暢想中國第一艘核動力航母的動力系統（一）

    「遼寧」號是由前蘇聯「瓦良格」號深度改裝而來的，滿載排水量約6萬噸，採用滑躍起飛。二號艦是完全重新設計的，但無疑深受「遼寧」號的影響，噸位相似，也採用滑躍起飛。對滑躍起飛和彈射起飛的優缺點，以及蒸汽彈射和電磁彈射的優缺點，坊間已有很多論述，本文不再重複。一般認為，三號艦將採用彈射起飛，而且是電磁彈射。蒸汽彈射的技術成熟，但這是對已經製造和使用蒸汽彈射幾十年的美國而言。對於中國而言，蒸汽彈射與電磁彈射一樣，都是全新的技術，各有各的難關，而電磁彈射的發展潛力無疑更大。一般認為，馬偉明院士的驚喜之一就是電磁彈射。電磁彈射技術不光包括電磁彈射系統本身，還牽涉到艦船綜合電氣系統。電磁彈射需要大量電力，但並不見得需要特大的持續功率，而是需要很高的峰值功率。這就要求能快速充放電的儲能系統。快速充放電的儲能系統還能從攔阻索助降中回收一部分能量，補充艦上的發電能力。但不管是採用超級電容，還是飛輪，特大功率快速充放電是世界級的難題，不知道馬偉明能不能也一同驚喜一把。如果做不到快速充放電，就只有用特大的發電能力了，比較浪費。
    在噸位上，「遼寧」號和二號艦都在6萬噸左右，三號艦可能達到8萬噸級。航母越大，可搭載的艦載飛機越多，艦上攜帶的艦載飛機燃油和武器彈藥越多，戰鬥力越強大。更重要的是，大型航母可攜帶的艦載飛機種類齊全，尤其是對艦隊防空制空和信息化作戰至關重要的預警機。大型航母也有更好的條件搭載專用或者兼用的加油機。較大的甲板不僅便於出擊和回收飛機的調度，也增加出動率，增加維修設施，提高等效載機數量。因此，航母的戰鬥力不隨噸位線性上升。換句話說，一艘10萬噸級的航母的實際戰鬥力比兩艘5萬噸級的航母更大，兩艘5萬噸級的航母的實際戰鬥力比4艘2.5萬噸級的航母更大，以此類推。但航母的噸位也不宜無限增大。甲板面積增加到一定程度后，運作效益的提高有遞減趨勢，而建造和運作成本繼續提高，造成航母數量減少，帶來目標過分擊中、調動部署不便等問題。噸位太大的話，連可停靠的碼頭數量都有限。　據認為，10萬噸是美國海軍綜合考慮下來的最優噸位，「企業」級（只有一艘「企業」號）、「尼米茲」級（已建成10艘）、「福特」級（已建成1艘，在建2艘，確認訂購2艘，計劃總數10艘）都定位於10萬噸，不是偶然的。但對於經驗尚且缺乏而且不以全球爭霸為目標的中國來說，一步到位建造10萬噸的航母或許技術風險太大，戰術上也無必要，就三號艦而言，8萬噸級是較好的折衷。
    按照蘭德公司的分析，8萬噸級航母在艦載飛機搭載數量和搭配方面與10萬噸級航母相近，除了峰值出動率、攜帶武器彈藥數量和抗打擊力有所降低外，依然具有可觀的戰鬥力，但建造成本和技術風險顯著降低。在「企業」級之前，「福雷斯特」級、「小鷹」級、「肯尼迪」級都是8萬噸級。噸位定下來了，動力依然是一個問題。航母動力通常採用蒸汽動力、核動力和燃氣輪機動力。柴油機動力在理論上可行，但重量太大，單位功率不夠，至今未見採用。蒸汽動力和核動力的差別在於熱能的產生方式，前者用重油鍋爐，後者用核反應堆。燃氣輪機過去只用於小型航母，如英國的「無敵」級，現在也用於大型航母，如英國的「伊麗莎白女王」級。