09.15 这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?

燃气轮机那么耗油,为什么还将其用做大型军舰动力系统?很多对机械和军事感兴趣的朋友,对这个问题比较感兴趣,其实这和耗油不耗油关系不大,世界上的舰船既然都要用它,肯定有它的优势,而且在没有更好的技术产生之前,这种优势是无法替代的!

我们先来看看燃气轮机的构造!


这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?


燃气轮机结构最简单,而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、启动快、少用或不用冷却水等一系列优点。燃气轮机(Gas Turbine)是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。


这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?


先进的燃气轮机的热效率其实非常高,达到40%以上,远远大于蒸汽轮机,和柴油机差不多而且不挑食,最重要的是启动快,瞬间加速能力强。

举例:瓦锡兰公司的14缸RT-FLEX96C船用柴油机,最大持续功率80MW,长27.3m,高13.5m,整机重2300T,热效率50%;罗罗的MT30最大持续输出功率36MW,然而长9m,高5m,整机重6.2T,热效率40%。

这个指标对比相当明显了……功率相等的情况下柴油机组重量是燃机的百倍左右。体积小、重量轻意味着船只结构强度高,发动机推重比大,机动性好。


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为什么燃气轮机会在军舰上得以应用呢?

燃机具有单机功率大、体积小、重量轻、启动加速性好、操作维护性好。这在反潜作战中尤为重要,潜艇主要攻击武器是鱼雷,军舰瞬间提速和转弯能力对规避鱼雷有着决定性的作用。

燃气轮机有非常高的动力重量比,说直白一点即是发挥同样的功率的燃气轮机要比同样功率的蒸汽锅炉占用船舱内使用面积要少得多,而同样的重量的燃气轮机发挥出功率要比同样重量的蒸汽锅炉要大得多,而且燃气轮机启动时间要比蒸汽锅炉快得多。


这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?


燃气轮机可以在长时间内保持一个恒定的速度值,还有燃气轮机是舰船动力种类里除蒸汽锅炉机外能够发挥最大功率输出的动力,其实柴油发动机是最优秀的舰船动力,但是其无法发挥出最大的功率,所以只能作为中小型舰船的动力,而不能为那些上万吨排水量的大型舰船作为动力来源。

作为军舰动力,首先要考虑的是作战性能,像我们052用2柴2燃其实是妥协的产物,我们燃气轮机不成熟,2个柴油机作为平时行驶的主动力,需要的时候才用燃气轮机,像伯克级那样装4台燃气轮机才是最理想的。


这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?


老美曾经在蜜月期卖给我们初代LM2500燃气轮机,当时单机就有2.5万马力,现在最新改进型有4.7万马力,我们虽然当时拿到了图纸,但是由于工艺上的原因没有达到应该有的寿命,2柴2燃勉强达到10万马力让军舰拥有30节的能力,但是比起最新款伯克级近18万马力的动力,还有很长一段路要走,早点吃透LM2500是当务之急,该燃气轮机改进型还能用在大飞机上,是个宝!


这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?


目前,用于舰船推进的LM2500和LM2500+燃气轮机的总运行时数已经超过惊人的5千万小时,这是其他任何一种舰船燃气轮机都难以企及的高度。这一切都得益于LM2500的高性能、高可靠性和高利用率,也得益于其不断的升级改进。

从最初的25500马力(18755千瓦)到G4的 47370马力(34841千瓦),LM2500连续跨越了两个功率等级的台阶,从而充分满足了客户的需求。可以说,LM2500是最优秀、最成功的燃气轮机。从目前世界燃气轮机发展的趋势来看,很难再出现一种可以挑战甚至超越这座丰碑的新型燃气轮机了。


这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?


1982年马岛战争,英国海军19艘燃机舰艇航行四个月(包括14天7000海里的紧急连续航行),无一因为主推进装置故障而退出战斗。

当然,燃汽轮机也有一些问题。比如简单循环的巡航工况热效率低,但是这个道理就跟豪车油耗一样,都买得起辉腾了还在乎啥油耗?高机动性意味着生存率的提高,这才是减成本的地方。


这款超级耗油的燃气轮机,大型军舰为何要标配?


总之,战舰是用来保护国家的资源和财产的,对比起国家的总资源燃气轮机所消耗的资源只不过是冰山一角,如果为了节约一点燃气轮机所消耗的资源导致战争失败而丢失了国家的全部资源,那不亏大发了吗?所以在国防层面很难看到“节能”两个字,高效稳定永远是排在第一位的。


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