12.22 從大型航空母艦動力看航母動力系統發展

當年小鷹級航母採用了常規動力,增壓鍋爐和柴油機一共產生了28萬馬力的動力,軍艦產生的蒸汽推動了軍艦以30節航速前進和四個蒸汽彈射器的正常運轉。小鷹號裝備4臺蒸汽彈射器,增壓鍋爐的任務之一就是為蒸汽彈射器提供足夠的蒸汽。

隨著科技的發展,電磁彈射器已經是未來航空母艦的標配,如果依然採用增壓鍋爐就不和適宜了,所以新興動力系統的應用迫在眉睫。電磁彈射需要大量的電能,同時電能也可以帶動電動機進而推動軍艦前進,如果使用電能就一舉滿足了電磁彈射和軍艦動力問題,故而全電推是未來的發展趨勢,對於沒有軍艦核技術的國家來說,發展這樣的技術尤其重要。

從大型航空母艦動力看航母動力系統發展

W38柴油機,遠處藍白相間的是柴油機本身,近處的是發電機


現在的艦用柴油機可以滿足很多軍艦的動力需要,以女王級裝備的W38柴油機來看,單臺15600馬力,該型柴油機加上發電機長度是13米左右,寬度約3米,對於航母來說,容下這樣的柴油機沒有問題。全電推技術的優點之一就是取消了複雜的機械傳動設備,這樣能量損耗大大降級,能量利用率的提高使得軍艦實際使用動力不變的情況下能有更大比例的動力帶動電磁彈射器運轉,也就是說作為動力的實際功率不變,軍艦各種航速指標不變,損耗的功率大幅度減少,這部分原來的損耗功率用在了電磁彈射器上。

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LM2500的全部結構,核心機就裝在標有TM2500的那個箱子中。


燃氣輪機以LM2500為經典款,該型燃氣輪機的最大功率已經從早期的25060千瓦漲到了35320千瓦也就是47600馬力,是W38的三倍多,體積只比一個標準集裝箱大了一點,這已經是包括了燃氣輪機帶動的發電機了,但是她的進氣道和排氣道加起來面積有10平方米,也就是說如果橫放就會佔去5米左右的寬度,但是航母的動力艙有足夠的高度,並且燃氣輪機本身也就是不超過3.5米高,把排氣道建在動力艙裡是可以的,這樣就降低了對動力艙外空間的使用量。考慮到輸出能力,輸出相同的功率佔用的空間依然沒有柴油機大,故燃氣輪機是航空母艦的和動力外的最優選擇。

從大型航空母艦動力看航母動力系統發展

LM2500的核心部分


常規航母達到中型航母水平時就會有體積可觀的外飄,外飄裡可以設置空氣過濾系統,把煙塵尤其是海平面上的水霧過濾掉。不能把進氣道建在排氣道周圍利用排氣道熱量來使水霧蒸發掉,因為這樣吸入的空氣終會混合軍艦自身排出的煙塵,並且加熱後空氣會自動往上飄,燃氣輪機要想吸入足夠的空氣就必須消耗更多的功率。

柴油機的優點就是久經發展,性能優良,所以是最可靠的軍艦動力,故而就算是航空母艦也會裝備一定量的柴油機。但是未來航母的能量消耗會逐漸加大,柴油機有一點力所不能及,所以發展大功率高性能的燃氣輪機是常規航母的迫切需求。


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