福特级航母和45型基德级驱逐舰小航母用的一样的燃气轮机吗

英国23型护卫舰的电力推进系统和45型驱逐舰的全电推进的本质区别在哪? - 知乎42被浏览10536分享邀请回答5914 条评论分享收藏感谢收起73 条评论分享收藏感谢收起宏亮瞻局|后辽宁级时代的国产航母:核动力还是燃气轮机?(组图)_网易新闻
宏亮瞻局|后辽宁级时代的国产航母:核动力还是燃气轮机?(组图)
(原标题:宏亮瞻局|后辽宁级时代的国产航母:核动力还是燃气轮机?(组图))
网络上曝出的所谓“第一艘国产航母已铺设飞行甲板”的照片。 本文图片均来自网络  日,在央视国际频道《今日关注》栏目中,针对一组网络上曝出的所谓“第一艘国产航母已铺设飞行甲板”的照片,著名海军装备专家、海军大校曹卫东表示:“依照片来看,我国新一艘国产航母的甲板已经铺设完成,说明船壳基本建造完成,离下水的日子就不是很远了。”
  捉襟见肘的蒸汽轮机
  电磁弹射器。
  电磁弹射器需要强大的电力保障,尤其是弹射时的瞬时高压供电能力,这是中国航母现有的动力系统所难以提供的。
  “库兹涅佐夫海军元帅”号采用了4台TB-12蒸汽轮机和8台增压锅炉。TB-12的前身是TB-8,而TB-8正好是国产051型驱逐舰的主机,国产型号为453型蒸汽轮机。TB-8的功率是3.6万匹马力,当年051型驱逐舰采用2台TB-8蒸汽轮机曾达到38节的高速。TB-12的功率增加到了4.5万匹马力。另外,中国引进的现代级驱逐舰上安装的GTZA-674型蒸汽轮机也是TB-12的改进型。
  从TB-8到TB-12再到GTZA-674,中国在该系列蒸汽轮机上积累了丰富的技术、使用与维护经验。如果辽宁级上采用的蒸汽轮机为其国产化型号的话,相信至少可以达到GTZA-674的水平,4台蒸汽轮机的总输出功率约为20万匹马力。
  该动力系统维持没有弹射器的辽宁级高速航行没问题,但如果是采用了电磁弹射的新航母就有些捉襟见肘了。
  美国“福特”号航母仅4部电磁弹射器同时充电就需约2.2万匹马力,如果下一代国产航母安装3台同样功率的电磁弹射器,所需电能即超过1.6万匹马力,考虑到蒸汽轮机在发电过程中50%左右的能量损耗,仅3台弹射器最大所需功率就占到了全舰总功率的约16%,这必然会严重影响航母航速和其他用电设备的使用。
  更需警惕的是,无论是“库兹涅佐夫海军元帅”号还是印度的“维克拉玛蒂亚”号,其所安装的TB-12蒸汽轮机及配套锅炉在使用过程中多次发生重大事故。俄罗斯拥有丰富的舰用蒸汽轮机研制与使用经验尚且如此,在TB-12基础上研制的中国国产第一代大型舰用蒸汽轮机的可靠性同样有待进一步检验。
  “核电”推进的梦想与现实
  法国“戴高乐”号核动力航母。
  毋庸置疑,
  采用电磁弹射器的航母的最佳动力方案肯定是类似“福特”级的核动力+全电推进系统。
  核动力能为弹射器提供取之不竭的能量;而全电推进系统则省去了机械传动机构,反应堆能量转化为电能后将直接供应给弹射器、螺旋桨推进电机,以及航母电网上的其他终端,无需布置庞大的传动机构非常有利于航母内部结构设计,操控与维护也很方便。
  当然,与很多人想象的不同,全电推进系统的能量转化效率一般远不如机械传动,因此与能量无穷的核反应堆搭档显然是最合适的。
  刚刚下水的美国福特级航空母舰首舰“福特”号(CVN-78)。
  但现实来看,下一代中国国产航母采用“核电”动力的可能性不大。
  中国目前没有现成的高性能压水堆供航母使用,094型战略核潜艇上的新型反应堆据传性能不错,但我们不应忘记,艇用反应堆改舰用的风险极大。
  美国核航母与核潜艇从来没有共用过反应堆。法国拥有世界上最顶尖的核技术,在建造“戴高乐”号时想当然地直接将凯旋级战略核潜艇上的反应堆用在“戴高乐”号上,这套K15自然循环一体化压水堆技术非常先进,在凯旋级上的表现也很出色,但装在“戴高乐”号上就是水土不服,导致“戴高乐”号工期拖长,加装压舱死重后才勉强投入使用,但还是在海试及后续服役过程中多次暴露问题。
  福特级航母的电磁弹射器。
  当然,如果下一代国产航母仍采用常规动力,也并不是说就只能选择蒸汽弹射器。传统上,排水量超过3万吨的大型水面舰艇均以蒸汽轮机作为主动力系统,排水量2万吨以下的舰艇则多选择柴油机和燃气轮机。柴油机的优势是省油,经济性好;燃气轮机则噪声低、振动小、结构紧凑、响应速度快,能更有效的规避水下威胁。
  近年来大型舰用燃气轮机的发展非常快,一批具备自然循环能力的高效能燃气轮机相继问世。排水量与辽宁级相当的英国“伊丽莎白女王”号航母已经突破了燃气轮机无法装备大型航母的禁区。
  中国曾经从美国引进过著名的LM-2500舰用燃气轮机,也曾从乌克兰引进过DN-80舰用燃气轮机。中国目前已能够生产DN-80改进型,按照乌方公开的资料其输出功率约为4万匹马力。
  如果下一代国产航母装备电磁弹射器,比较充足的动力储备需要至少24万匹马力,这就要求4台燃气轮机的单台功率提高到6万匹马力——难度很大,但也并非不可能。“伊丽莎白女王”号上的MT30燃气轮机最大输出功率已经可以达到5.5万匹马力,如果中国未来10年能够研制出目前MT30水平的燃气轮机,并进一步提高热电转换效率,则下一代国产航母换装4台燃气轮机也不是没可能。
  双航母建造基地
  MT30燃气轮机。
  在首艘国产航母确定于大连建造后,第二代国产航母将诞生在哪里成为又一个广受关注的话题。
  大连船舶重工集团(简称大连造船厂)始建于1898年,经历了俄国筹建统治、日本扩张侵占、苏军解放接管、中苏合资经营等不同时期。建国以来,大连造船厂共建造了44个型号、820艘舰船,是为海军建造舰船最多的船厂。新中国第一艘炮艇、第一艘导弹潜艇、第一艘导弹驱逐舰、第一艘油水补给船等都是由该厂建造的,被誉为“中国海军舰艇的摇篮”。
  而上海江南造船集团(简称上海造船厂或江南造船厂)的前身是创建于1865年的江南制造总局,是清末洋务运动创办最早、规模最大的近代民资工业企业,曾为中国制造出第一支步枪、第一门钢炮、第一台万吨水压机、第一代航天测量船……
  我国自行研制的7兆瓦级燃气轮机用于726型气垫登陆艇。
  江南长兴岛造船基地兴建于2005年,日,造船厂从黄浦江畔整体搬迁至位于上海市崇明县长兴岛东南端的新家。长兴岛造船基地占地560公顷,岸线3.8千米的造船基地按照“一百年不落后”的要求规划,分为3条生产线,并列着4座大型船坞和若干室内、室外船台。其中,最大一个船坞长580米、宽120米,面积相当于10个标准足球场。此外还配置了7台600吨以上的龙门吊,总投资约160亿元,它无疑是中国规模最大、设施最先进、最具国际竞争力的造船基地,年造船能力达到450万吨,规模仅次于韩国蔚山造船基地,位居世界第二。
  从以上官方资料不难看出,上海江南造船集团与大连船舶重工集团均拥有极强的军民用船舶建造能力。不过相对而言,大连船舶重工更侧重军工任务,且与军方有更紧密的长期合作传统。
  如果说上海与大连在航母建造项目上存在竞争的话,那么大连其实在“辽宁”号落户的那一刻就占据优势。通过对中国第一艘航母的系统改建,大连造船厂在航母船体结构、材料工艺、配套舾装、靠岸及海上测试、工程管理及相关人才队伍建设上均有了较深厚的积累,并成为中国目前唯一有航母建造经验的造船企业。
  值得注意的是,能够建造现代化航母的造船厂在全世界屈指可数,即便是像美国这样的航母超级大国,现役的10艘尼米兹级与正在建造的“福特”号也均出自纽波特纽斯造船厂一家;法国战后建造的3艘航母(不算直升机航母)中的两艘——“戴高乐”号与“克莱蒙梭”号均在布雷斯特海军造船厂建造,另外一艘“福煦”号虽然在圣纳泽尔大西洋造船厂开工,但最后仍然被拖至布雷斯特才能完工。  英国“伊丽莎白女王”级航母使用的MT30燃气轮机最大功率为36兆瓦。
  俄罗斯的航母就比较尴尬了,在苏联全盛时期也只有位于乌克兰境内的尼古拉耶夫造船厂能够建造航母,这导致俄罗斯在新国家成立后实际上丧失了航母建造能力。与大连造船厂的情况类似,俄罗斯试图通过对印度“维克拉玛蒂亚”号航母的改建工程,将圣彼得堡北方机械造船厂打造成新的航母建造基地。但该工程的一波三折充分证明,建设一个拥有航母建造能力的大型造船厂的难度有多难。
  将首艘国产航母放在大连建造,可以充分利用船厂现成的技术与经验,尽可能规避风险,同时更易于控制建造工期和成本。如果由上海承建的话,国外经验表明,短期内建成一个新航母造船厂的难度与相关投入必然极高。长兴岛造船基地尽管规模宏大,技术先进,但并不意味着可以在短期内拥有航母建造能力(可以负责部分舱段)。这就像韩国现代集团的蔚山造船基地虽然是世界上最大的造船基地,却不能生产航母一样。
  因此,江南造船厂承建航母的希望只能寄托在国产下一代航母身上。其实早在2011年,上海东方卫视播出的《看东方》节目中,江南造船集团总经理南大庆就宣称:“从我们的硬件设施,从我们的生产能力,我们完全具备了为海军承建它所需要的各种水下水上包括战略性的舰艇项目。现在大家都很关注航空母舰的项目,我今天告诉你的就是:江南造船厂为承建航空母舰已经做好了准备,它已经具备了能力,我们希望承建第一艘我们自己设计,具有自主知识产权的航空母舰。”
  第一艘我们自己设计、具有自主知识产权的航空母舰。”南总也许在5年前就揭晓了答案。
  (“宏亮瞻局”系上海交通大学国家战略研究中心特约副研究员王宏亮为澎湃防务开设的个人专栏,力求在兼顾分析的深度和厚度的同时,在前瞻性、敏锐度上更上一层楼,每周一期,不见不散)(来源:王宏亮/澎湃防务特约撰稿人)
本文来源:澎湃新闻网
责任编辑:黄欢_NN1650
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专家:国产航母面临发动机难题 技术落后较多
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核心提示:专家说,相较于核动力,国产航母的常规动力则是一道必须翻过去的坎。这里中国的选择只有两条路:要么走大功率蒸汽动力方案,要么借鉴西方走燃气轮机路线。让人略感沮丧的是,中国在这两方面都缺乏技术优势,并长期落后于世界先进水平。
  据加拿大《汉和防务评论》2013年8月刊(提前出版)报道,中国上海的江南长兴岛造船厂已经在室内船台上完成了一段航母分段模型的建造。文章称,中国海军的领导人参观了这一模型,模型以全尺寸方式模拟了航母的一个分段,这意味着中国航母的建造是采用分段技术,最后组装的建造方式。(图片友情提供:HSH论坛)  据悉该模型是个工程样品,各种船厂在建造新型船只之前都会制造此类样品。无疑国产航母的建造已经被提上了议事日程。江南厂希望能获得国产航母的合同,曾执行过辽宁舰改装任务的大连造船厂也虎视眈眈,但是目前尚无确切消息显示中国海军已与任何船厂签订了正式造船合同。有消息显示,中国将不止一艘航空母舰。出于稳妥等一系列因素考虑,我国第一艘国产航母将大体模仿辽宁舰,但排水量将会进一步放大。随后才将建造装备有弹射器的航母。  据悉,大连重工船厂目前也正在建造一个类似的航母模拟分段,这个分段采用了类似于辽宁舰的结构,是一型中型滑跃起飞常规动力航母,型号为001A。而正在研制的大型弹射起飞常规动力航母,型号为002,将在上海建造。
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  江南长兴岛造船厂始建于2005年6月份,首期项目投资36亿美元,规划在3.8公里的海岸线上建造4个干船坞、9个栈桥码头和两个货运码头。长兴造船厂有能力建造几乎所有大型舰只,包括航母,该厂最大的船坞长达580米、宽120米,足以建造类似美军尼米兹级别的航母。(图片友情提供:HSH论坛)  近年来江南长兴岛造船厂的造船速度明显加快,近年来已生产了至少7艘052C、052D型驱逐舰。今年公开的一组照片中可以看见052D型驱逐舰首舰已经基本完成建造工作,与此同时,有网络传闻国内研制,采用与052D相似技术,但排水量高达12000吨的新型055型战舰已经完成初期方案论证和设计阶段,或许不日将开工建造。
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  分段是船舶建造业的专用名词,它是由零、部件组装而成的船体局部结构,分段装焊或者分段组装,就是指将零件、预装好的部件在胎架上组合焊接成分段或总段,以供船台装配。这个阶段又称为中合拢阶段,是船体建造中的重要工艺阶段,分段是建造航母的必由之路,只有能够建造分段的能力,才能组装起一艘航母,由于航母是大型舰艇,所以目前实际上的航母均由分段建造法完成,模拟航母分段是真实航母分段的一次“总演习”,在航母建造的“搭积木”过程中,事先建造一个复杂结构分段,具有验证技术实力和演示建造能力的双重作用,从图中可以发现,中国的航母将采用立体分段建造法建造,与美军大型航母类似。建造中国的航母分段标志着中国已经具备所有建造航母的技术能力,目前002大型常规动力航母已经箭在弦上。(环球网特约评论员:雷泽
图片友情提供:HSH论坛)
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  请注意右侧的凹槽,这是弹射器安装的预留位置。(图片友情提供:HSH论坛)
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  中国江南造船厂具备建造大型和巨型航母的能力,现在只欠东风了。(图片友情提供:HSH论坛)
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  美国福特级航母的建造现场,重达900余吨的舰岛正在吊装中。
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美国福特级航母的建造现场。
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美国福特级航母的建造现场。
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美国福特级航母的建造现场。
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美国福特级航母的建造现场。
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美国福特级航母的建造现场。
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英国伊丽莎白女王级航空母舰的建造现场。
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英国伊丽莎白女王级航空母舰的建造现场。
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英国伊丽莎白女王级航空母舰的建造现场。
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英国伊丽莎白女王级航空母舰的建造现场。
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英国伊丽莎白女王级航空母舰的建造现场。
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英国伊丽莎白女王级航空母舰的建造现场。
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英国伊丽莎白女王级航空母舰的建造现场。
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(新华军事评论员 郑文浩)相较于核动力,国产航母的常规动力则是一道必须翻过去的坎。因为在无法获得满足航母要求的核动力之前,常规动力是必然的选择。这里中国的选择只有两条路:要么走大功率蒸汽动力方案,要么借鉴西方走燃气轮机路线。让人略感沮丧的是,中国在这两方面都缺乏技术优势,并长期落后于世界先进水平。在核动力诞生之前,蒸汽动力可以说在海军强国的包括航母在内的大中型水面舰艇中占据绝对的霸主地位。美国战后发展的几型常规动力航母,从“弗莱斯彻”级到“小鹰”级,均采用蒸汽动力,而苏联的航母也同样采用蒸汽动力。蒸汽虽然具有系统复杂、配置自动化系统较难、占用的舱容大、施工周期长、维护工作量多以及经济性较差等缺陷,但是其单机功率大、技术成熟、寿命长、安全可靠、对燃料要求低的优点,十分符合航母这种大吨位水面舰艇。然而由于中国建国以来长期没有实力发展大型水面舰艇,起步时引进的苏联驱逐舰蒸汽动力水平低,因此中国海军在有实力大量建造中型以上驱护舰艇的时候,多使用柴油机+燃气轮机的混合动力。因此中国只有单轴26.47MW( 36000马力)蒸汽动力的生产能力,而缺乏发展性能指标接近或超过世界先进水平的马力蒸汽动力的技术。然而由于长期没有大型舰艇的建造需求,我国连蒸汽动力相关研究、设计专业队伍都严重缺乏,目前除某些工程学院还保留该专业设置外,原设有蒸汽动力专业的院、校均已取消该专业。在燃气轮机上,我国虽然很早重视到了其对于现代化水面舰艇的意义,但由于整体涡轮发动机产业落后,长期处于屡战屡败而又屡败屡战的境地。在上世纪50-70年代,中国就以前苏联技术为基础,自主设计、实验、制造200-25000kw燃气轮机。1982年西安航空发动机公司利用国产涡扇9型研制出410A型舰用燃气轮机,功率为13000马力。410A研发历时8年,于1988年元月完成150小时持久试车,运行安全,但缺点是燃气等熵功率比设计计算值约低5%,输出功率低了约3.8%,而被国内用户否决。1985年,中国从美国引进了4台LM2500舰用燃气轮机,用于两艘052型驱逐舰。但1989年后中国海军引进LM2500技术的计划和合作生产FT-8燃气轮机的计划,均被美方单方面终止。当时我军甚至一度面临新型主力驱逐舰无动力可用的危险境地。直到1993年中国从乌克兰引进单台功率为33000马力的GT25000燃气轮机全套设计资料和加工工艺,才缓解了这一危机。目前GT25000国产化率接近90%,国内型号为QC-280。特别是在“亚丁湾”护航5年以来,中国主力驱逐舰的国产燃气轮机经受住了条件恶劣、缺少后勤保障的挑战,仍旧保持较高的稳定性和可靠性。由于西方国家将燃气轮机列为关键的国防安全技术,因此至今拒绝向中国转让任何相关技术,但国内无论是军用还是民用对燃气轮机的需求非常强烈,因此在引进乌克兰技术基础之上,中国也具备一定的技术基础,已经拥有了重型燃气轮机大型部件(非热端部件)加工、整机装配/试车、系统成套能力;具有了重型燃气轮机超级合金冶炼、热端部件制造初步能力;建立起了研究开发、设计、部件试验基本条件。中国一航采用乌克兰技术研制RMW)燃气轮机就是典型代表。但R0110重型燃气轮机主要应用于发电领域,在舰艇上使用必须经过船用化的改造。乌克兰的舰用燃气轮机是走的专用设计路线,而西方国家主要走的是依靠先进航空发动机开发舰用燃气轮机的路线。由于对燃气轮机技术的渴求,这两种路线在中国是并行存在的。如果使用QC-280舰用燃气轮机,那么使用4台最多驱动20000吨左右的轻型航母。目前英国的无敌级、意大利的“加里博迪”号航母和西班牙的“阿斯图里亚斯亲王”号这些轻型航母都采用了全燃动力。“阿斯图里亚斯亲王”号使用的就是两台LM-2500燃气轮机。但中国要想建造中型以上航母,就必须研发舰用高功率燃气轮机。例如60000吨的英国伊丽莎白女皇级航母,使用4台MT-30燃气轮机,该机是目前可用的功率最大舰用燃气轮机,单机功率达到了36MW,即50000马力,这已经接近了重型蒸汽动力的水平。中国只有跨越现有QC-280的档次,研制一款具有国际水平的先进燃气轮机,才能满足国产航母的需要。否则中国就要在蒸汽动力上下大力气,这样才能确保中国航母动力的需要。而未来发展大型乃至重型航母,蒸汽动力必不可少,使用燃气动力已经没有必要,而且即便是核动力也需要蒸汽轮机的相关技术。然而在目前中国的船舶动力中,主要的形势是柴油机动力发展强劲,燃气轮机动力技术尚在攻关,但蒸汽动力无论是技术还是投入都稍显不足。柴油机动力的发展和中国造船出口的背景是分不开的。由于中低速柴油机是世界民船领域的绝对主力,有数据显示以柴油机为动力的船舶占世界商船队的95%以上。同时在军用领域,中国由于燃气动力储备不足,在柴燃联合动力上花的功夫就比较大,获得的回报也丰厚。国内建造出口国外的F25T型护卫舰,采用柴燃联合动力,其表现甚至超过了某些国外同级别的全燃动力护卫舰。在燃气轮机领域,2002年7月国家科技部启动了863计划“燃气轮机专项”。但这个专项主要的研制方向在重型燃气轮机(R0110)和微型燃气轮机,主要满足我国未来能源发展的重大核心装备。之所以没有将舰用燃气轮机列入其中,是因为从西方的经验来看,优秀舰用燃气轮机主要从航空发动机发展而来。目前中国已经有多种航空发动机改燃机轮机投入使用或开始研制。例如昆仑涡喷发动机改QD128燃气轮机已经在西气东输工程中投入使用,太行涡扇发动机改燃气轮机的7000KW级QD70燃气轮机已在中原油田并网发电。但航空发动机改舰用燃机轮机还没有公开的报道,这一方面是中国航空发动机本身技术的薄弱,另外舰用燃气轮机和在陆地上使用环境有很大差别,舰艇本身要晃动,海上高盐、高湿的环境也是不利的因素。由于航空发动机对于中国空中安全的意义已经得到了社会各界的公认,特别是已经引起了政府高层的重视。根据2012年底的消息,各界瞩目的航空发动机重大科技专项,日前已经上报国务院,并有望于近期出台。根据已有信息,该专项预计投入至少千亿元资金支持国产航空发动机的自主研发与制造,这是迄今为止所有重大专项中投资规模最大的一个。从这个力度来看,中国舰用燃气轮机的未来是相当光明的。
但是从航母发展的角度来看,中国采用全燃动力毕竟还不现实。蒸汽动力已经成为首要的选择。而且蒸汽动力航母未来还可以使用蒸汽弹射器,而全燃动力则和蒸汽弹射器不兼容,只能使用更先进的电磁弹射器,技术跨度更大。但相对于燃气轮机,我国蒸汽轮机的整体发展环境并不理想。无论是在民船还是军船领域,蒸汽动力的应用面都非常狭窄。过去民船的LNG大型液化气船采用蒸汽动力,但近年也逐渐被低速柴油机和柴-电联合动力所代替。而在军船领域,中小型舰艇早已将蒸汽动力排除在外,只有在航母这类大型舰艇和核动力舰艇,安装有蒸汽动力设备。因此中国过去忽视蒸汽动力发展也是“情有可原”。但正如上文所述,除非中国永远不打算研发大型航母,否则必须保持一个“应用面小但技术含量高”的蒸汽动力技术。(原标题:中国航母动力之惑——蒸汽轮机还是燃气轮机)
本文来源:新华网
责任编辑:王晓易_NE0011
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分享至好友和朋友圈导读:燃气轮机与全电推进:中国航母的心脏与战力之源,凤凰军事刘畅中国海军舰艇的发展一直遵循小步快跑的策略,同时诸如动力装置这种关键设备的局限也使中国国产战舰的规模化生产难以进行,图为正在吊装的“伊丽莎白女王”级航母的动力机组,尽管该型航母在整体性能上存在诸多局限,但在动力装置设计上却很值得航母后发国家效仿、学习,动力装置的局限似乎已不再能禁锢中国战舰进步的步伐,以QC280为代表的新一代国产燃气轮机燃气轮机与全电推进:中国航母的心脏与战力之源 日 17:27来源:凤凰军事 作者:刘畅
凤凰军事 刘畅 中国海军舰艇的发展一直遵循小步快跑的策略,这一方面是为了能将不断获得的新技术应用在战舰之上,同时诸如动力装置这种关键设备的局限也使中国国产战舰的规模化生产难以进行。但随着052C、D型
图为正在吊装的“伊丽莎白女王”级航母的动力机组,尽管该型航母在整体性能上存在诸多局限,但在动力装置设计上却很值得航母后发国家效仿、学习。(资料图) 凤凰军事 刘畅 中国海军舰艇的发展一直遵循小步快跑的策略,这一方面是为了能将不断获得的新技术应用在战舰之上,同时诸如动力装置这种关键设备的局限也使中国国产战舰的规模化生产难以进行。但随着052C、D型驱逐舰的大量建造,以及055型“万吨大驱”的呼之欲出,动力装置的局限似乎已不再能禁锢中国战舰进步的步伐。以QC280为代表的新一代国产燃气轮机动力的成熟与量产意味着,不仅中国大型驱护舰有了可靠“不限量”的强劲心脏,以QC280为基础研发的“航母心脏”也使中国航母具备了革命性的强大心脏与战力之源。 英国女王在中国的“异母同胞” 英美两国在电动战舰方面的研发一直领先世界,美国早在二战前建造的“列克星敦”级航母就已采用电力动力,但这种研发与应用在二战后似乎并未继续。相比之下,英国在燃气轮机革命之后就一直积极研发并实用化全电战舰,目前最可观的成果就是全电驱动的“伊丽莎白女王”级航空母舰。该级航母采用IFEP整合式电力推进系统以2具单机功率36兆瓦的MT-30燃气涡轮、1具单机功率11兆瓦的Wartsila 16V38B柴油机以及2具单机功率9兆瓦的Wartsila 12V38B柴油机作为发电机动力来源,总输出功率在108兆瓦以上,其中80兆瓦用于驱动4具先进感应电动机(单机功率20兆瓦),带动双轴螺旋桨;每轴由两个电动机驱动,两机可单独分割操作,需要高功率输出时则串联使用。 与之相比,中国未来的国产航母在动力模式上很可能采用与“伊丽莎白女王”级航母类似的动力模式。目前中国已在QC280燃气轮机基础上研发了30兆瓦级别的QD280燃气轮机,国产的16PA6V-280STC系列柴油机也已相当成熟,更为重要的是,中国是目前世界上首个实现中压直流综合电力系统的国家。相比目前在英国45型驱逐舰、“伊丽莎白女王”及航母以及美国DDG1000型驱逐舰上采用的中压交流综合电力系统更加先进,结构更简洁,动力转换率更高。有鉴于此,中国在大型航母这类巨型平台上实现全电推进式并不存在技术瓶颈。当中国国产的全电巨型航母航行在大洋之上时,英雄气短的“伊丽莎白女王”级航母看到自己在东方的这个异母同胞的妹妹,不知心里会有怎样的感觉。 燃气轮机与全电推进:中国航母的心脏与战力之源 凤凰军事 刘畅 中国海军舰艇的发展一直遵循小步快跑的策略,这一方面是为了能将不断获得的新技术应用在战舰之上,同时诸如动力装置这种关键设备的局限也使中国国产战舰的规模化生产难以进行。但随着052C、D型
英国45型驱逐舰与“伊丽莎白女王”级航母在诸多技术上存在试验与继承的关系,这种做法既有益于关键技术的验证与成熟,也有益于新型航母服役后全新特混舰队整体技术水平的提升。(资料图) 电磁弹射与“人间大炮” 舰艇尤其是航母采用全电推进的另一大好处就是电力储备的极大增强为采用诸如电磁弹射器这种全新“力量倍增器”创造了条件。电磁弹射具有容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处。尽管类似电磁弹射器这种新概念设备对航母相关技术积累尚浅的中国而言似乎有些好高骛远,但发展电磁弹射器对中国而言却是相当现实的需求。原因在于中国航母在发展初期,无论是吨位还是舰载机数量都无法与美国现役航母相比,同时未来面对的东北亚国家的陆基空中力量的威胁也很严重,这就要求航母搭载的舰载机需要有更大的起飞重量与弹射效率,而电磁弹射器正是实现这些目标的最佳手段。而对于电磁弹射器而言,全电战舰无疑是其搭载的最佳平台。 除了电磁弹射器这种间接的“力量倍增器”,全电航母也有益于中国装备类似电磁轨道炮这类全新的攻击性武器,目前美国已计划未来在“福特”级航母上装备电磁轨道炮。如果中国航母采用全电模式,日后电磁轨道炮同样有可能成为标准配备,而一旦配备该型炮,在很大意义上,航母的现有应用将会被扩大。例如在面对敌方相对弱小的舰队骚扰或袭击时,航母可依仗自身火力解决威胁,特混编队中的其他舰艇则可专心防御更高等级的威胁。同时航母以极小的空间与吨位换来的这种自身打击能力的提升,也有益于航母编队规模的缩减,从而在保证战力的情况下使航母编队更加精干。 中国的航母相关技术似乎已为国产全电航母的诞生做好了准备,但子系统的成熟与整系统的诞生是有很大距离的。未来中国装备全电航母符合中国对航母的需求,但此前相关技术可以在驱护舰等级的平台上实现实用化,这样当国产全电航母成熟之后,等待她的就已是一支基本实现全电的新时代海军,而非一群上个时代的战舰,在这方面“伊丽莎白女王”级航母与45型驱逐舰之间的技术传承与作战搭配为我们提供了有益参考。
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