1947年,英国研制的G1燃气轮机在英国皇家海军MGB2009高速炮艇上试装成功,揭开了舰用燃机发展的序幕,舰用燃机迅速取代蒸汽轮机和柴油机,成为军舰的主要动力,目前西方国家只有航空母舰使用核反应堆作为热源的蒸汽轮机,而柴油机仅作为部分军舰的辅助动力存在。
一个有趣的现象是,绝大部分舰用燃机都是航空发动机改的,就是把双转子航空发动机的低压压气机(或风扇)去掉,低压涡轮驱动减速器,然后再驱动螺旋桨,例如MT30、WR-21、LM2500等,只有前苏联的UGT-25000是专门研制的(后归乌克兰),主要原因是前苏联研制的航空发动机的可靠性和寿命无法满足要求,先天不足。
跟军用航空发动机一样,西方国家对舰用燃机出口也有很多限制,仅向盟友出售,但发电用燃气轮机就没有任何出口限制,我国跟西门子、三菱、通用电气都有合作,生产由其提供技术的发电用燃气轮机,那为什么不能把发电用燃气轮机搬到军舰上使用,解决我国舰用燃机极度缺乏的局面呢?
舰用燃机
发电燃气轮机(虽然功率不对等,但也可以看出端倪)
第一,航改舰用燃机继承了航空发动机重量轻、体积小的优良传统,而且附属控制、滑油附件都挂在机体外侧,功率密度很大,然而发电用燃气轮机设计之初就较少考虑重量和体积,而且其附属控制、滑油附件都是单独放置,导致其功率密度远小于舰用燃机,军舰虽然大(相对飞机而言),但如果真要放上这么个大家伙,将极大压缩其它设备的空间和重量。
舰用燃机均为双转子或三转子
发电用燃气轮机为单转子
第二,舰用燃机都是由核心机和动力涡轮组成,核心机和动力涡轮各一个转子(MT30的核心机甚至2个转子),输出功率的变化主要对动力涡轮转速造成影响,对核心机的工作状态影响较小,通过一个齿轮箱带动螺旋桨的情况下,即能够适用军舰的频繁加减速,而发电用燃气轮机只有一个转子,仅适合转速恒定的应用场合,如果要适用军舰的频繁加减速,必须将齿轮箱改为体积更大、效率更低的电传扭或液力传扭设备,无疑又大大压缩了其它设备的空间。
此外,发电用燃气轮机转子重量大,起动时间也要比舰用燃机长;发电用燃气轮机转速低,其噪音易于在海洋中传播,不利于军舰隐蔽。
总之,将发电用燃气轮机搬到军舰上作为动力,技术上也是可行的,但是无疑将导致军舰战斗力大大下降,这就是没有军舰采用发电用燃气轮机作为动力的主要原因。
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