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正在DGA下属机构中开展测试的PANG航母舰体缩比模型(图1-2)
PANG是除福特级以外,唯一一种采用核动力的北约系新锐超航,也是法国历史上第一型超级航母。虽然法国自有军工体系较为完备,但在舰船大功率动力机组方面有着明显短板:法系新锐主力舰船均高度依赖德/美系厂商提供的柴油机和燃气轮机,其自主研发的大功率船用动力机组仅剩下核动力这一派。而且,法系核动力的单机组/单轴输出功率上仅能达到30-60兆瓦,法国想在自主研发的超级航母上运用自主设计制造的核动力系统,不仅需要继续开发大功率核动力装置,也要尽可能做好航母船体的减阻设计工作
当前,电磁弹射器、大型相控阵雷达等高能舰载设备需要更多的供电功率,而航母在进行起降作业时需要维持较高的航速。这就对核动力系统提出了更高的要求:既要为动力机组提供较高的输出功率,又要为舰上电网提供更高的的供电功率。PANG航母的耗电功率比戴高乐号高出近一倍,其庞大的船体也需要比戴高乐号更高的动力输出。虽然法国为PANG航母提供了K22型核反应堆,其输出功率可达上一代K15反应堆的约150%,但双反应堆仅能提供至高120兆瓦的实际输出功率,扣除舰上供电所需的至少30-36兆瓦,能留给动力机组的功率仅剩约80-90兆瓦,而PANG航母的设计最高航速为27节,想实现这一目标,只能在船体减阻设计上下功夫了
法国是世界上仅有的几个能量产超级游轮的造船强国,因此在船体减阻设计上积攒了极为丰富的经验。超级油轮的排水量与超级航母类似,其上建规模和顶层甲板高度远超传统超航,且在设计指标上对燃油经济性,高海况适航性、装载能力和航速均有很高要求。理论上讲,法国舰船设计部门可以借鉴超级游轮的船体线形设计,为PANG航母设计一种阻力较低、适航性优秀且高速性能优异的大型舰体。而实际上,法国确实是这么做的,而且做的相当激进——他们似乎盯上了一艘诞生于2016年后的超级游轮——Celebrity Edge,以此为借鉴对象,设计了现在我们看到的PANG航母船体
Celebrity Edge是加勒比集团旗下最新锐的超级游轮,排水量超过12万吨。长度超过305米,宽度达到39米。该船装备有2套ABB 电力推进吊舱,总输出功率约32-34兆瓦,最高航速超过22节。与其他超级游轮所不同,Celebrity Edge采用了复古韵味十足的类"穿浪"型舰艏,不仅比传统飞剪艏更坚固,还适当拉长了水线长宽比,有利于高速航行减阻。与爱达-魔都号类似,Celebrity Edge也采用了适当延申的舰艉设计(可见http://t.cn/A61PW7zw),这也是一种较为常见的减阻设计。虽然在船艏和船艉运用了延申设计,但Celebrity Edge的水线长宽比系数仅有7.84,低于小鹰级的7.85,具有优秀的高海况适航性,可以轻松应付大西洋上出现的各种恶劣海况
与Celebrity Edge一样,PANG航母也采用了类"穿浪"型舰艏 (具体可见http://t.cn/A6SJT2Vp) ,并且在舰艉采用了延申设计(图5-6),其水线长宽比系数为7.82,比Celebrity Edge和小鹰级更低。除舰艏和舰艉以外,PANG航母还借鉴了超级游轮的船体线形设计:其舰体比传统美系超航更显肥大,侧面显示出较为明显的弧度,与许多现代超级游轮非常相近。另外,由于主力军用舰船需要采用推进轴+螺旋桨,水下阻力比推进吊舱更大,法国设计部门为PANG航母设计了较为少见的三轴-三桨,并全部集中于舰艉中心位置,减少水下阻力。凭借着这些优秀的减阻设计,PANG航母理论上可以轻松实现27节的最高设计航速,实际最高航速可能达到28-29节,完全可以满足法国海军制定的技战术要求
对于现代航母来说,优秀的减阻设计是非常必要的,这么做或许是动力不足的无奈之举,但不能被视作为旁门左道。根据GAO的报告,小鹰-肯尼迪一代在90-110兆瓦的输出下才能达到26节航速,而女王级在80-90兆瓦的输出下已经能实现26-27节航速,减阻设计可以减少舰船对动力功率的需求,使更多的机组功率可以被转移至供电功率上。如今,舰上高能设备的种类越来越多,耗能水平越来越高,对舰上电网的供电提出了比以往更高的要求。仅仅提升核动力装置的输出能力,可能不足以满足未来的供能需求。而优秀的减阻设计将使现有核动力装置拥有比以往更强大的供能水平,减少动力功率的浪费,为舰船今后的服役和升级提供坚实保障
