2005年海军反应堆短期研究外文翻译资料

 2022-09-08 13:05:31

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核动力推进

第三种减少海军舰艇对石油依赖的策略是转向更多得依赖核能推进。

2005年海军反应堆短期研究

海军的核动力推进计划项目同时也被称作美国海军反应堆管理处实施的2005年“快速查看分析”得出当输送给海军的船用柴油(DFM)的价格达到55美元的时候,核动力驱动的大型甲板航空母舰和化石燃料驱动的大型甲板航空母舰的在总寿命周期的成本(即,采购费用加上寿命周期内操作成本和支持费用)将会持平。对于LHA/LHD型大甲板两栖攻击舰和其他大型水面舰只(即,驱逐舰和巡洋舰)来说的收支平衡价格分别是每桶80美元和每桶205美元。截至2006年二月,交付给海军的船用柴油的价格为每桶84美元。由于交付给海军的船用柴油的价格比原油的价格高大约15%,所以上述提到的达到三种收支平衡的价格用原油的价格来计量分别是每桶48美元,70美元和178美元 。每种船在服役期内使用燃料数量的不同从某种程度上导致了盈亏平衡点的不同。

海军反应堆研究是基于40年的船舶服役寿命进行的,这是与两栖攻击舰的预期使用寿命基本一致,但比海军目前计划的巡洋舰和驱逐舰的35年服役寿命长5年。如果这些结论在海面舰只35年服役年限的基础上完成,那对于那些船的盈亏平衡数字可能有所转变

这些水面舰艇的研究结果是对于那些和过去海军的核动力巡洋舰尺寸大小相同的船舶来说的。由于大多数核动力巡洋舰的设计吨位都低于14500吨的DDG-1000/CG(X)设计吨位,用DDG-1000/ CG(X)设计的核动力版舰艇的收支平衡点可能会有所不同,或许有所回落。

这项研究并没有试图去量化核能推进的移动性相关的运营优势。这些优势包括在高速状态下进行长距离运输(以快速回应遥远地区的突发事件),而无需减速加油的能力;在抵达战区时无需先加油立即开始作战行动的能力;和在战区内高速机动而无需加油的能力。而且核动力船舶没有化石燃料船舶产生的有助于被红外线探测到的热废气。

因为这是一个“短期”研究,排除或对某些因素进行了简化假设。因此可能需要一个更全面的分析来决定这些化石燃料推进的大型两栖攻击舰或大型水面舰艇更换为核动力推进版本是否可行。然而,短期的结果研究表明,至少对大型两栖攻击舰来说,推进方式选择可能值得进一步探索。特别是如果油价预计以目前的水平上涨或者核动力推进的运营优势也被考虑到,那对于大型水面舰只的推进方式的选择也是值得进一步探索的。

昔日的核动力战舰与航空母舰和潜艇的不同

海军先前没有建造大型核动力航母。一种建造的途径是采用一半的专门为新型CVN-21级航母设计的双反应堆设备将其安装到LHA/LHD型的船体上。另一种途径是特别为这种型号的船体设计一个新的反应堆设备。

表格1 列出的是海军先前建造的九艘核动力驱逐舰。这些船包括了两艘加利福利亚级(CGN-36),四艘弗吉尼亚级(CGN-38)和另外三种独一无二的设计。

核动力巡洋舰的采购在1975年度后停止的主要原因是海军希望限制未来巡洋舰的采购成本。在70年代后期为了支持将宙斯盾系统安装到专为斯普鲁恩斯(DD-963)级驱逐舰开发的更小型的常规动力船体上的决定而将携带有宙斯盾防御系统,17200吨的核动力攻击巡洋舰(CSGN)和12100吨由CGN-38级舰艇设计方案衍生出的两种核动力宙斯盾方案的新型驱逐舰设计方案的决定否决了。该核动力攻击巡洋舰方案的采购成本预算是DD-963方案的两倍,而CGN-42方案的采购成本预算比DD-963方案高30%- 50%。以DD-963船体为基础的方案建造了9500吨提康德罗加(CG-47)级宙斯盾巡洋舰。第一艘宙斯盾巡洋舰是在1978年度采购的。

由于二分之一的CVN-21级的双反应堆设备可能太大不能装在巡洋舰和驱逐舰的船体上,甚至是和DDG- 1000/CG(X)一样大的船体上。一艘核动力巡洋舰和驱逐舰可能会加入新设计的反应堆装置。这种反应堆装置可能包含了维吉尼亚(SSN- 774)和CVN-21级反应堆装置降低成本的特性。

表格1. 海军核动力巡洋舰(CGNs)

船体号

名称

建造商

排水量(吨)

采购时间

服役时间

退役时间

CGN-9

Long Beach

Bethlehema

17,100

FY57

1961

1995

CGN-25

Bainbridge

Bethlehema

8,580

FY59

1962

1996

CGN-35

Truxtun

New Yorkb

8,800

FY62

1967

1995

CGN-36

California

NGNNc

10,530

FY67

1974

1999

CGN-37

South Carolina

NGNNc

10,530

FY68

1975

1999

CGN-38

Virginia

NGNNc

11,300

FY70

1976

1994

CGN-39

Texas

NGNNc

11,300

FY71

1977

1993

CGN-40

Mississippi

NGNNc

11,300

FY72

1978

1997

CGN-41

Arkansas

NGNNc

11,300

FY75

1980

1998

对其他船只采购成本的影响

据美国海军反应堆管理处估计,每三年左右建造核动力两栖攻击舰可以减少每艘核动力航母的约6500万美元的采购开销,同时减少每一艘核动力攻击潜艇的约2000万美元的采购开销,这是因为核动力推进部件生产的规模经济递增 。美国海军反应堆管理处进一步估计,如果后续核动力水面舰艇加入到核动力的船舶混合编队,可以额外减少每个CVN级航母8000万美元左右的成本和每个SSN级攻击潜艇额外2500万美元左右的成本。美国海军反应堆管理处还指出,在建造核推进系统部件时的额外工程可以通过向某些商业状况不好的元件制造商提供额外的工作来帮助稳固核能推进组件基础产业。

如果核动力两栖攻击舰或水面舰艇部分或完全由诺斯罗普·格鲁曼公司纽波特纽斯(NGNN)和通用动力公司电船分部(GD / EB)这两个核建设码建造;可以将有以下争论:通过更宽广的工作量并且从一艘船舶到另一艘船舶更加高效的调动工人的方式分担这些船厂的固定管理费用也许能更进一步减少CVN级航母和SSN级攻击潜艇的建造开销。因为同样的原因,它可能有同样的影响增加别的在英格尔斯船厂和通用动力公司的巴斯钢铁厂(GD / BIW)建造舰的开销。

对造船厂的影响

目前大型两栖攻击舰是由诺斯罗普·格鲁曼船舶系统公司的分部英格尔斯船厂负责建造,而大型的水面舰艇目前由英格尔斯船厂和通用动力公司的巴斯钢铁厂(GD / BIW)共同建造。然而,这些船厂都不具备建造核动力船舶的资格。因此在将化石燃料推进的两栖攻击舰或大型水面舰艇改造成核动力推进的船舶时,会将这些船厂的部分建造工程拿出来给一个或两个拥有核能设施建设的船厂来完成。

如果英格尔斯船厂和通用动力公司的巴斯钢铁厂(GD/BIW)不能拥有建造核动力船舶的资格,那么未来的核动力两栖攻击舰或核动力大型水面舰艇可能只有部分由英格尔斯船厂和通用动力公司的巴斯钢铁厂(GD/BIW)来建造。在这种情况下,船只的无核部分将可能由英格尔斯船厂或通用动力公司的巴斯钢铁厂(GD/BIW)来建造,同时核反应堆将会由诺斯罗普·格鲁曼公司纽波特纽斯(NGNN)或可能由通用动力公司电船分部(GD / EB)来建造。美国海军反应堆管理处目前还不确定总装是由诺斯罗普·格鲁曼公司纽波特纽斯(NGNN)来完成还是由建造船只无核部分的船厂来完成。

或者,如果英格尔斯船厂(直到20世纪70年代一直在其东岸设施建造核动力潜艇)或通用动力公司的巴斯钢铁厂(GD/BIW)拥有了建造核动力船舶的资格,那么未来的核动力两栖攻击舰或核动力大型水面舰艇可以完全的由英格尔斯船厂或通用动力公司的巴斯钢铁厂(GD/BIW)来建造

对船舶维修的影响

将大甲板两栖攻击舰或者大型水面攻击舰的油推进改为核推进将会通过减少无核认证船厂增加有核认证船厂来改变维护工作的比例,这些包括NGNN,GD/EB和四个由政府运作的海军造船厂。

对港口停靠和远洋母港的影响

将大甲板两栖攻击舰或者大型水面攻击舰的油推进改为核推进可能会使这些舰只不受那些有强烈反核情绪国家的港口欢迎。海军努力去减小有关CVN级航母和SSN级攻击潜艇相关的问题,并且每年将这些船只在数个外国港口之间调动。考虑到他们偶尔需要有核认证的检修设施,从化石燃料推进转向核推进的大甲板两栖攻击舰或者大型水面战舰也许会因此减少潜在适合的目标港口位置,这些远洋母港将由海军从运输时间和战区分部上的需求来决定哪些地点是最佳的。海军计划2008年在日本横须贺同时是美国海军主要的远洋母港所在地停靠乔治华盛顿号(CVN-73)。根据这个决定,横须贺可能有成为核动力两栖攻击舰或水面舰艇的母港的潜力。

帆和太阳能

第四种减少海军对石油依赖的策略是利用风帆和太阳能推进,或许特别适用于海军辅助船舶和国防部海上补给船只。

帆和翼帆

桅杆上的风帆包括传统的帆和一种类似于竖起来的飞机机翼的翼状结构的翼帆。2004年11月一篇杂志社评指出:

在20世纪70年代末80年代初,石油价格大幅度上涨刺激了商船在风辅助推进方面产生极大兴趣,因此新建或改造了一些有趣的船只。其中包括了1600 dwt油轮Shin Aitoku丸和26000 dwt散装船Usuki先锋(图5)。在丹麦,克努兹·汉森设计了一个5万吨级散货船,在现在的德国,由Sail Log领导的大多研究是在解决如何将20,000m2的风帆装到5万吨的巴拿马型散货船上。传统的横帆装置因其令人满意的工作性能被这家公司选中,但是其他的选择确实存在,其中包括了革命性的步行者机翼帆(图6)。

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