核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇。与常规潜艇相比,核潜艇能够在水下潜伏更长的时间。这是为什么呢?
常规潜艇在水下航行时主要依靠电池提供动力,但蓄电池电能有限,所以需要定期浮起,这时把通气管伸出水面,启动柴油机给蓄电池充电(柴油机工作时需要氧气)。在第一次世界大战期间,潜艇的水下停留时间只占续航时间的5%,到第二次世界大战后期,也只提高到15%-20%。第二次世界大战时,美国物理化学家菲利普·埃布尔森提出船只可以使用核能作为动力,兵器工程师很快发现这样的动力特别适合潜艇。采用核动力的潜艇有能力在99.5%的续航时间里都处于水下潜行状态,只要它携带足够的武器和给养,便可连续潜航两三个月而不必浮出水面,航速可以达到30-35节,能遨游地球好几圈而不需要添加核燃料。
核动力装置主要由核反应堆、加压容器、主循环泵和主汽轮机等组成。现代潜艇上的核反应堆大多采用轻水型压水反应堆,其工作过程是:核燃料在反应堆内产生链式反应,释放出巨大的热量;利用主循环泵使载热剂(高压水)通过堆芯把热量带走;通过蒸汽发生器把水加热成蒸汽,供给汽轮机驱动推进器,推动潜艇航行。
核反应产生的能量也能转换为电能,提供全艇设备,如艇上的无线电设备、声呐设备和水声通话系统等用电。为核潜艇提供氧气的主要设备是制氧机,其电力也是由核反应堆提供的。另外,潜艇上使用的淡水要从海水中提取,潜艇上的空调设备和照明设备等都必须依靠核反应堆来提供电力。
既然核燃料在核反应时并不需要空气,这就为潜艇长期潜伏在水下提供了条件。那么,核潜艇是否可以在水下无限期地航行呢?理论上存在这种可能,但实际上是行不通的。因为艇里有人,人在水下能够忍受多久不出艇、食品等保障能维持多久、多长时间必须对艇上装置进行维修保养等因素,都使得核潜艇不可能永远在水下航行。即便这样,核潜艇在水下航行的时间也已远远超过常规潜艇,一次可以达到2000小时以上。
严晓峰 侯建军