核动力和燃气轮机的发展-轮船史

铀原子裂变（fission）释放出大量热能。如该裂变能够减缓并被控制，则产生的热能可通过锅炉产生蒸汽，再通过汽轮机产生动能以推进船舶。这种热能在一个核反应堆中产生，不需空气中的氧气助燃。因此，这是最适合潜水艇用的动力装置。潜水艇采用这种动力装置就可长期潜伏于水下作战了。

美国原子能委员会于1948年与西屋（Westinghouse）电气公司签订开发潜水艇推进用核动力装置的合同。第一艘核动力潜水艇Nautilus号的建造任务由通用动力电船（General Dynamics Electric Boat）公司担任，并于1952年开工制造，1954年1月下水，同年9月服役（见图6-1）。在当时，这是一艘很大的潜水艇，艇长99米，宽8.5米，标准排水量为3 530吨，主机功率为11 190千瓦，下潜航速为25节。艇上装有6只533毫米口径的鱼雷发射管。艇上共有艇员105人。它曾一次航行完成了91 324海里航程，其中78 885海里的航程是潜入水下完成的，下潜深度达219.5米。1958年8月3日，它在北极冰下通过，完成了在冰层之下从太平洋到大西洋的航行。Nautilus号起初用铀235作为燃料，2年后换装燃料时，改用浓缩铀。这是当今核动力装置的标准燃料。

图6-1　核动力潜水艇Nautilus号(https://www.xing528.com)

燃气轮机喷气推进于20世纪60年代已在飞机上获得广泛应用。船用燃气轮机就是这些飞机发动机改装为船用的而已。起初燃气轮机主要用在驱逐舰和护卫舰上，而且是与蒸汽轮机或柴油机联合使用。当战术需要舰艇高速航行时，燃气轮机提供所需增大的功率。当燃气轮机的可靠性被进一步证实后，不仅许多小型舰艇以燃气轮机作为船上唯一的推进动力装置，而且一些大型舰船（如航空母舰和巡洋舰）也以燃气轮机作为推进动力装置。

燃气轮机的优点是功率与重量比值高，机器占用舰内的容积少。从冷却状态开动，只要几分钟就可以达到全功率状态，不需暖机操作过程。因此适合紧急起动，迅速达到高速航行的场合。其缺点是造价较高，燃料消耗较大，而且由于使用高挥发性燃料，因此发生火灾的危险也较大。