09.15 這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?

燃氣輪機那麼耗油,為什麼還將其用做大型軍艦動力系統?很多對機械和軍事感興趣的朋友,對這個問題比較感興趣,其實這和耗油不耗油關係不大,世界上的艦船既然都要用它,肯定有它的優勢,而且在沒有更好的技術產生之前,這種優勢是無法替代的!

我們先來看看燃氣輪機的構造!


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


燃氣輪機結構最簡單,而且最能體現出燃氣輪機所特有的體積小、重量輕、啟動快、少用或不用冷卻水等一系列優點。燃氣輪機(Gas Turbine)是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉,將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械,是一種旋轉葉輪式熱力發動機。


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


先進的燃氣輪機的熱效率其實非常高,達到40%以上,遠遠大於蒸汽輪機,和柴油機差不多而且不挑食,最重要的是啟動快,瞬間加速能力強。

舉例:瓦錫蘭公司的14缸RT-FLEX96C船用柴油機,最大持續功率80MW,長27.3m,高13.5m,整機重2300T,熱效率50%;羅羅的MT30最大持續輸出功率36MW,然而長9m,高5m,整機重6.2T,熱效率40%。

這個指標對比相當明顯了……功率相等的情況下柴油機組重量是燃機的百倍左右。體積小、重量輕意味著船隻結構強度高,發動機推重比大,機動性好。


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


為什麼燃氣輪機會在軍艦上得以應用呢?

燃機具有單機功率大、體積小、重量輕、啟動加速性好、操作維護性好。這在反潛作戰中尤為重要,潛艇主要攻擊武器是魚雷,軍艦瞬間提速和轉彎能力對規避魚雷有著決定性的作用。

燃氣輪機有非常高的動力重量比,說直白一點即是發揮同樣的功率的燃氣輪機要比同樣功率的蒸汽鍋爐佔用船艙內使用面積要少得多,而同樣的重量的燃氣輪機發揮出功率要比同樣重量的蒸汽鍋爐要大得多,而且燃氣輪機啟動時間要比蒸汽鍋爐快得多。


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


燃氣輪機可以在長時間內保持一個恆定的速度值,還有燃氣輪機是艦船動力種類裡除蒸汽鍋爐機外能夠發揮最大功率輸出的動力,其實柴油發動機是最優秀的艦船動力,但是其無法發揮出最大的功率,所以只能作為中小型艦船的動力,而不能為那些上萬噸排水量的大型艦船作為動力來源。

作為軍艦動力,首先要考慮的是作戰性能,像我們052用2柴2燃其實是妥協的產物,我們燃氣輪機不成熟,2個柴油機作為平時行駛的主動力,需要的時候才用燃氣輪機,像伯克級那樣裝4臺燃氣輪機才是最理想的。


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


老美曾經在蜜月期賣給我們初代LM2500燃氣輪機,當時單機就有2.5萬馬力,現在最新改進型有4.7萬馬力,我們雖然當時拿到了圖紙,但是由於工藝上的原因沒有達到應該有的壽命,2柴2燃勉強達到10萬馬力讓軍艦擁有30節的能力,但是比起最新款伯克級近18萬馬力的動力,還有很長一段路要走,早點吃透LM2500是當務之急,該燃氣輪機改進型還能用在大飛機上,是個寶!


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


目前,用於艦船推進的LM2500和LM2500+燃氣輪機的總運行時數已經超過驚人的5千萬小時,這是其他任何一種艦船燃氣輪機都難以企及的高度。這一切都得益於LM2500的高性能、高可靠性和高利用率,也得益於其不斷的升級改進。

從最初的25500馬力(18755千瓦)到G4的 47370馬力(34841千瓦),LM2500連續跨越了兩個功率等級的臺階,從而充分滿足了客戶的需求。可以說,LM2500是最優秀、最成功的燃氣輪機。從目前世界燃氣輪機發展的趨勢來看,很難再出現一種可以挑戰甚至超越這座豐碑的新型燃氣輪機了。


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


1982年馬島戰爭,英國海軍19艘燃機艦艇航行四個月(包括14天7000海里的緊急連續航行),無一因為主推進裝置故障而退出戰鬥。

當然,燃汽輪機也有一些問題。比如簡單循環的巡航工況熱效率低,但是這個道理就跟豪車油耗一樣,都買得起輝騰了還在乎啥油耗?高機動性意味著生存率的提高,這才是減成本的地方。


這款超級耗油的燃氣輪機,大型軍艦為何要標配?


總之,戰艦是用來保護國家的資源和財產的,對比起國家的總資源燃氣輪機所消耗的資源只不過是冰山一角,如果為了節約一點燃氣輪機所消耗的資源導致戰爭失敗而丟失了國家的全部資源,那不虧大發了嗎?所以在國防層面很難看到“節能”兩個字,高效穩定永遠是排在第一位的。


分享到:


相關文章: