未來航母採用綜合電力推進系統方案,優勢有多明顯?

一看標題可能就有網友有疑問了,未來的航母肯定都是核動力航母,怎麼可能和電推搞在一起呢?

未來航母採用綜合電力推進系統方案,優勢有多明顯?

航母

我要說其實核動力和電推並沒有矛盾。我們知道電推就是通過推進用的電機消耗電能驅動螺旋槳旋轉而推動船舶前進。那麼問題來了,航母在海上電力從何而來?最簡單的方法應該就是在航母上設置儲能裝置,這就類似於新能源汽車,通過給電池充電,再利用電池驅動電機。但是航母的的主機功率那麼大,該要個多大的電池組呢?另外航母是全球作戰部署的艦種,就當下新能源汽車的續航表現,加上在海上充電困難,航母的續航里程又該如何保障?所以此方法顯然不切實際。

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新能源汽車

這樣我們就有另外一種簡單的方法,那就是在船上設置發電機組來給船舶推進系統供電,這也是現在電推船舶採用的主流方法。發電機發電需要原動,而汽油機、柴油機、蒸汽輪機、燃氣輪機、核動力都可以作為發電機的原動機,這樣看來核動力和電推,並不矛盾啊!恰恰核動力和電推結合起來,更能發揮兩者的優勢。

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船舶電推原理圖

綜合電力推進系統就是把艦船的電力推進系統和日常用電的發電設備綜合為一個統一的系統來考慮和設計形成綜合電力推進系統,這就有點類似我們生活中接觸的電網,這裡是把艦船上的電力結成一張網。

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郵輪的電推示意圖

航母採用綜合電力推進系統具有以下優越性:

佈置靈活,節省空間。航母都採用多軸設計,而採用綜合電力推進系統可省去傳動軸,沒了傳動軸的束縛,設備可以很靈活的佈置,大大節約空間;同時也容易實現設備的分艙佈置,提高戰時生命力。

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航母剖視圖

控制靈活,機動靈活。綜合電力推進系統便於實現遙控和自動化控制,調速範圍廣、力矩大,容易得到比較理想的轉矩特性,控制和轉速調節都比較靈活方便,可獲得較大的航速調節範圍,大大改善船舶的機動性。

能適用吊艙式推進系統。吊艙式推進系統安裝在船體外能節約船舶空間,同時螺旋槳處於穩態流中,提高了螺旋槳的效率;吊艙的佈置不受限制能前後佈置,提高推進系統的生命力;吊艙式推進具有全方向的推進能力,並且能省去舵,可大大提高船舶操縱性。

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吊艙式推進系統

比如我國英輝南方造船廠為巴西里約熱內盧奧運會設計製造的2000客位全鋁合金電推渡輪麵包山號,該船設有兩個駕駛室,前後各佈置兩個,共四個全迴轉吊艙推進器,使其具有超高的操縱性能。

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麵包山號渡船

提高整船運行的經濟性。傳統的電力推進系統因為能量經過多次轉換而效率低,綜合電力推進系統雖然能量也要進行多次轉換,但是其把船上整個用電綜合起來,統一管理,統一分配,可以使發電的原動機一直保持在最佳的負荷狀態下運行,提高工作效率,降低燃油消耗率。

震動、噪音小、隱身性能好。船舶的機械傳動設備作為船舶最大的振動源之一,如果省去機械的傳動設備可以減少整個動力系統的震動,降低噪音,提高隱身隱身性能。

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船舶傳動軸

安裝維護方便,可靠性提高。綜合電力推進系統可模塊化設計,各模塊可以在專門車間裡組裝調試,然後整個模塊直接上船,這樣能簡化在船上的安裝調試工作,同時能有效保證設備的安裝質量和可靠性。

提高整個船舶電力供應。綜合電力推進系統原動機統一發電,可使全船電網可用電力大大增加,而這樣發電冗餘能力不僅可以大大提高電網的可靠性,也解決了未來航母電磁彈射、激光、電磁、微波等高能武器的供電問題。

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美軍的激光炮

在當下主流驅逐艦全電推化的大趨勢下,相信採用綜合電力推進系統的核動力航母也不會遠了。

作者:小船人的夢想 2018年11月3號


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