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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(jìn)?
軍艦?zāi)壳白羁孔V,應(yīng)用最廣泛的技術(shù)是船用燃?xì)鉁u輪機(jī)技術(shù),其中最先進(jìn)的主要以美國LM2500、烏克蘭UGT25000發(fā)動機(jī)為主,它們被大量應(yīng)用在巡洋艦、驅(qū)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(tǒng)無疑是相當(dāng)先進(jìn)的技術(shù),但是我們需要注意,所謂“核動力”其實只是個反應(yīng)堆能源系統(tǒng),并非航母的推進(jìn)動力,美軍核動力航母靠的是蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(甚至還混了應(yīng)急柴油機(jī)),這個技術(shù)并不先進(jìn)。
比較特殊的是這幾年流行的“綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)”,比如“福特號”航母就采用了這種技術(shù),從而可以使全艦?zāi)茉醇铣呻娋W(wǎng),由計算機(jī)進(jìn)行整體控制。
說起來這個技術(shù)并不高端,與電站管控是同一個道理,但涉及到軍艦軍事運(yùn)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(shù)含量最高的仍舊是渦輪機(jī)技術(shù),能做出實用化船用渦輪機(jī)的國家屈指可數(shù)。能做到LM2500和UGT25000那種程度的更是一抹黑。
在技術(shù)可靠性、泛用性、綜合性能上,LM2500已經(jīng)取得了相當(dāng)高的成就,可不要看它的技術(shù)研發(fā)時間早,實際上自70年代實用化以來,LM2500及其改型已經(jīng)成為當(dāng)今最具代表性的艦用發(fā)動機(jī)。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(fā)動機(jī),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(zhàn)新型LM2500地位的機(jī)型還不存在,全球寥寥無幾的幾家船用發(fā)動機(jī)研發(fā)企業(yè)根本不足以撼動通用電氣在LM2500上的研發(fā)地位,美國人也一直在通過高密度的研發(fā)節(jié)奏以及巨量的資金投入,牢牢穩(wěn)固著此款發(fā)動機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢。
什么動力先進(jìn)?
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(jī),(英國的女王,用的是燃?xì)廨啓C(jī),目前不知道效果具體怎么樣),大軍艦,追求速度噸位,比如驅(qū)逐艦,護(hù)衛(wèi)艦,用燃?xì)廨啓C(jī)最好,小軍艦,比如1000-2000+以及1000往下,最好用柴油機(jī),效費比也高,速度也夠,柴油機(jī)相比燃?xì)廨啓C(jī)也采購省錢。
就具體說軍艦什么動力最先進(jìn)?動力先進(jìn)性與類型還不是一回事,有人直觀認(rèn)為核動力就先進(jìn),其實不然,核動力美國人應(yīng)用最多,從企業(yè)號,到尼米茲級別,再到現(xiàn)在的福特,那技術(shù)含量是一直上漲。燃?xì)廨啓C(jī)也是戰(zhàn)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(jìn),吸收,再創(chuàng)新的中國,其中美國艦用燃?xì)廨啓C(jī),搞得最好,中國QC280,雖然比烏克蘭原版的強(qiáng)了不少,而且,動力數(shù)據(jù)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(jī)也不是說技術(shù)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(jī)的和商船用的大型低速柴油機(jī)技術(shù)特點還不一樣,比如瓦錫蘭這樣的玩家,厲害得很。的但是現(xiàn)代的戰(zhàn)艦,動力已經(jīng)不單是發(fā)動機(jī)的事情了,總得來說,大的比小的更難一點,現(xiàn)代戰(zhàn)艦的動力系統(tǒng),更多的是一個電力分配問題,特別是現(xiàn)代戰(zhàn)艦,大部分噸位動力不是光用來航行,相當(dāng)多噸位電力,會被電子設(shè)備消耗,特別是盾艦的雷達(dá)系統(tǒng),那是燒電大戶!所以目前大家都要再電力綜合分配系統(tǒng)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(tǒng)剛剛的,電力系統(tǒng)搞不好,經(jīng)常趴窩啊。所以不要小看綜合電力系統(tǒng)這個東西,以后的軍艦,那是全電,電推,發(fā)動機(jī)是承擔(dān)發(fā)電機(jī)的角色,艦艇各部門用電,那是統(tǒng)一綜合管理調(diào)配,這個系統(tǒng)大大的關(guān)乎戰(zhàn)艦的戰(zhàn)力和生命。我認(rèn)為目前技術(shù)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(jī),到燃?xì)廨啓C(jī)再到蒸汽輪機(jī)應(yīng)有盡有。當(dāng)然帆槳動力是一種早已經(jīng)淘汰的動力系統(tǒng),只不過因為有個別國家海軍還保留有古老的軍艦作為紀(jì)念。比如愛浪漫的法國人就把當(dāng)年的“赫敏”號風(fēng)帆戰(zhàn)艦給復(fù)刻了,用于紀(jì)念和相關(guān)海員的基礎(chǔ)素質(zhì)訓(xùn)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(jì)和21世紀(jì)軍艦同框,有一種穿越的感覺。
回歸正題。軍艦動力系統(tǒng)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(shù)和成本因素,護(hù)衛(wèi)艦多使用高速柴油機(jī);驅(qū)逐艦窮一點的國家燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)交替使用,而富裕的國家全部用燃?xì)廨啓C(jī);體格再網(wǎng)上,兩棲艦多用燃?xì)廨啓C(jī),登陸艦也用燃?xì)廨啓C(jī),到了航母則用蒸汽輪機(jī)。當(dāng)然,不走尋常路的大英帝國伊麗莎白女王號采用兩臺MT30燃?xì)廨啓C(jī)的綜合電推系統(tǒng),最大航速27節(jié)。其實根本不夠常規(guī)戰(zhàn)斗機(jī)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(fēng)?所以航速慢一點也就無所謂了。
這其中要說最先進(jìn)的,我覺得還是燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動機(jī)共用核心機(jī),基本技術(shù)原理同宗同源。和蒸汽輪機(jī)相比,燃?xì)廨啓C(jī)主要有兩大優(yōu)勢。第一,啟動速度快。燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速非常高,但由于和航空發(fā)動機(jī)一樣,轉(zhuǎn)子輕,所以可以很快達(dá)到最高轉(zhuǎn)速。這樣一來可以使軍艦具備非常優(yōu)秀的加速性能,提升機(jī)動性。第二點,燃?xì)廨啓C(jī)的功率密度極大。何為功率密度呢?就是設(shè)備單位體積能夠輸出的功率。燃?xì)廨啓C(jī)的功率密度是柴油機(jī)和蒸汽輪機(jī)的幾倍。同樣輸出功率的燃?xì)廨啓C(jī)體積僅僅為柴油機(jī)的三分之一左右,僅為蒸汽輪機(jī)的五到十分之一左右。
目前世界上能夠制造艦用燃?xì)廨啓C(jī)的國家一個手掌都數(shù)的過來。水平最高的應(yīng)該是美國GE和英國的羅羅公司,代表作分別是LM2500燃?xì)廨啓C(jī)和MT30燃?xì)廨啓C(jī)。其中美國的LM2500燃?xì)廨啓C(jī)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?xì)廨啓C(jī)額定功率36MW,熱效率40%,是目前世界上性能數(shù)據(jù)最好的一款燃?xì)廨啓C(jī)。
緊跟在英國美國之后的是我國和烏克蘭。我國艦用燃?xì)廨啓C(jī)的代表作是GT-25000,其技術(shù)來源于烏克蘭的UGT-25000燃?xì)廨啓C(jī)。在技術(shù)轉(zhuǎn)讓給中國之后,中船重工和航空工業(yè)分別改進(jìn)仿制,中船重工有了GT-25000燃?xì)廨啓C(jī),而航空工業(yè)則叫QC280。但是QC280不能用于軍艦動力,只能轉(zhuǎn)而去用于工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)電等領(lǐng)域。因而GT-25000才是目前我國最先進(jìn)的軍艦動力系統(tǒng),不過在性能數(shù)據(jù)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(tǒng),即核動力和綜合全電推進(jìn)系統(tǒng)。其實核動力軍艦的核反應(yīng)堆只是能源系統(tǒng),并不是軍艦的推進(jìn)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(yīng)堆產(chǎn)生熱量,然后燒開鍋爐水。高溫高壓的水蒸氣進(jìn)入蒸汽輪機(jī)的渦輪,推動蒸汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),再帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)推動軍艦前進(jìn)。說白了,核反應(yīng)堆是油箱,蒸汽輪機(jī)才是核動力軍艦的發(fā)動機(jī)。
綜合全電推進(jìn)則又是另外一種動力模式。目前一般的做法是利用燃?xì)廨啓C(jī)或者柴油機(jī)工作,產(chǎn)生三相電,然后再將電力用于驅(qū)動電動機(jī),帶動螺旋槳或者泵噴推進(jìn)器,推動軍艦前進(jìn)。和直接使用燃?xì)廨啓C(jī)推進(jìn)的區(qū)別在于,普通軍艦燃?xì)廨啓C(jī)直接產(chǎn)生動力,而使用綜合全電推進(jìn)系統(tǒng)的軍艦燃?xì)廨啓C(jī)是用來發(fā)電的。這種動力系統(tǒng)的好處在于,噪音較低,設(shè)備布置位置更加自由和更為環(huán)保。
45型的綜合全電推進(jìn)系統(tǒng)
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(zhàn)斗力。所以我認(rèn)為,綜合全電推進(jìn)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(zhàn)斗力的巨大提升??偟脕碚f,目前最先進(jìn)的動力系統(tǒng)就是綜合全電推進(jìn)系統(tǒng),但是最好用的依然是燃?xì)廨啓C(jī)的爆炸動力輸出。
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