2012年3月31日上午，我国首台400MN（4万吨）重型航空模锻液压机在西安阎良国家航空高技术产业基地热试成功，顺利锻造出其首个大型盘类件产品。这是我国向实现大型航空模锻件自主研制迈出的重要而坚实的一步。 400MN重型航空模锻液压机由西安三角航空科技有限责任公司承制，清华大学设计，中国二十二冶制造，是世界上最大的单缸模锻液压机。该项目以生产大型精密航空模锻件为主要目标，投产后将极大地提高我国航空模锻件的研制和生产水平，促进我国飞机和航空发动机研制技术，对推动我国航空工业快速发展具有重大意义。该设备的热试成功将成为我国航空基础装备制造取得突破性进展的重要标志。 该液压机采用了目前国际一流设计和控制系统，是我国大飞机项目的重要基础装备。该液压机本体结构拥有完全自主知识产权，由清华大学以其在钢丝预应力缠绕领域数十年的技术积累为基础，应用最先进的预应力钢丝缠绕剖分-坎合技术、机器人智能缠绕技术等设计而成，解决了压机承载机架、 400MN主工作缸、动梁等关键部件的设计和制造问题。制造过程中采用机器人原位缠绕施工技术及重型结构的整体平移、吊装等安装技术，设备总体性能达到了世界先进水平，是我国“产、学、研”结合科技创新的典范工程。 该项目的建成和投产，可大大提升我国航空航天装备制造业的设计和制造能力，解决一直困扰我国的大型钛合金整体框、梁和大型涡轮盘等难变形精密模锻件的设计和制造问题，从而有力保障我国大飞机项目的研制。同时，该设备可广泛服务于航天、船舶、石化、电力、兵器、核电等领域。 据了解，该项目目前已经获得国内外多家知名航空企业的意向订单，同时受到波音公司、空客公司、普惠、利勃海尔、古德里奇、GE、罗-罗等国际著名航空制造企业的高度关注。 日前，中船重工网站的消息称，国家科技部“核动力船舶关键技术及安全性研究”863项目和“小型核反应堆发电技术及其示范应用”科技支撑项目已正式立项。这验证了之前媒体猜测的我国将建国产核动力航母，再加上国内专家频频称中国未来航母发展，核动力必然是重要发展方向。可见“核动力航母”众望所归。 无可否认，核动力航母确实是中国发展的方向，但是成本也过高。现代的核动力航母一次加注燃料至少能运行20年，这给航母的部署和快速反应带来了极大的便利。同时，核动力航母的大吨位和大空间，也为装备更多的舰载机和武器设备奠定了基础。 此外，由于技术不过关，原来设计要20年以后才更换，现在不到7年“戴高乐”号就要更换一次，这都加大了其使用成本，降低了出勤率。尽管美军核动力航母的维护频率也很高，几乎服役期的三分之一时间都在维修，超出了外界的估计。但由于美军航母数量多，某种程度掩盖了这一问题。而反映到法国核航母上，就是一个尖锐的问题：如果一个国家没有可靠的舰载核动力技术，在航母数量受限的情况下，贸然采用核动力将对航母的经济性、部署效果产生灾难性的影响。 核动力的负面作用很大，必须保证绝对可靠，而且要有全寿命处置的完整预案。核动力船舶，从设计开始，就要考虑未来多少年以后如何拆解和报废，不仅仅是堆心本身，因为和反应堆沾边的设备，使用数十年后，都有强烈的次生辐射，生产安装的时候，就要考虑将来的整体拆卸，封闭报废。因为带辐射的动力核心是不能再拆解的，拆解了也没用，而且危害会扩散的更大。 我国从60年代就开始研制核潜艇，但到本世纪初才具备比较现实的作战能力，以前的第一二代核潜艇，实战能力不是很强。可见，核潜艇这种装小功率的反应堆的舰船，成熟可靠仍然用了不少于30年的时间。即使目前的科技比以前发达，但航母核动力也要至少消耗一半的时间才能成熟可靠。 核潜艇的小功率反应堆，不适合强行叠加用到十万吨航母上，否则要闹戴高乐号一样的笑话。而陆地核电站的民用反应堆功率和体积又太大（百万千万级），无法上舰（核动力航母反应堆，几十万千瓦级比较合适），因此核动力航母，需要全新设计专用的舰用反应堆。 一种全新反应堆，从设计，生产，安装，陆地实验运行，船舶实验运行（打民用船舶的幌子，在核动力航母出现以前，很可能出现某种国产核动力民用船舶做实验，例如极地核动力破冰船），等到直接安装上航母，至少需要十五到二十年。 我国的水面大型核动力船舶，去年才公开立项，开始设计反应堆（整个航母计划也是四代批准，并着手工程实施的），假设这项工作已经开始了七八年，那么要到航母实际装堆，也至少还要七八年后（2020年前后），那么按照2015年到2017年左右核动力航母开始上船台，三年后开始装堆，是比较合理的，也就是说十万吨核动力航母，出现在船台的时间，为2017年前后。 一条来自中船重工网站的消息证实，国家科技部“核动力船舶关键技术及安全性研究”863项目和“小型核反应堆发电技术及其示范应用”科技支撑项目已正式立项。这条信息当时立刻引发了海外媒体对中国将要研制核动力舰艇，特别是核动力航母的猜测。近期又有国内专家预测中国未来航母发展，核动力必然是重要发展方向。可见“核动力航母”众望所归的地位。 如果不考虑价格，谁也不能否认核动力和航母就是天生的一对。现代的核动力航母一次加注燃料至少能运行20年，这给航母的部署和快速反应带来了极大的便利。同时，核动力航母的大吨位和大空间，也为装备更多的舰载机和武器设备奠定了基础。目前世界上美国的核动力航母数量最多，有10艘之多，并且其第一艘核动力航母“企业”号已经退役。除了美国，法国也拥有一艘核动力中型航母。 美法两国的核动力航母的表现有很大的差别。美军尼米兹级采用2台美国西屋公司制造的2台A4W压水反应堆（后几艘采用通用电气的A1G压水反应堆），每台轴功率为130000马力，总功率为260000马力（194 MW）。而法国的中型航母“戴高乐”号使用从核潜艇上移植来的K-15反应堆，单台功率只有80000马力。导致法国的“戴高乐”号最高航速只有27节，反倒和比自己重50000多吨的美国航母速度还要慢上3节。 此外，由于技术不过关，原来设计要20年以后才更换，现在不到7年“戴高乐”号就要更换一次，这都加大了其使用成本，降低了出勤率。尽管美军核动力航母的维护频率也很高，几乎服役期的三分之一时间都在维修，超出了外界的估计。但由于美军航母数量多，某种程度掩盖了这一问题。而反映到法国核航母上，就是一个尖锐的问题：如果一个国家没有可靠的舰载核动力技术，在航母数量受限的情况下，贸然采用核动力将对航母的经济性、部署效果产生灾难性的影响。 中国海军的核动力发展，肯定要追溯到第一艘核动力攻击潜艇。现在有关中国建造核潜艇的书籍和刊物已经比较多了，逐渐把笼罩在核潜艇研制上的大幕徐徐拉开。但有关中国第一种核潜艇的一些关键性指标，例如核动力装置的功率，依然极少。 《兵器知识》杂志刊登了美国斯坦福大学教授约翰·威尔逊·刘易斯的《中国建造核潜艇》一书的部分内容，其中提到中国核动力攻击潜艇的压水堆功率为48 MW，而核动力弹道导弹潜艇的压水堆功率为58 MW。而中国科学院高能物理研究所研究员沈经在2008年发表的文章则透露中国首艘潜艇核动力装置的功率为90MW。两者相差了几乎一倍。但不得不承认的是，无论是48还是90，这个数值和国外相比还是有相当差距的。美国从洛杉矶级核潜艇之后的潜艇用核反应堆功率一般在150MW以上。 从核反应的原理来看，舰载核动力功率的提升的空间似乎是很大的，但实际并非如此。首先舰艇安装了核动力，功率要受限于核燃料的使用量。从某种程度上来看，核动力就好像是燃烧铀原子的动力，就像烧油、烧煤一样。功率越大，铀的使用量越大。 美国的核动力航母、核潜艇能够使用20-30年不加注核燃料，甚至能一次性使用到舰艇退役。但很多人不了解的是美国舰艇使用的核燃料棒铀-235的富集度高达93-97也就是达到了原子弹的水平。法国“戴高乐”号航母用了不到七年就要第二次更换燃料，就是因为K-15反应堆的核燃料棒富集度达不到美军的水平，也就是20右。而普通的民用核电站核燃料棒铀-235的富集度3-5水平。 用个不太恰当的比喻，美国核动力航母燃料棒相当于纯酒精，而法国航母也就是泸州老窖的水平，而民用核电站也就是青岛啤酒了。每一次加注核燃料都相当于一次大修。常规动力舰艇只要通过接口加注燃油就可以了，但更换核燃料要把舰艇开大口子，潜艇甚至要把艇身锯开。高富集度燃料棒的制作可以说是美国的高度机密，就是最亲近的盟国美国都不会说半个字。 核动力的功率还要受限于系统的安全性。核反应堆是个高温高压高辐射的东西，正常运行的时候，反应堆的压力容器和一回路管道运行的温度可以达到300摄氏度、150 个大气压，同时反应堆又是个强大的辐射源，大量的辐射会让材料的强度出现很大损伤。因此如果片面追求功率而忽视设计上的安全性，舰艇本身的安全就无法保证。在这方面，核潜艇已经有了极为深刻的教训，在已报道的55起核潜艇事故中（法国1 起、美国5起、前苏联49起）， 有25起与反应堆系统有直接关系。 中国舰载核动力的水平是很难进行判断的，因为涉及核工业的大量信息尚处于未解密的状态。但提高舰载核动力水平的途径，却是可以归纳总结的：包括延长堆芯的寿命、使用高富集度燃料棒、提高反应堆控制的自动化水平、发展新的抗腐蚀抗高温抗辐射新材料、采用非能动安全系统，以增加自然循环能力，即依靠重力、对流、蒸发等自然过程自动处理各种事件，即使在发生严重事故时，也能保证向堆芯补水，绝对保证堆芯不裸露，而且无需运行人员操作，从而避免人为误操作的发生。 中国核动力的进步，可以从民用核反应堆的发展上初窥端倪。和美俄法等国一样，中国的民用核反应堆技术其实“军转民”的结果。中国的秦山核电站一期的技术来源，就是中国第一代核潜艇的压水反应堆。从大亚湾核电站到岭澳核电站一期、二期， 再到红沿河核电站，这则是一条引进法国核电技术在逐步国产化的历程。 辽宁红沿河核电厂的4座国内首个具有自主品牌的CPR1000核电机组，可以视为是中国在消化法国技术的二代半核电水平。如果说CPR1000是来源法国设计，那么秦山二期则是中国自主设计向“二代半”核电靠拢的一个过程。秦山二期核电站，在堆芯设计、性能指标、反应堆系统设计、反应堆冷却剂系统设计中都获得了众多创新性成果。在秦山二期的55 项关键设备中47 项实现了国产化，其中压力容器、蒸气发生器、控制棒驱动、新材料管道均实现国产化。 现在随着AP1000项目的发展，中国也开始在充分消化吸收美国西屋公司第三代AP1000设计技术的基础上进行国产CAP1000的设计开发工作。更重要的是伴随CPR1000和秦山二期的发展，中国已经形成了一个快速发展的核电产业链条。以上海为例，正逐步形成包括核岛、常规岛、控制系统、核电材料、辅助设备五大板块在内的完整核电产业链。上海核电产业具有起步较早、基础较好、人才资源丰富的特有优势。 从上世纪70 年代起，上海核电企业参与过秦山一期、秦山二期、岭澳等核电站的主辅设备研制生产。现在上海电气、上海核工院等对核电的投资和推广明显加大。上海电气集团成立重工集团，加大对临港和闵行两大核电设备生产基地的建设，其中临港将形成2.5 套百万千瓦级核岛主设备、4.5 套堆内构件和控制棒驱动机构等制造能力。宝银特种钢管公司，首次涉足核电蒸汽发生器用钢Inconel690-U 型管的设计、研发和生产领域。 可以肯定的是，中国核电产业飞速发展，肯定会为舰艇的核动力发展提供技术支持。不过，中国航母是否采用核动力，除了技术的限制，还取决于海军的战略、航母的总体设计和经费。 西方媒体普遍猜测，未来三到五年内中国将首先推出两艘排水量达6到7万吨的国产航母，而且歼31完全可以作为与之相配的舰载四代机。 相对于日本的炫耀武力，美国正积极联络中国周边的情报机构，试图刺探中国航母建造的底细，据美国情报机构掌握的信息，中国疑似有七个船坞适合建造大型航母船体，包括中船工业和中船重工两大集团在大连、青岛、葫芦岛、上海和广州等地的船场。 其中中船重工在葫芦岛的造船厂拥有巨大的封闭厂房，可进行航母模块化建造，并能摆脱美国侦察卫星的监视，而中船工业的长兴岛船厂、中船重工的大连船厂也最为可能建造航母。 除此之外，近日有人在辽宁号返修的大连新船重工基地拍到了辽宁舰建造机构一模一样的船只构建，而美国《防务新闻》周刊最近也报道称，中船工业最近暗示将承接首批国产航母的建造任务，并已为建造“海上航空基地”做好准备。 “4艘漂亮的新型军舰停泊在黄浦江的船坞中，舰体上已经配备了大炮、雷达天线和球形吊舱。这些即将交付海军的军舰，已经进入最后建造阶段。 旁边还停靠着几艘巨大的军事运输船，工人们在一名海军军官的指挥下，正在往上面安装新设备。 |
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