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2024-04-10 13:41:32 鍋爐 0人已圍觀
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軍艦用什么動力最先進?
軍艦目前最靠譜,應用最廣泛的技術是船用燃氣渦輪機技術,其中最先進的主要以美國LM2500、烏克蘭UGT25000發動機為主,它們被大量應用在巡洋艦、驅逐艦、兩棲攻擊艦等各種艦船上。
除此之外,航母的核動力系統無疑是相當先進的技術,但是我們需要注意,所謂“核動力”其實只是個反應堆能源系統,并非航母的推進動力,美軍核動力航母靠的是蒸汽輪機驅動(甚至還混了應急柴油機),這個技術并不先進。
比較特殊的是這幾年流行的“綜合電力推進系統”,比如“福特號”航母就采用了這種技術,從而可以使全艦能源集合成電網,由計算機進行整體控制。
說起來這個技術并不高端,與電站管控是同一個道理,但涉及到軍艦軍事運用,可靠性方面仍有很長的路要走。
可以這樣說,目前世界技術含量最高的仍舊是渦輪機技術,能做出實用化船用渦輪機的國家屈指可數。能做到LM2500和UGT25000那種程度的更是一抹黑。
在技術可靠性、泛用性、綜合性能上,LM2500已經取得了相當高的成就,可不要看它的技術研發時間早,實際上自70年代實用化以來,LM2500及其改型已經成為當今最具代表性的艦用發動機。不僅美國人自己離不開,連歐洲、日韓等國的軍艦也離不開這種發動機,可謂是西方陣營傳家寶。
從目前的世界形勢來看,能全面挑戰新型LM2500地位的機型還不存在,全球寥寥無幾的幾家船用發動機研發企業根本不足以撼動通用電氣在LM2500上的研發地位,美國人也一直在通過高密度的研發節奏以及巨量的資金投入,牢牢穩固著此款發動機的技術優勢。
什么動力先進?
這個,按照噸位和排水量來劃分,航母這樣的大家伙,一般能能用蒸汽輪機,(英國的女王,用的是燃氣輪機,目前不知道效果具體怎么樣),大軍艦,追求速度噸位,比如驅逐艦,護衛艦,用燃氣輪機最好,小軍艦,比如1000-2000+以及1000往下,最好用柴油機,效費比也高,速度也夠,柴油機相比燃氣輪機也采購省錢。
就具體說軍艦什么動力最先進?動力先進性與類型還不是一回事,有人直觀認為核動力就先進,其實不然,核動力美國人應用最多,從企業號,到尼米茲級別,再到現在的福特,那技術含量是一直上漲。燃氣輪機也是戰艦主流動力選擇,這個玩家其實也是不少,但是能自己造的玩家,真不多,目前就三家,美國,烏克蘭,以及引進,吸收,再創新的中國,其中美國艦用燃氣輪機,搞得最好,中國QC280,雖然比烏克蘭原版的強了不少,而且,動力數據也很不錯,但是,它的體積比起美國的那是確實有點大,其實柴油機也不是說技術就落后,能造好這玩意兒的確實也不多,軍艦用的小型高速柴油機的和商船用的大型低速柴油機技術特點還不一樣,比如瓦錫蘭這樣的玩家,厲害得很。的但是現代的戰艦,動力已經不單是發動機的事情了,總得來說,大的比小的更難一點,現代戰艦的動力系統,更多的是一個電力分配問題,特別是現代戰艦,大部分噸位動力不是光用來航行,相當多噸位電力,會被電子設備消耗,特別是盾艦的雷達系統,那是燒電大戶!所以目前大家都要再電力綜合分配系統上見高低,這一塊,目前還是咱們的可靠,美國人的朱姆沃爾特,和英國的45型,那都是動力系統剛剛的,電力系統搞不好,經常趴窩啊。所以不要小看綜合電力系統這個東西,以后的軍艦,那是全電,電推,發動機是承擔發電機的角色,艦艇各部門用電,那是統一綜合管理調配,這個系統大大的關乎戰艦的戰力和生命。我認為目前技術最高噸位,必須首推這個東西
目前軍艦動力的種類很多,從古老的帆槳動力,到柴油機,到燃氣輪機再到蒸汽輪機應有盡有。當然帆槳動力是一種早已經淘汰的動力系統,只不過因為有個別國家海軍還保留有古老的軍艦作為紀念。比如愛浪漫的法國人就把當年的“赫敏”號風帆戰艦給復刻了,用于紀念和相關海員的基礎素質訓練。這是“赫敏”號和法國阿基坦級三號艦普羅斯旺號同框的照片▼,18世紀和21世紀軍艦同框,有一種穿越的感覺。
回歸正題。軍艦動力系統是軍艦的心臟,非常重要。按照不同的體格和用途,再加一些技術和成本因素,護衛艦多使用高速柴油機;驅逐艦窮一點的國家燃氣輪機和柴油機交替使用,而富裕的國家全部用燃氣輪機;體格再網上,兩棲艦多用燃氣輪機,登陸艦也用燃氣輪機,到了航母則用蒸汽輪機。當然,不走尋常路的大英帝國伊麗莎白女王號采用兩臺MT30燃氣輪機的綜合電推系統,最大航速27節。其實根本不夠常規戰斗機起飛條件,好在它自己有海鷂和從美國買來的F-35B。直接垂直起降,還要什么甲板風?所以航速慢一點也就無所謂了。
這其中要說最先進的,我覺得還是燃氣輪機。燃氣輪機和航空發動機共用核心機,基本技術原理同宗同源。和蒸汽輪機相比,燃氣輪機主要有兩大優勢。第一,啟動速度快。燃氣輪機的轉速非常高,但由于和航空發動機一樣,轉子輕,所以可以很快達到最高轉速。這樣一來可以使軍艦具備非常優秀的加速性能,提升機動性。第二點,燃氣輪機的功率密度極大。何為功率密度呢?就是設備單位體積能夠輸出的功率。燃氣輪機的功率密度是柴油機和蒸汽輪機的幾倍。同樣輸出功率的燃氣輪機體積僅僅為柴油機的三分之一左右,僅為蒸汽輪機的五到十分之一左右。
目前世界上能夠制造艦用燃氣輪機的國家一個手掌都數的過來。水平最高的應該是美國GE和英國的羅羅公司,代表作分別是LM2500燃氣輪機和MT30燃氣輪機。其中美國的LM2500燃氣輪機以可靠性見長,使用壽命超長,故障率極低。而MT30則靠輸出功率和熱效率聞名世界。MT30燃氣輪機額定功率36MW,熱效率40%,是目前世界上性能數據最好的一款燃氣輪機。
緊跟在英國美國之后的是我國和烏克蘭。我國艦用燃氣輪機的代表作是GT-25000,其技術來源于烏克蘭的UGT-25000燃氣輪機。在技術轉讓給中國之后,中船重工和航空工業分別改進仿制,中船重工有了GT-25000燃氣輪機,而航空工業則叫QC280。但是QC280不能用于軍艦動力,只能轉而去用于工業生產和發電等領域。因而GT-25000才是目前我國最先進的軍艦動力系統,不過在性能數據和可靠性依然與美國英國有著差距。
除此之外,還有兩種比較特殊一點的動力系統,即核動力和綜合全電推進系統。其實核動力軍艦的核反應堆只是能源系統,并不是軍艦的推進裝置。使用核動力的軍艦一般是大型巡洋艦和航空母艦,其工作過程其實是核反應堆產生熱量,然后燒開鍋爐水。高溫高壓的水蒸氣進入蒸汽輪機的渦輪,推動蒸汽輪機旋轉,再帶動螺旋槳旋轉推動軍艦前進。說白了,核反應堆是油箱,蒸汽輪機才是核動力軍艦的發動機。
綜合全電推進則又是另外一種動力模式。目前一般的做法是利用燃氣輪機或者柴油機工作,產生三相電,然后再將電力用于驅動電動機,帶動螺旋槳或者泵噴推進器,推動軍艦前進。和直接使用燃氣輪機推進的區別在于,普通軍艦燃氣輪機直接產生動力,而使用綜合全電推進系統的軍艦燃氣輪機是用來發電的。這種動力系統的好處在于,噪音較低,設備布置位置更加自由和更為環保。
45型的綜合全電推進系統
看來看去,除了噪音低點,對軍艦來說沒啥提升性能的作用。而且噪音降低了也沒有用,軍艦又不是潛艇,需要隱蔽聲音特征。而且軍艦更不怕潛艇,噪音大點只不過不太舒服而已,壓根不影響戰斗力。所以我認為,綜合全電推進用在軍艦上其實用處沒有想象中那么大,反而用在潛艇上會來帶戰斗力的巨大提升??偟脕碚f,目前最先進的動力系統就是綜合全電推進系統,但是最好用的依然是燃氣輪機的爆炸動力輸出。
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