改,在艦上增加了2座蒸汽鍋爐和巨大的煙囪,同時委託位於列寧格勒的鍋爐製造特種設計局(СКБК)在短時間內開發了КВГ-2型備用鍋爐裝置。

因艇內失火反應堆自動停堆而失去動力浮上水面的К-8號核潛艇

КВГ-2型燃油鍋爐屬於代表蘇聯在戰後第三代鍋爐技術水平的自動化緊湊型立式高壓差水管鍋爐,每小時可產生115噸參數為66千克/平方釐米、470℃的過熱蒸汽。就性能而言,КВГ-2型備用鍋爐已經遠遠超出了過去海軍艦艇上配備的僅用於在錨泊狀態供汽供暖的小型輔助鍋爐(ВК,вспомогательный котёл,вспомогательный在俄文中有「輔助的」和「備用的」等釋義,但在中文語境中這兩個形容詞的含義並不完全相同)。

無數俄方資料都提到,「在僅使用核反應堆時艦的全速即可達30節以上。」而在僅使用備用鍋爐航行時,「基洛夫」級的續航力為1000海里(14節),這一航程基本可以保障讓該級艦自行從GIUK水道開回北莫爾斯克海軍基地了。

《蘇聯海軍1945-1991》第122頁

最後,筆者簡單整理了一下不同來源的文獻資料對「基洛夫」級核巡洋艦動力系統的表述:

簡單分析裡面比較有意思的幾個地方:

除了部分民間資料外,俄方的權威和半官方資料基本口徑統一。筆者手中就購入了其中的幾本:

《「北方」設計局股份有限公司60週年》

2017年魚鷹社出版的《冷戰蘇聯海軍導彈巡洋艦》(Soviet Cold War Guided Missile Cruisers)不知是原作者筆誤還是校審失誤,認為「基洛夫」級的推進功率僅14000馬力,這一數據僅為其他資料的1/10。

出自Soviet Cold War Guided Missile Cruisers

日本《世界の艦船》增刊《ソ連/ロシア巡洋艦建造史》與國內青島出版社引進自日本海人社的譯著《世界近代巡洋艦史》不論是主機的型號還是功率都採用了相同的說法,只可惜用於1941型核動力大型偵察艦「烏拉爾河」號(Урал)的ГТЗА-688型蒸汽輪機的軸功率數據有據可查,單臺僅23000馬力的輸出功率顯然是不可能用在1144/11442型核動力巡洋艦上的

出自1941型核動力大型偵察艦的設計單位「冰山」設計局的幾位設計師在《造船》雜誌上轉寫的文章

另外輪機型號中的ГТЗА(拉丁字母轉寫為GTZA)是主齒輪傳動式渦輪機組(главный турбозубчатый агрегат)的俄文首字母縮寫,有中文資料將其寫成GT3A可能是原作者對俄文專業縮略語沒有基礎。

歡迎各位讀者在評論中進行更深入的技術性討論。

本文參考資料:

Буров В.Н. ?Отечественное военное кораблестроение в третьем столетии своей истории?, Санкт-Петербург, Судостроение, 1995 г.

Спасского И.Д. ?История отечественного судостроения?, Том V, Санкт-Петербург, Судостроение, 1996 г.

Кузин В.П., Никольский В.И. ?Военно-Морской Флот СССР 1945-1991?, Санкт-Петербург, ИМО, 1996 г.

Павлов А.С. ?Атомные крейсера типа Киров?, Якутск, Сахаполиграфиздат, 1997 г.

Павлов А.С. ?Рождение и гибель седьмого авианосца?, Якутск, Сахаполиграфиздат, 2000 г.

Кузин В.П. ?Атомные ракетные крейсеры проекта 1144?, ?Тайфун?, №1,3,4, 1999 г.

?Вместе с флотом России - к 60-летию ОАО ?Северное ПКБ?, Санкт-Петербург, Информ ВС, 2006 г.

Апальков Ю.В. ?Ударные корабли?, Москва, Моркинга, 2010 г.

アンドレイ V. ポルトフ.《ソ連/ロシア巡洋艦建造史》,海人社,《世界の艦船》2010年12月號増刊(№ 734).

海人社.《世界近代巡洋艦史》,北京凸版數字產品有限公司譯,青島,青島出版社,2012年.

《二戰後世界巡洋艦》,北京,《艦船知識》(增刊),2015年.

Васюнькин В.В. ?Крейсера Советского Военно-Морского флота?, Часть 3, Санкт-Петербург, Галея Принт, 2016 г.

Edward Hampshire. ?Soviet Cold War Guided Missile Cruisers?, Oxford, Osprey Publishing Ltd., 2017.


推薦閱讀:
相關文章