运动装备中的原理,运动装备中的原理是什么

1. 航母核动力到底是什么原理来驱动的？

航母核动力到底是什么原理来驱动的？

很多人对核动力认知不清，好像带了个“核”字，就好像航母携带了核弹或者能发射核弹，天下无敌一样。其实核动力航母大多数情况下和核弹没有任何关系。真要携带核弹，常规动力航母战斗群自然也可携带。

核动力也不是一种单独的先进动力，从产生高压蒸汽这个基本点来讲，用核反应堆烧热水，和用燃油锅炉烧热水、用煤炭甚至用劈柴来烧热水，得到产品都是一样的，都是超高压蒸汽。有了超高压蒸汽，剩下的工作，机械做功也好，发电也好，设备都大同小异，都必须用到大型蒸汽轮机。

在一定程度上，燃油锅炉的效率和最大功率值，未必比核反应堆低下。核反应堆之所以给人“先进”的错觉，无非就“表面上天天烧热水不觉得心疼”，因为貌似不见消耗，却在20年里，有源源不断的超高压蒸汽和热水烧出来。

而常规动力航母的锅炉烧燃油，会眼看着上万吨的燃油灌的容量指针，一天天减小，就像你在高速上急驶，眼看着轿车的油箱指针，渐渐的偏左一样，油耗会烧的人心里“肉疼”。

核动力系统的驱动介质还是蒸汽，只是把锅炉产生蒸汽更换为核反应堆产生蒸汽。很多朋友以为核反应堆本身就可以驱动螺旋桨，这个想法其实还没有理解核能和核动力系统的真正含义。

以前写过一篇“辽宁舰烧什么油”的文章，里面我提到过：“辽宁舰和美国的***都是用蒸汽轮机作为最终驱动。”然而很多人骂我是文盲，他们说：“美国的航母都是核动力，怎么可能用辽宁舰那种老掉牙的蒸汽轮机”。其实现阶段大型***除了英国“伊丽莎白女王”之外都还是用蒸汽轮机作为最终驱动，不管是常规动力还是核动力。当然，蒸汽轮机和老式的蒸汽机是两回事，不要看到“蒸汽”两个字就联想到一百多年前的蒸汽机，更不是用烧煤的那种锅炉。这是一个电站用的蒸汽轮机

下图为船用核动力系统的一个简单示意图，核反应堆→蒸汽发生器→主汽轮机和汽轮发电机→减速器和螺旋桨，这就是核动力系统的大概的流程。为什么我开头说没有理解核能和核动力系统的真正含义？我们都知道“核裂变”会产生非常巨大的能量，然而这些能量都是以“热”的形式出现，所以其实所谓的核反应堆只是一个“产热”工具，他的本质作用和烧锅炉是一样的。这样仅仅产热的核反应堆是不能直接让主轴和螺旋桨转起来的，这样就需要一个介质，那就是“蒸汽”，利用核反应堆热量将水变成高温高压蒸汽，然后这些蒸汽冲击蒸汽轮机叶片，叶片带动传动轴由减速器传递给螺旋桨，这才是核动力***的本质。下图2是常规动力蒸汽轮机驱动大概流程，其实我们可以发现不管是核动力还是常规动力画红框部分其实基本差不多，只是前面产热部分不一样。

谢邀。

和其它舰船比如核潜艇核动力破冰船等都是一样的。其实连核电站也是同样的原理。简答的说，就是利用一级回路里传导热量的工质把反应堆芯核燃料产生的热量交换给二级回路里的水，在蒸汽发生器里产生蒸汽，推动蒸汽轮机驱动（机械传动或电传动）螺旋桨推动舰船前进。一级回路的工质一般是水，所以这样的反应堆叫压水堆。但工质也可以是其它物质，比如苏联核潜艇就用过钠冷堆，更具效率，但由于钠冷堆管路安全风险比较大，已被俄罗斯放弃，压水堆是当今世界主流。航母、核潜艇、甚至核电站的压水堆基本原理都是一样的，区别主要在大小也就是紧凑程度。

谢邀请。说的通俗一点就是蒸汽驱动燃汽轮机，使之庞大的曲轴高速旋转带动双五叶罗旋浆转动使核航母前行后退转速越高则航速越快，产生的尾迹越长。英国瓦特发明的蒸汽机首先用在火车上，燃料是煤炭，一节机头带一节煤车，行使到一定的公里数后便在小站补充煤炭才能使火车继续前进。同样的道理，核航母用的是核原料作动力，学名叫核反应堆。启动核反应堆后，产生的高压蒸汽经过冷却和稳压系统后经管路输送到燃汽轮机，使之曲轴带动双五叶罗旋浆航母前行后退。核反应堆是由主冷却器，蒸汽发生器，蒸汽稳压，两次屏蔽，两次回路及防核和加注原料等繁多系统组成，只需加注一次原料，产生的动力使航母在海上航行大约一万两千多海浬，其性价比常规的蒸汽轮机高出太多太多，常规航母携带的重油用完后，其身后的保障船立即补给燃油，航程受到制约，而核航母不受行程制约，到了约定的海浬数航母上的硕大监屏就会显示燃料的耗用走向。燃汽轮机比蒸汽轮机更能驱动大吨位的舰船，其强劲的动力足以连续航行。核动力航母是最经济的燃料比。但核航母的造价也是天文数字，不是哪个国家都能玩的起的，世界上能玩的起常规航母的也是了若星辰，别说核航母了。过段时间，我国就能造出核动力航母，这一天不远了。

核动力航母驱动原理其实和常规动力航母没什么区别，无非就是烧开水的方式不同罢了，核动力使用的是“原子锅炉”，而常规动力航母使用的则是“燃油锅炉”，但是归根结底二者都是一种被称为蒸汽轮机的动力装置，原理都是通过烧开水然后产生高温高压的蒸汽，通过蒸汽驱动气轮机运行，最后推动螺旋桨旋转。以美军尼米兹级航母为例，它的动力装置就是两具西屋电气公司生产的功率各130000马力的A-4W反应堆以及4具蒸汽轮机，所以别再说什么蒸汽轮机落后了，核动力也不过如此！

航母用核动力反应堆虽然是烧热水，但是与传统的燃油锅炉不同，它具有两个回路系统，并且反应堆烧的热水并不直接生产水蒸汽。反应堆的核燃料棒发生核裂变反应释放出大量热量，这些热量会加热反应堆中的高压纯净水，这些纯净水通常被称为冷却剂，在被加热后会由冷却泵推动至蒸汽发生器，然后将热量传导至二回路中的水，这些水被加热后产生水蒸汽，然后水蒸汽经由轮气机的狭小喷嘴后增压增速，最后喷射至轮气机叶片使其转动，轮气机主轴转动后带动螺旋桨旋转，推动航母前进。

那怎么控制航母的航速呢？航母的航速取决于螺旋桨的转速，而这个转速又是由蒸汽的产生量决定的，蒸汽的产量则是由反应堆燃料棒的核裂变速率决定的，那怎么有效控制燃料棒的裂变过程呢？这就需要说到插入反应堆中心的控制棒！核反应堆控制棒通常是由硼和镉这些容易吸收中子的材料制造而成，当它完全插入反应堆中心，由于吸收大量中子会让反应堆停止裂变反应，而抽出一点就能让反应堆低功率运转，如果要增加反应堆功率，那就再拔出一点，减少吸收中子量，让更多中子参与裂变反应，这样就能产生更多热量和水蒸汽，也就直接提高了螺旋桨的转速和航母航速，所以核动力航母的航速实际上是由反应堆控制棒的插入深度控制的！
使用核动力的好处显而易见，一公斤铀235燃烧产生的能量相当于2500吨煤炭，因此核动力航母具备了几乎无限续航性，1964年美国的“企业”号航母就曾经在全程不进行燃料补给的情况下，用64天完成了全球航行！
（企业号核动力航母与长滩号核动力巡洋舰环球航行）

但是与民用发电站的核燃料棒（二氧化铀陶瓷芯块）不同，航母因为体积相对狭小，换装核燃料棒相当麻烦，而且成本极高，因此一次装填燃料最好能做到像福特级一样永久性不更换燃料棒，即使再次也要如尼米兹级一样13年才需要换一次燃料棒，这样做自然减免了核燃料棒繁复的燃料棒更换过程，但是这也要求核燃料棒的铀235丰度特别高！


（航母核反应堆）

民用发电站的铀棒只需要达到3%的丰度就行了，而航母和核潜艇所使用的则是高浓度铀甚至是武器级铀，比如尼米兹航母的A-4W压水反应堆使用的是丰度40%的铀燃料棒，而俄亥俄级核动力潜艇则使用的是丰度在90%以上的武器级铀。（俄罗斯失事的库尔斯克号核动力核潜艇中的核燃料棒）

除了核动力装置之外，为了防止单一的动力装置出现故障，核动力航母通常还会配备备用常规动力，以防不时之需！尼米兹级航母一共有四个五叶螺旋桨，在每个螺旋桨驱动轴上都配备了一个功率8000KW的柴油机作为备用动力，在核动力反应堆出现故障时就可以马上启动柴油机运行，未雨绸缪，有备无患！
（尼米兹级航母螺旋桨）