睁眼看看英国的伊丽莎白航空母舰吧。别说汽油机，柴油机了，就算是大功率燃气轮机都不能满足大型航母的动力需要！现在对于航母这种需要大速度航行的军舰来说，还是传统的蒸汽轮机最靠谱。就连美军核动力航母也是核动力蒸汽轮机动力。很多网友很好奇，很多大型的货轮吨位比航母还要大，都可以采用柴油机作为动力，为什么航母不行？咱们今天就这个话题来共同学习一下，看看柴油机用作航母动力系统存在哪些缺陷？
大吨位货轮用的柴油机都是怎样的？
现在最大的柴油机装配在丹麦集装箱货船艾玛，马士基号上，这台柴油机有十四个气缸，每个气缸排气量高达1820升，单杠输出功率7780千瓦，超过一万马力。整台柴油机的总输出功率高达10900千瓦，折合14万多匹马力，是现役所有柴油机中输出功率最大的。整台柴油机重量高达2300吨，其驱动的货轮可以装15000个标准集装箱，整艘船是现在世界上最长的货船，最长达到397米，满载排水量超过17万吨，无论是从长度和宽度上看，还是从总吨位上看，这艘船都比现在最大的航空母舰还要大，而其运行的动力系统就是现在广泛装备在大型货轮上的低速柴油机。
另外需要说明的是，大型低速柴油机还是可以烧重油的，这和大家理解的一般意义上的柴油机需要以轻质燃油作为燃料有所不同，马士基号这台柴油机热效率奇高，最高可以达到60%，这和我们一般驾驶的汽车百分之二三十的热效率相比简直吊炸天了。这台重量高达2300吨的柴油机的输出功率也超过航母上单台蒸汽轮机最大7万马力的输出功率，看上去似乎比航母上使用的蒸汽轮机更有优势，那么为什么航母不采用这样的大型柴油机作为动力呢？热效率又高，又省油！不比航母采用的蒸汽轮机更好吗？
舰用动力有什么特点，柴油机在军舰上的应用有哪些？
舰用动力和民用船只用的动力有明显的差异，就像咱们经常谈到的大型军舰上采用的燃气轮机一般民用船舶都不采用是一样的道理。燃气轮机主要在意的是输出性能，用于军用虽然很费油，但是经济性并不是军用船舶首要考虑的问题，相反的，民用船舶首要考虑的就是经济性，其次才是动力性能的好坏。
现在使用柴油机的军舰排水量都比较小，比如我国的054A排水量大概4000吨。俄罗斯现役22380护卫舰采用的是从我国洛阳进口的柴油机，满载排水量也仅仅只有2100吨。而俄罗斯建造的4500吨级别的护卫舰22350就采用了柴燃交替动力，也就是燃气轮机和柴油机交替使用的动力模式。再大一点的军舰比如我国的052，052B/C/D这种六七千吨的驱逐舰采用的也是柴燃交替动力。而排水量超过一万吨，则采用全然动力，比如阿利伯克级采用四台燃气轮机，我国的055也是采用的四台燃气轮机。航母现在主要使用的是蒸汽轮机，只有英国的伊丽莎白级航母采用燃气轮机，不过因为动力问题经常趴窝，而且最快只能跑25节，似乎并不算成功。从以上我们罗列的舰用动力来看，柴油机只用在小型舰艇上，而不是大型军舰上，这跟民用船舶有明显的区别！
这是因为柴油机也有分类，军舰上采用的柴油机和民用船舶上使用的并不一样。我们上面所罗列的马士基号上使用的柴油机，只是低速柴油机，好处是经济性好，输出功率大，但是体积结构庞大，重量很大，虽然功率输出优秀，但是转速比较慢，连带着采用的民用船舶的航速也比较慢。而军舰为了追求高航速，采用低速柴油机根本无法满足要求。我国054A采用的船用柴油机是陕西柴油机厂生产的16PA6V280STC柴油机，属于是中高速柴油机，输出功率只有6000多千瓦，四台柴油机的输出功率还不如一台高性能燃气轮机，这也是为什么054A的最高速度只有28节的主要原因。速度的限制，让中高速柴油机在军舰动力选择上受到了巨大的限制！
很多同学看到这里肯定会抬杠说既然中高速不行，那么咱们干脆就用低速柴油机不就完了吗？转速低就给它配置加速齿轮不就完了吗？只要输出功率够用，完全可以满足要求的。这就牵扯到蒸汽轮机和低速柴油机的军用性能优劣的问题了！
大功率低速柴油机为什么不能作为舰用动力，跟蒸汽轮机相比有哪些缺点？
低速柴油机的功率足够，比航母上使用的蒸汽轮机更大，而且经济性也更好。但是依然不可能成为航母的动力装置，即便是为其改装也不行。这是因为柴油机相比于蒸汽轮机，有几个主要的限制。
限制一：低速柴油机体型巨大，而且不可拆分布置
咱们上世纪80年代开始生产的051驱逐舰，排水量仅有3000吨，但是采用的是蒸汽动力。一般军迷会认为蒸汽轮机需要巨大的轮机舱，并不适合在小型军舰上使用。这个观点不错，现在万吨以下的蒸汽轮机如果用在军舰上，一定会被认为是在走下坡路，所以现在小型军舰基本上已经舍弃了蒸汽动力的选择。但是我们提051并不是为了争论小型军舰的动力选择问题，而是为了解释蒸汽动力优秀的布置性能。
蒸汽动力虽然体型巨大，但是锅炉，涡轮，各种管道设置可以拆分开之后分散不知，最大限度地利用舰上空间。051驱逐舰空间有限，我们采用蒸汽轮机动力的布置办法就是将军舰的整层都作为分散布置的轮机舱。而低速柴油机结构上是一个整体，并不存在被拆分的条件。所以原则上存在布置更加困难的问题。
而且大型低速柴油机另外一个缺点是比蒸汽轮机更大更重的体积和重量。如果说不好拆分也就算了，但是大型低速柴油机的个头比蒸汽轮机还要大。如果年龄超过50岁的人应该还见过很老的那种民用低速柴油机，体积非常大，转速很慢的那种。实际上货船使用的低速柴油机本身的重量和体积也比蒸汽轮机大得多。一般从输出功率上要满足航母的要求，用低速柴油机如果可以达到足够的功率，那么其重量都奔着两千吨去了。而一贯被认为非常笨重的蒸汽轮机不过才有几百吨的重量，体型要小得多，而且可以分开布置，为军舰内部空间合理利用着想，还是蒸汽轮机更适合航母。不过如果未来燃气轮机的性能有显著提升的话，未来作为替代蒸汽轮机作为航母的可能还是有的！但是至少不是现在英国那种性能还达不到的蒸汽轮机！
限制二：柴油机做工方式限制了无法长时间过载运行，而且寿命很短！
柴油机做功依靠的是气缸的往复运动，这种运动有个非常大的缺点，就是噪音大，并且无法长时间做过载运行，过载运行寿命短。相比较而言，大型低速柴油机这些缺点蒸汽轮机基本上都是蒸汽轮机避开的。
蒸汽轮机作用依靠的是旋转运动，比较安静，而且长时间过载运行也不会因为零配件原因引发寿命问题。咱们上面提到的马士基号上的柴油机重达2000多吨，其发动机曲轴的重量就高达250吨，长时间过载运行的话，自己就把自己给震散架了。航母在作战行动中高速航行，发动机过载运行是常有的事儿。像低速柴油机最多一个小时的过载极限应用时间，对航母来说仅仅运动五六十公里的路程，显然是不行的！
舰用东西系统的应用和进步过程，实际上是伴随着人类动力革命一步步前进的。早期的机械动力舰船还要携带大量的燃煤呢？不也一样开出去打仗吗？每种船舶在一个时代总有其适配的动力可以使用。如果不出现技术革命的话，现有舰用动力体系还会长时间地维持下去！柴油机作为经济性能比较好的船用动力系统，用于民船会比较节省成本，但是航母首要考虑的并不是经济性。就像核动力航母制造和运行成本远超常规动力航母，但是各国都像研发自己的发动力航母一样，军用装备首要考虑的是性能，其次还是性能，再其次还是性能。如果财力不足，哪怕不装备，也不会选择性能落后的武器！
