03.03 目前军舰用燃气轮机功率最大的是哪种?

启蒙大卡


目前世界上功率最大的军舰用燃气轮机主要有3种,第一种是英国的MT30,一种是美国的LM2500G4,一种是我国的GT25000。


其中,英国的MT30燃气轮机,最大输出功率接近40MW,一台可以顶两台传统的LM2500-30型燃气轮机使用,因此可以一台就带动一艘小些的护卫舰航行,装备于美国海军的DDG1000朱姆沃尔特级驱逐舰,自己的伊丽莎白女王级航母和日本即将建造的30DD型护卫舰。这款燃气轮机最大特点是故障少,功率大,但是不够耐热,热带功率损失过大。


其次是美国的LM2500G4,这款燃气轮机的最大功率接近36MW,他也是一台就能带动一艘军舰的大燃机,装备在自己的濒海战斗舰和法国海军的阿基坦型护卫舰上,他的特点不光是功率大,也在与热带功率损耗较慢,属于航改燃型燃机中的难得的精品,但是美国自己对其不够重视,在很多新一代军舰上都用了英国的MT30,外界推测可能和故障率有关系。


最后是我国的GT25000燃气轮机,最大功率33MW,热带功率损耗最小,可以在30多度环境温度的南海地区全功率运行,该机从乌克兰引进的时候还没有这么好的耐热性,在结合我国技术改进后研发而成,过去也叫做QC280,但是后来出现在八股文中的大都是GT25000这个代号,而从乌克兰引进的型号则改为UGT25000以区分。他装备于我国的052B/C/D和055四种驱逐舰,也算是我国的制式大功率燃机。


海事先锋


舰用动力,目前功率最大的是谁,可能要属我们的QC-280IC,这是一个逆天的发展速度,发展得快,那是因为我们有急用,录年卡脖子的装备,只能采购4台,用于112和113两艘舰上,只是这以后无法进口。当我们的QC-280IC突破了40MW,美国说了。LM2500也可在中国组装呀,嘻嘻,我们还是欢迎的,不能用于军用舰只,也可成为民用的一种选择之一。这些年,我们进口了大量的欧美燃气轮机,用于发电,民用舰船领域,仅西门子在华独占5-375MW的市场,要在我们发展得晚一些,此前也是没少努力,这一次当是成功的,一不小心,成为舰用最大者,也使用最先进的间冷回热技术,热功率及功力密度有了飞跃式地提升,要在2030年前完成西方20年的研发之路,得以成为世界四大重型燃机供应商之一,这些年没少努力。QC-280IC,就是成果之一。

▲最先进的是哪个?世界军用的就三种,美国LM2500,英国MT30,中国QC280。要说最大,现在是我们,要讲最先进,还得说英国罗罗MT30,功率达到了36MW,安装在女王级航母,意大利加富尔号,美国DDG1000上,最先进的型号嘛,可能还有个技术调整期,出了一点小毛病,不过,简单弄了一下就好了,现在并不影响使用。来自Trent-800,波音777的发动机,仅有22吨重,包括箱体,在使用寿命,可靠性和稳定必方面,正是最好的。英美联合研制一款WR21,热功率达到43%以上,最大功率25MW,正常航行状态,可以节省30%的燃料,非常厉害。

▲装备最多的。要属LM2500,最大功率达到了34MW,而最初不过18.7MW,现在连装在民用舰船上,算在一起,达到了恐怖的7000台上,占据了高达90%的份额,正是数量的王者。有人开玩笑,货好话不多,没人争过它,它是通哥。军用方面已装备35个国家400多艘舰船上,它已稳定的运行了5000多万小时,改自CF56,曾是C-5“银河”大型运输机的动力。它是当之无愧的装机老大,没人争过它,其原因当然是性能先进,且稳定。好的燃气轮机都是用出来的,只有在实践中检验出来,才会越来越好,成熟度非常之高。

▲我们不过刚开始。来说来自乌克兰的UGT2500,魂舞大漠觉得参照是必要的,如果说引进技术,可能性不高,这是乌克兰的命根子,买一点就能供养生活,现在世界上包括中国俄罗斯和印度在内的国家,共实现装机32台。我们在研制多年以后,有了非常扎实的技术功底,所以研制一款军用大功率燃气轮机,并不奇怪,简氏有评价,密度正是最好的,转速最高的,已相当稳定可靠,启动速度只需要两分钟。怎么样,不错吧?军用燃气轮机自不比民用,民用之中现在最大者,超过世人想像,2017年通用下线的一款9HA.02,达到了恐怖的826MW,输出功率正是世上最高的,联合循环效率有过64%,谁也干不过它。在前面,我们要学习的东西,还有很多呀,QC-280IC只是一个开始。民用方面,我们亦在努力,2023年要将功率300MW的一款民用燃气轮机定型。


魂舞大漠


目前使用最广泛的军舰燃气轮机有三种,一种是美国的LM2500系列,一种是英国的MT30,还有一种就是我们中国的QC-280燃气轮机。

在这三种燃气轮机当中,功率最大的是英国MT30燃气轮机,该燃气轮机由罗尔斯罗伊斯公司与2000年开始研发,2010年上舰,安装在DDG1000上。该发动机最大输出功率超过40兆瓦。目前已经安装在了英国2艘伊丽莎白女王级航母,意大利的两栖攻击舰,美国的DDG1000驱逐舰,自由级濒海战斗舰,韩国的大邱级护卫舰上以及未来的26型护卫舰。

其次是美国的LM2500最新改进型G4,最大功率达到34兆瓦。LM2500系列从最初的18.7兆瓦到最新型号的34兆瓦,可见该型号的改进潜力之巨大。LM2500系列燃气轮机目前已生产超过1000台以上,占据全球舰用燃气轮机90%的份额,包括我国到目前也装备有LM2500发动机,用于112,113两艘导弹驱逐舰上。

最后是我国的QC-280型燃气轮机。该燃气轮机是依据乌克兰的GT-25000的仿制型号。GT-250000设计最大输出功率为28兆瓦,在052C首批战舰170,171号上实际应用中最大功率为24.7兆瓦。国产化QC-280在原型基础上做出了改进,包括提高可靠性,可维护性,提升功率等,2010年左右,QC280的实际应用最大功率达到设计值,甚至还稍有超出达到28.5兆瓦,终于解决了我国大型战舰的心脏病问题,052D,055得以大批量生产。

以上就是三种目前全球主流燃气轮机的功率,英国的功率最大,目前来看各方面是最先进的。除了中美英外,在2017年俄罗斯在燃气轮机被乌克兰卡脖子后,独立研发出了一款燃气轮机,M90FR,最大功率20兆瓦,将会安装在其22350,1356型护卫舰上。


军备时刻


近些年来我国对于海军发展非常重视,海军装备的配置也成了军迷讨论的焦点。包括像舰艇吨位、动力系统、舰电系统、舰载武器等,其中动力系统时非常重要的一项指标,一款好的动力系统对舰艇的综合实力的影响不言而喻。在当前世界上,舰艇动力系统分为燃气轮机、柴油动力、蒸汽轮机和核动力等几种,燃气轮机已经是目前常规动力系统中最为强劲的。

燃气轮机装置包括主燃气轮机、进排气装置、轴系、推进器、主传动装置和管路系统等,兼具蒸汽轮机和柴油机的优点,但是燃气轮机并不是功率越大越好,因为燃气轮机升功率快,但是热效率不高,一直维持大功率燃烧,舰艇的动力所能维持的航程是没有多少的。

目前世界上公认最强的三款燃气轮机为美国的LM2500G4、中国的GT25000和英国的MT30,已经投入使用的世界功率最大燃气轮机为英国的MT30燃气轮机,最大功率为38兆瓦。而我国40兆瓦级燃气轮机的消息也已经披露,最大马力可达到15万马力,最大功率40兆瓦,在实现ISO条件下,热效率为42%,无论是功率还是热效率都超过英国伊丽莎白女王号的36兆瓦GT30燃气轮机。



标枪毒刺


目前已经在军舰上应用的功率最大的燃气轮机,是英国罗·罗公司研制的MT-30燃气轮机。当然,燃气轮机作为舰船动力的高端技术装备,全球能玩的转的可不多,衍生自航空发动机的这一动力设备,其技术水平与航空发动机水平息息相关,所以目前最好的舰用燃机技术还是掌握在美国通用和英国罗·罗公司手里。

逐步复苏的英国罗罗

英国作为现代海军发展的前辈,在许多舰船装备领域都有开先河之作,在舰用燃气轮机领域也不例外。英国作为第一个将燃气轮机作为舰艇动力的国家,从一开始的G1型经过多年发展到MR21燃机,虽然MR21研发出来的时候,数据十分亮眼,但是基本上都是英国自用,出口成绩惨不忍睹。

直到MT-30的出现,凭借这一先进动力系统,英国罗·罗公司有了开始复苏的势头,并逐渐挑战美国通用LM2500舰用燃机“江湖一哥”的地位,截止目前为止已经安装或计划安装MT-30燃气轮机的有:英国“伊丽莎白女王”级航母、美国DDG-1000“朱姆沃尔特”驱逐舰、美国“自由级”滨海战斗舰、韩国“仁川级”护卫舰、日本30DX新一代护卫舰、意大利新型两栖攻击舰等。

一般认为MT-30燃气轮机的功率范围在31MW-40MW,可以在负责苛刻工况下以36MW的功率长时间稳定运行,并可作为机械驱动或发电驱动使用。

MT-30燃气轮机该进自Trent-800航空发动机(波音-777的发动机),与Trent-800有80%的通用部件。这型燃气轮机能够获得美国、欧洲、日本等国的青睐,除了其继承自Trent-800的优点外,还具备如下优势:


1、燃气轮机所有附件全部置于箱装体内,隔音降噪水平更高,拆装更为方便。

2、结构小、重量轻。整个MT-30的可更换部件仅有6吨重,整机重量包括箱装体一共22吨。这一点对于舰用燃气非常重要,如果不计体积和重量,民用大功率燃气轮机的功率可以高的多,但是舰船上毕竟空间和承重有限,这也是乌克兰(俄罗斯)燃气轮机的缺点,也许功率可以搞上去,但是体积和重量大的多,适装性有限。

3、维护量小,运行平稳可靠。这一点对军用舰船也很关键,动力系统总出问题,谁受得了。继承苏联航空发动机遗风的乌克兰燃气轮机这方面就不行,苛刻环境下运行功率大减,使用寿命和稳定性显然与美欧产品差距极大,乌克兰UGT25000也就是最大功率赶上美国若干年前水平,实际运行功率则远远不如,也就是解决了有没有,和能不能用的问题,距离好用还有很长的路要走。

驱动全球海军的美国LM2500

美国通用的LM2500燃气轮机可以称得上是“社会我通哥,货好话不多”,装备全球35国近400艘舰艇的恐怖业绩,还能有有啥可说的?要问LM2500好不好,看看咱们自己船上装的那几台,就啥都明白啦。LM2500+G4是最新信号,数据参数上面表里都有,这里也就不在多说了。


装备空间


从目前来看功率最大的燃气轮机还是英国MT30型燃气轮机,再往下是美国的LM2500+G4和中国QC280燃气轮机,这三种都是已经舰艇上大规模应用的燃气轮机,技术都已经成熟,功率也都是在30MW以上的。

世界上比较优秀的舰用燃气轮机大部分都是从航空发动机衍生而来,而且有着很强的零部件通用性,所以航空发动机强的国家通常燃气轮机也很强。而航空发动机因为对基础设计、材料、加工工艺的极为苛刻的要求,所以也被称为“工业皇冠”。目前世界舰用燃气轮机市场主要掌控在美英手中,比如美国通用公司、英国奥林普斯公司、英国罗尔斯罗伊斯公司等等。就连俄罗斯目前对燃气轮机的研发和制造都非常吃力,下图为俄罗斯土星公司的M90FR燃气轮机,装备于22350型护卫舰3号舰,是俄罗斯近些年来研制的首款燃气轮机,功率20MW

目前世界上投入使用的最大的舰用燃气轮机是英国罗尔斯·罗伊斯公司的MT30型燃气轮机,是基于本公司Trent 800型涡扇发动机研发(波音777发动机),最大功率为40MW,可以长期在36MW功率下稳定工作。MT30的零部件与Trent 800有80%通用,整机重量只有22吨,且所有零部件都置于箱装体内,非常适合上舰。

英国“伊丽莎白女王”级航空母舰使用2台MT30燃气轮机+4台柴油机可以达到108MW的推进功率,除了“伊丽莎白女王”之外英国26型护卫舰、美国DDG-1000“朱姆沃尔特”级驱逐舰、LCS“自由”级滨海战斗舰、韩国FFX-II“大邱”级护卫舰、日本30FFM护卫舰、意大利“的里雅斯特”级两栖攻击舰都是选用MT30型燃气轮机。

其次是美国LM2500+G4型燃气轮机,他是LM2500的改进版,基于TF39涡扇发动机研发,是世界上应用最为广泛的燃气轮机,毫不客气的说LM2500几乎占领了“半个地球的海军”,中国的052型驱逐舰用的也是LM2500,装机总台数达到3000台以上。原版LM2500型燃气轮机功率为18.7MW,而LM2500+G4已经达到34.1MW,在舰用燃气轮机中仅次于MT30。

最后就是中国的QC280型燃气轮机,不过QC280目前仅仅是国内使用,装备于中国海军052C/D和055系列导弹驱逐舰,在国际市场上没有席位,所以目前舰用燃气轮机仍然只是掌握在美英手中。QC280原型是乌克兰“曙光”公司的UGT25000型燃气轮机,中国引进后进行了技术吸收和改进,发展的GT25000和QC280都超过乌克兰原版的性能,功率达到30MW。这样中国的近30艘052系列驱逐舰(2台每艘)和055型驱逐舰(4台每艘)装机总数量将会超过100台。


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