航空母舰动力浅析doc.docx
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航空母舰动力浅析doc
航空母舰的动力分析
自从英国建造了世界第一艘航空母舰百眼巨人号以后，航空母舰迅速的取代了战列舰的统治地位，成为了世界海军力量的最顶峰和统治者，同时航空母舰的性能也快速的攀升，从最初的二十架双翼低速飞机，到现在的近百架超音速作战飞机，飞机性能攀升的同时，也不可避免的，需要更大的机库，长的跑道，和更快速的甲板风。
在这种情况下，航母动力系统也就必然的成为了航空母舰设计建造的一个难点。
世界上最早的航空母舰百眼巨人号，这艘由意大利商船“库帝罗索”号改进而来的直通甲板航空母舰代表着海上新势力的诞生。
从库兹涅佐夫号上滑跃起飞的Su-27K型战斗机。
从航母上起飞，无论是弹射还是滑越，最重要的就是甲板风。
甲板风通常指由舰艇行驶产生的迎面风与自然风综合形成的对甲板外露设备吹拂的空气流动现象。
根据公开论文计算显示，某重型舰载机在30节甲板风、斜角甲板长105米时，最大起飞重量不能超过34吨。
目前的航空母舰，大致可以分为两个大类，三个小类，一类是使用固定翼飞机的航空母舰，一类是使用垂直着陆短距起飞（V/STOL）飞机的航空母舰，而使用固定翼飞机的则又可以细分为而使用固定翼飞机的则又可以细分为弹射起飞，拦阻着舰航空母舰和滑跃起飞，拦阻着陆航空母舰两类。
在目前来说，常用的航空母舰动力，大致有三个分类，第一类是常规蒸汽动力，也是最传统的一种方式；第二类是核动力，这一类在性能上有巨大优势，但是自身也有很大的局限性，所以目前只出现在美国和法国的航空母舰上（巴西的圣保罗号航空母舰来自法国，阿根廷的五月二十五号来自英国，不过英国已经废弃了此类航母）；第三类是以燃气轮机为核心的动力方式，这一类目前多用在轻型的小甲板航空母舰上。
不过在可以预期的未来，燃气轮机将与先进的电力推进技术结合以后出现在新一代的大甲板航空母舰上。
AV-8B在LHA-4拿骚号上降落。
该级舰是塔拉瓦级两栖攻击舰的第四艘，使用两台威斯汀豪斯公司的蒸汽轮机。
这种型号的两栖攻击舰，无论从性能还是武器配备来看，都比一般的轻型航母要强很多。
尽管该舰的最大航速仅24节，但由于自然界90%的时候都会有10-15节的自然风，因此用于AV-8B满载短距滑跃起飞的甲板风并不难获得。
航空母舰自从二十年代以来，一直是海军力量里面最有攻击性，最有机动力的舰艇，航空母舰作战的灵魂，就是快速机动的打击方式，当战列舰还徘徊在21节到23节航速的时候，美国的列克星敦号就已经有个34节的航速，二战中，美国和日本的航母特混舰队，在大洋上以20节左右的巡航速度奔驰，以30节左右的速度狂奔作战，远远地甩开了老式战列舰。
航空母舰的高速性，带来了对于动力系统的巨大要求。
二战期间的的航空母舰就已经拥有很强的动力系统，尽管动力系统水平大抵相近，但由于没有装备大量沉重的炮塔和装甲，因此航母能够获得更好的航速来给起飞的舰载机提供甲板风。
朝鲜战争期间的F-4U机群，他们正等待着护航航母Boxer号上的下一波战机起飞。
注意航母上空有一架直升机。
从这张图可以发现，航母要迎风起飞舰载机时，会脱离编队独自逆风加速。
如果护航舰艇想要跟上航母，是有一定难度的。
航空母舰的灵魂和几乎所有的作战威力，在于他的舰载机，所以整个航母的初始设计，都必须围绕着舰载机来设计，根据规划的载机种类，数量，得出需要的甲板面积，舰体的长度和宽度，需要的航速，而根据这些需求，就必须要设计出能适应这些要求的动力系统来满足需要。
一，航空母舰动力系统需求分析
对于固定翼飞机来说，在航空母舰上起降时最大的难点，就是速度。
众所周知，固定翼飞机起降，是一个空气动力综合作用的过程，有一点是必须的，那就是飞机保持速度，利用速度产生的升力来抵消重力。
而在陆地机场的常规起降，往往是使用长达千米的跑道，在航空母舰上却是不可能有这样的待遇的，也只有尽可能的使用各种方法来帮助飞机起降，而动力系统的设计，第一核心问题也是针对的这一点。
美国内利斯空军基地的卫星图，可以看到地面机场的跑道通常都有上千米。
但普通的航母甲板却没有这么长，因此选择合适的动力系统来在短时间内加速到获得足够的甲板风，对于航母作战来说是非常重要的。
就使用固定翼飞机的航空母舰来说，吨位一般都非常巨大，目前来说最小的福熙级航母，吨位也超过了三万吨，而且，按照美国海军的选择标准来说，这样的航空母舰还根本就是不合格的。
根据美国航空母舰设计的准则，从现役起降性能最差的舰载机的极限起降性能来看，如果要做到起飞着陆同时进行而相互不产生干扰，在利用斜角甲板回收飞机时至少有一台弹射器能够使用，那航空母舰的长度就相当于着陆区加上弹射区的长度，这个长度不小于300米，这样才能比较方便的运作舰载机，也只有这样才能使用比较现代化的战斗机，福熙号航母这样的小型弹射起飞拦阻着陆航空母舰，现在来说只能使用A-4天鹰这样小巧玲珑（空重只有4899千克，只有美国海军使用的F14D型战斗机的四分之一），设备简单（只能进行简单的白昼攻击任务和强度很低的自卫作战，无法执行比较复杂的攻击，同时无制空作战和防空作战能力）的中古飞机，性能甚至还不如小得多的无敌级V/STOL型航空母舰。
航母前甲板停满了系留的飞机，甲板作业是影响航母作战效率的一个关键因素。
如果甲板上的规划和工作效率较低，那么对于动力系统就要提出更高的要求。
这样来说，选择动力的难度非常巨大，就目前的几种常见动力方式来看，高速柴油机的单机功率只有8000KW左右，要使用在这个级别的航空母舰上，需要十几台发动机并车，效率低下，而且过分复杂，低速柴油机则是几千吨的庞然大物，而且也不适合高速航行；在过去燃气轮机的经济性也是无法满足这个需求的，所以有足够功率又有合适油耗的，只有蒸汽轮机。
同时，目前大部分使用固定翼飞机的航空母舰，主要是使用的蒸汽弹射器方式起飞，这样也就等于是必须要采用蒸汽动力了。
目前的航空母舰弹射器虽然已经相当强劲，但是作战飞机重载状态下还是只能加速到120节左右的速度，这个速度还远远不够起飞的需要，所以这种状况下，需要航空母舰提供一个初始的甲板风，来降低起飞的难度，在这种情况下，使用固定翼飞机的航空母舰需要的是27节至33节航速，比如说美国的F-14A战斗机，在31吨重载起飞的情况下，从企业级航空母舰上起飞，需要航空母舰为他提供40节以上的甲板风。
这样不光需要全力弹射，还需要全力加速，同时还要航空母舰脱离编队选取逆风方向航行。
同时，弹射起飞时候需要消耗大量的高压蒸汽，这等于是同蒸汽轮机争夺动力了。
快速弹射时，甚至会消耗掉动力系统产生的20%以上的蒸汽，所以在连续弹射情况会极大地降低航空母舰的速度，比如美国的小鹰级超级航空母舰短时间内连续弹射四架重载F-14型战斗机，但这会让航速从33节降低到27节，而这还是在特意优化设计，加强了动力系统裕度的情况下。
弹射起飞的VF-41中队的F-14A战斗机，该型战斗机目前并不处于重载状态，一旦处于重载则对甲板风有很高的要求。
这对蒸汽的需求也增大了不少。
起飞需要速度，降落也一样需要。
航空母舰在保持较高的航速，能使飞机在保持较高的速度的情况下，和航空母舰的相对速度尽可能的减小，这样可以降低着陆难度，大大的提高复飞安全性。
航空母舰和陆地机场不同，陆地机场起降，飞机的发动机是关闭的，着陆不成功还可以迫降；而航空母舰上，着舰时发动机必须打开，着陆不成功必须马上推油门复飞，不然就是机毁人亡甚至还会对航空母舰的安全造成巨大的威胁。
所以，必须尽可能的为飞机着舰创造有利条件。
放下尾钩的F-14A。
如果航母能够获得更大的速度，那么对于降落的飞机来说，舰机相对速度就更小，对飞行员控制下滑角有很大的帮助。
因此，航母的加速性能并非只关乎弹射能力。
核反应堆结构图
这不光是对最高航速的要求很高，而且对于加速性和巡航性能要求也很高，在高速状态下的航渡，可以极大的提高航空母舰战斗群的机动性，同时也能相当好的规避各种水下攻击。
同时，很多时候航空母舰需要离开编队，进行加速释放飞机和回收飞机的作业，加速性能越好，航空母舰暴露在编队外的时间就越短，自身就越安全。
另外，需要注意的关键点还有一个，那就是弹射器的效能，这与蒸汽系统的压强直接相关，以墨尔本号航空母舰为例，他的蒸汽压强只有2.8Mpa，导致他的弹射器只能操作A-4天鹰攻击机，同时起降操作时候提供航速和连续提供高压蒸汽给弹射器的能力也严重不足，这样严重的影响了弹射出动速率。
在澳大利亚海军中服役时的墨尔本号航母，从本图中可以清晰的看到舰艏的弹射器。
尽管墨尔本号航母拥有一个弹射器，但是由于动力系统的性能不足，造成弹射器的使用受到很大的限制，战斗力反倒不如斜板型的无敌级轻型航母。
法国的戴高乐级航空母舰，就是一个经典的反例，既想要求核动力的无限航程，又想使用弹射方式使用中型舰载机，还不想专门设计高性能专用反应堆，用核潜艇的堆凑合使用，其结果就是航速低，弹射器蒸汽压力低，导致弹射能力严重下降。
同时，因为这两个反应堆的限制，导致吨位上不去，甲板面积严重受限，弹射器不得不深入到了降落区，无法实现同时完成起飞和着舰。
综上而言，弹射起飞，拦阻回收的航空母舰，对于动力系统，有着和其他军舰不同的动力需求，需要有更强的蒸汽储存能力，更好的加速性能，并不是功率合适就可以合用的，在后文中，将会对这个话题进行重点的分析。
戴高乐号三视图。
从图上很明显的可以看到，弹射区的挡焰板（舰岛上边粉红色小方框）已经位于降落区内，几乎挡住了三分之一的降落跑道。
这将大大影响戴高乐号航母同时收放飞机的能力。
不过由于阵风M型舰载机的尺寸重量适中、性能上乘，且法军在海外面临的威胁程度较低，戴高乐号航母所展现出来的作战能力还是值得肯定的。
而对于采用了滑跃起飞方式的航空母舰来说，虽然付出了一些出动速率上的劣势，但是它也就没有弹射器这个蒸汽消耗大户，同时可以利用比较长的起飞点来放飞重型舰载机，比如库兹涅佐夫号，他的Su-33舰载机，在长起飞点，利用110米跑道，可以在0节甲板风，25摄氏度气温的情况下，起飞重量可以达到27.2吨，而在后起飞点，185米跑道，0节甲板风，35摄氏度气温下起飞重量可以达到32吨，对于只有20多架作战飞机的库兹涅佐夫号来说，这个起飞需求已经比较足够了。
所以它的动力系统，只需要简单的保证20节巡航速度，29节持续最大航速就足够了，比弹射式航空母舰降低了很多需求。
如果在设计大中型航母时，动力系统存在一定的困难，可以考虑采用滑越起飞的方式来降低设计上的难度。
对于无敌级这一类的V/STOL型航空母舰来说，动力设计的难度还有更近一步的降低，因为就V/STOL型航空母舰来说，因为飞机着陆性能的提高，所以使用很小的甲板就可以进行操作，比如说无敌号航母，虽然只有20600吨，飞行甲板宽度只有13.5米，长度只有区区167.8米，但是它拥有六个垂直着陆回收点，回收作业能力甚至强于尼米兹级航空母舰。
这样在螺蛳壳里就能做出水陆道场，舰体的大小要求就低了很多。
同时，V/STOL型航母不需要加速释放回收战斗机，对于航速和加速性的要求都可以降低到最低，所以现阶段V/STOL型舰艇使用的动力非常宽泛，柴油机，燃气轮机都可以选用，而且还可以轻松选择跟自己舰队内驱逐舰护卫舰相似的动力包，比如无敌级使用的就是和42级驱逐舰相同的奥林巴斯燃气轮机，这样极大地提高了后勤效率，降低了整体费用。
阿根廷海军的“五月二十五日”号航空母舰，注意舰艏正在冒着蒸汽的弹射器。
在马岛战争中，这艘装备着弹射器的航母由于蒸汽锅炉出现故障而未能表现出满意的战斗力，弹射器更是没有使用的记录。
反倒是一直被人诟病的V/STOL型的无敌级航母反倒表现出很强的战斗力。
当然，这与英国皇家海军过人的素质和长期的经验积累有密切关系。
阿根廷的“五月二十五日”号是一艘装备了12架超军旗攻击机、6架S-2E反潜机和4架SH-3D海王反潜直升机的航母，但在“贝尔格拉诺”号巡洋舰被潜艇击沉后，这艘既能用于进攻又能担负相当反潜能力的航母却在战争中失踪，不得不令人感慨。
从中我们需求了几个教训，第一，国防装备必须成体系的装备，盲目购买先进装备并不能换来相应的战斗力；第二。
再先进的装备也需要合适的人来使用，阿根廷军队虽然在马岛战争中已经超水平发挥，但还是缺乏足够的人才；第三，国防的强大是离不开经济的强大，阿根廷根本无力担负一艘航母与其护航舰艇编队的正常开销，只能勉强维持，战时自然无法体现战斗力。
二，当代大型舰艇动力系统发展概述
目前来说，可以满足航空母舰动力系统需求的，无非是常规锅炉—蒸汽动力，核反应堆—蒸汽轮机动力，燃气轮机动力，而在可预见的未来，燃气轮机—全电力驱动会带来巨大的改变。
在战后，蒸汽动力获得了巨大的发展，美国海军的蒸汽动力系统在战时傲视群雄，蒸汽参数达到了非常高的水准，压强4.22Mpa，蒸汽初温达到了454℃，在战后，他的蒸汽动力技术继续高速发展，在50年代建造的萨拉托加号航空母舰上，蒸汽参数达到了压强8.45Mpa，蒸汽初温510~524℃。
与此对应的，苏联海军在50年代建造的科特林（56型，也就是中国01型旅大级驱逐舰的原型）上，使用的TB—8型锅炉，蒸汽参数达到了压强6.4Mpa。
蒸汽初温450~470℃，至于其他国家，蒸汽参数选择则非常的保守，一般采用4.5MPa，450℃。
也有用6MPa，480℃的。
日本护卫舰较低，只3.6MPa（36atm），435℃。
1945年时的企业号航母，当时这级航母的蒸汽锅炉的性能就相当的强，在锅炉领域，全世界一度和美国的差距有10年以上。
蒸汽轮机的单轴功率也获得了巨大的提高，小鹰级航母使用的蒸汽轮机单机功率达到了51450KW（70000hp），四轴配置达到了205800KW（280000hp），才实现了小鹰级的33节航速同时有较大裕度的需求。
俄罗斯航空母舰不需要弹射，对高速性能要求也较低，所以在TB—8的基础上发展了TB—12动力组，单轴功率达到了33075KW（45000hp）。
美国航空母舰的强大弹射效率，是来源于他的大甲板，高航速，高蒸汽参数共同作用的结果，其他国家碍于技术实力，很难达到类似效果。
在分析弹射型航母效率的时候，需要对此有清醒的认识，具体问题具体分析。
美国在设计航母方面拥有着非常丰富的经验，因此在甲板面积、高航速和蒸汽参数之间可以做到最优的选择。
如果盲目的追求甲板面积，以求获得足够的甲板运作空间，那么必须付出吨位上的增加。
而这又会进一步增加动力系统的负担，降低了在弹射时动力系统的裕度和航速。
如果要靠增强动力系统的能力来提升航母整体性能，那么会使得航母的整体规划受限于蒸汽动力系统的开发，这种毫无替代方案的做法是军工科研中最忌讳的做法。
夕阳西下中的库兹涅佐夫号航母正在经过挪威的一个海上油井，注意航母后部正在降落的苏-27K型舰载机。
该型航母由于缺乏经验，甲板设计不尽合理，导致同时出动的舰载机数量不多，并导致战斗力长期不足。
以俄罗斯的蒸汽轮机的水平，建造一款拥有弹射器的航母并不难。
但是前苏联在设计库兹涅佐夫级航母时，就在是否要使用弹射器的问题上进行了广泛的辩论，并在最终没有选择弹射器，而是选择了类似舰队型航空母舰的斜角甲板和滑越甲板。
这种模式可以节省弹射器所带来的蒸汽开销，可以将动力系统完全用于加速。
以库兹涅佐夫级航母搭载的作战飞机数量和种类来看，完全可以在保障基本作战需求的前提下同时起飞和降落作业。
与俄罗斯航母形成对比的是，美国的航空母舰已经开始普遍装备核反应堆—蒸汽轮机动力。
与常规锅炉—蒸汽轮机动力，有很多的相同点，同样也对蒸汽参数要求很高，如美国现役的A4W/A1G反应堆，蒸汽压强也达到了跟常规动力相同的8.45Mpa，这样保证了尼米兹级航母的高效率。
而企业号的蒸汽压强只有6.4Mpa，弹射重载的F14A战斗机时就需要40节的甲板风，这样不但需要全速前进，还必须寻找逆风，这样的情况下F14A起飞重量也只能达到31吨，同样的机型，在尼米兹级上，只需要30节甲板风就可以32吨重量起飞，战斗力获得超过40%的增强。
同时，核反应堆的单堆输出功率也有了巨大的进步，企业号航空母舰，必须使用八台反应堆，付出了巨大的屏蔽和维护代价后，才能维持205800KW（280000hp）的输出能力,而尼米兹级使用的A4W/A1G反应堆，只需要两台就可以了。
尽管A4W/A1G反应堆的真容难以窥得，但是尼米兹级航母却因这个反应堆而获得了强大的弹射能力。
正在弹射的E-2C预警机正是航母编队战斗力最为核心的部分。
但是这种高效率的水面舰艇用堆，投资成本非常巨大，也无法转给核潜艇使用，一般的国家都无法负担这样巨额的开支。
所以法国选取了核潜艇使用的K15反应堆给航空母舰使用，结果是彻底失败的。
因为核潜艇的第一要务就是安全性，所以在蒸汽参数选择上愈发的保守，不使用高温高压的过热蒸汽，而是使用温度低很多的饱和蒸汽，压强一般在3Mpa以下，蒸汽初温低于300摄氏度；同时单堆功率远比A4W这样的专用航空母舰反应堆低，目前最大的核潜艇用反应堆，美国的S8G反应堆，输出的动力功率也只有44.1MW（60000hp），远比A4W/A1G低。
与此同时，燃气轮机获得了蓬勃发展，在不需要弹射的航空母舰上发挥了巨大作用，燃气轮机不需要冷却，加速快，不需要热机，寿命长，体积小，重量轻，特别是现阶段燃气轮机的油耗已经低于蒸汽轮机，经济性非常好。
同时舰用燃气轮机可以大量使用航空喷气发动机的部件，又有大量同型号的工业燃气轮机广泛使用，这进一步降低了采购和维护成本。
现阶段航空母舰上运用最广泛的美国通用电气（GeneralElectric）公司的LM2500发动机，和英国罗尔斯罗伊斯（Rolls-Royce）的奥林巴斯TM3B发动机，都是基于非常成熟的航空发动机开发，在工业领域的装机量都数以千计，大批量生产下，成本非常低单轴功率也达到了18500KW（25000hp）以上级别，油耗已经降低到235g/kw.h级，与之对应的，则是代表了蒸汽轮机最高水平的小鹰级，油耗达到了381g/kw.h。
蒸汽轮机现阶段对于燃气轮机，最大的优势还是在于可用于弹射，技术门槛低，可以使用低质量的重油，不像燃气轮机必须采用馏分轻质燃油。
罗尔斯-罗伊斯公司（Rolls-RoyceLtd）的logo。
这个1906年由汽车设计师罗伊斯和汽车销售商罗尔斯共同创办的私人企业
，是英国航空工业国家资本垄断企业。
在航空和船舶发动机领域均有世界一流的研发和制造能力。
通用动力公司是美国最大的军火商，也是国防承包商之一。
它的产业分为四大领域，一是航海设备，主要是制造军舰和核潜艇；二是航空领域，包括商用飞机和战斗机；三是信息系统和技术部门；四是攻击性武器的制造。
其制造的LM2500
系列船用燃气轮机是该领域的巅峰之作。
奥林巴斯的TM3B发动机结构框图
而未来的罗尔斯罗伊斯（Rolls-Royce）公司的WR21和MT30发动机，具有惊人的经济型，WR21油耗比现阶段发动机降低20%以上，巡航状态甚至降低了40%。
燃气轮机一统未来除大甲板航空母舰以外水面作战舰艇的趋势已经不可逆转。
三，当代航空母舰常规动力系统巡礼
当代而言，全世界服役的航空母舰，大致有弹射起飞拦阻着舰航空母舰十五艘，其中包括美国尼米兹级核动力航空母舰十艘，企业级核动力航空母舰一艘，小鹰级常规动力航空母舰两艘，法国戴高乐级核动力航空母舰一艘，巴西的法制福熙级常规动力航空母舰一艘，阿根廷的英制常规动力航空母舰一艘。
巴西和阿根廷的航空母舰过于老迈，介绍的价值不大。
滑跃起飞，拦阻着舰的航空母舰则只有一艘，即俄罗斯的库兹涅佐夫号，当然，印度的蓝天卫士号正在建造中，它的动力搭配方式颇为新颖，会做一下介绍。
s/vtol型航空母舰则较为杂乱，有多个国家建造使用，甚至连泰国这种穷国都可以拥有，不过他们的动力包来源则相对简化，可以集中进行一些介绍。
<一>美国萨拉托加号航空母舰的蒸汽动力装置
萨拉托加号（CVA-60）航空母舰是第二次世界大战后美海军第一批建造的攻击型航空母舰，是总数为4
艘的“福莱斯特”级航空母舰的第二艘，福莱斯特级也是第一代从最初设计开始就针对喷气式飞机设计的航空母舰，是美国战后常规动力航空母舰的鼻祖，他自身使用的很多参数，也成为了以后美国航空母舰设计的标杆，直到现在。
萨拉托加（CVA-60）号航母俯拍图。
尽管这艘航母已经退出了美国海军的现役，但依然是最为强大的常规动力航空母舰，其设计中的一些地方值得后来者充分学习。
CVA-60萨拉托加号航空母舰于1955年服役。
之后除建成“福莱斯特”级另两艘航空母舰外，还建造了“小鹰”级的4艘常规动力航空母舰。
小鹰级的单机功率较福莱斯特级为大，尽管如此，福莱斯特级的动力系统，代表了50年代美国蒸汽动力装置的最高水准，直到今日也是其他国家难以模仿的。
动力系统组成和主要性能
主要由蒸汽锅炉、过热器、蒸汽轮机、冷凝器和减速齿轮装置等组成。
蒸汽动力系统是以蒸汽锅炉产生的蒸汽为工质，使主机运转，将热能转变成机械能的舰艇动力装置。
按主机工作原理，分为蒸汽机动力装置和蒸汽轮机动力装置。
蒸汽机动力装置，是早期的蒸汽动力装置，其主机为往复式蒸汽机，利用蒸汽在汽缸内膨胀，推动活塞作往复运动，借助连杆机构和曲柄使曲轴回转输出功率；单机功率小，热效率低，自20世纪50年代起已被淘汰。
蒸汽轮机动力装置的主机为蒸汽轮机，利用蒸汽的高速流动推动叶片，使轴旋转输出功率；单机功率大，振动和噪声小，寿命长，工作可靠，可使用劣质燃油，但机动性差，机械、设备和管路系统复杂。
蒸汽轮机动力装置由蒸汽锅炉、主蒸汽轮机、主冷凝器、传动装置、轴系、推进器以及有关的辅助机械、设备和管路系统等构成。
蒸汽锅炉，绝大多数为单烟道管壁式水管锅炉，附设有燃油泵、鼓风机、给水泵、增压泵等辅助机械和设备。
它吸收重油或柴油燃烧发出的热量，将水加热成高压高温的蒸汽供主蒸汽轮机等使用。
一般来说其工作压力为6～8.45兆帕，产生的过热蒸汽温度为450～510℃，蒸汽产生量可达130吨／时。
主蒸汽轮机，单机功率达51450千瓦（7万马力）。
一般包括高压和低压汽轮机，在高压汽轮机内安装有全速级和低速级，后者在舰艇巡航及低速航行时使用，也有将低速级单独设置为一台巡航汽轮机的；在低压汽轮机内除配置正车级外，还设置有倒车级供舰艇倒航时使用。
主冷凝器，能将已作功的蒸汽冷凝为冷凝水，以便重新送入锅炉产生蒸汽，完成密闭汽水循环。
传动装置，一般均为双级齿轮减速器，可将很高的主机转速降至推进器所需的工作转速。
主蒸汽轮机机组配有冷凝水泵、循环水泵、蒸汽喷射器（或真空泵）、滑油泵等辅助机械和设备。
轴系、推进器等与其他动力装置基本相同。
萨拉托加号航母的锅炉为带蒸汽空气预热器的单炉膛D型锅炉。
该蒸汽锅炉性能参数如下：
蒸汽蒸发量118.2t/h；蒸汽压力8.45（84.5）MPa（atm）；过热蒸汽温度540℃；锅炉受热面积575㎡；蒸汽过热器受热面积155㎡；上水预热器受热面积682㎡；总受热面积1412㎡；炉膛容积25.8m3；锅炉尺寸（长×宽×高，min）：
4875×6300×6850；炉膛热强度16.74×106（4×106）kJ/m3（kcal/m3）；蒸汽锅炉效率：
0.89。
都达到了非常惊人的水平。
萨拉托加号航母的蒸汽轮机为无巡航汽轮机有中压汽轮机的串联-并联式，美国海军是各国最早废弃巡航汽轮机改采串联—并联方式了，极大地降低了油耗。
高压汽轮机有一个双速度级和5级冲动式压力级；中压汽轮机有7级冲动式叶片。
第1级不是双速度级，但轮盘直径较大（故实现焓降大）；低压汽轮机为分流式，
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