国内广瀚燃机企业成功自主研发出新一代CGT40大功率舰用燃气轮机,标志着我国舰载动力技术再攀新高。作为当前我国自主研发的顶尖大功率燃气轮机型号,CGT40可适配各类大中型海军水面作战舰艇,具备极强的舰载适配性与拓展空间。在此之前,广瀚燃机打造的CGT25M燃气轮机,早已批量装配在国产052D型、055型主力驱逐舰上,是我国海军主力舰艇的核心动力心脏。

据公开技术参数显示,CGT40燃气轮机额定输出功率可达44.1兆瓦,综合热效率达到39.4%,支持天然气、柴油双燃料切换运行,整体综合性能跻身全球一流水准。放眼全球军用大功率燃气轮机领域,英国罗尔斯·罗伊斯研发的MT30机型,长期被视作西方同类装备的性能标杆,其最大功率为38兆瓦,热效率约40%。对比核心参数不难看出,国产CGT40在输出功率层面拥有十分显著的优势。

打开网易新闻 查看精彩图片

CGT40燃气轮机的研发,依托我国成熟的乌克兰GT25000燃气轮机国产化技术体系迭代升级而来。其中GT25000完成全面国产化适配后,定型为军用版CGT25M舰载燃气轮机。研发团队在此基础上新增间冷循环技术,深度优化结构设计与燃烧效率,最终迭代出全新的CGT40机型,该型号也被称作CGT25000IC间冷循环燃气轮机。

值得一提的是,我国在40兆瓦级燃气轮机领域并非仅有CGT40一款成果。基于太行航空发动机核心机改良研发的QD400燃气轮机,同样搭载先进间冷技术,热效率高达42.2%,成功超越西方现役军用燃气轮机42.1%的最高热效率纪录,刷新了该领域的全球性能标准。

打开网易新闻 查看精彩图片

目前全球军用燃气轮机热效率天花板,由英国罗罗WR-21机型与美国GE LM-6000PC机型共同保持,峰值热效率为42.1%。不过两款装备各有优劣,WR-21燃气轮机最大功率仅25.2兆瓦,性能参数与我国成熟的CGT25M燃气轮机基本持平;而GE LM-6000PC最大功率可达42兆瓦,综合实力更为突出。

在西方现役军用大型燃气轮机中,MT30凭借均衡的综合性能稳居榜首,适配性与可靠性遥遥领先,因此被广泛装配于西方国家新一代大中型主力舰艇。其中包含美国海军DDG1000隐身驱逐舰、濒海战斗舰,以及英国皇家海军伊丽莎白女王级航空母舰等核心主力装备,是西方海军舰艇动力的核心标配。

打开网易新闻 查看精彩图片

作为我国海军现役主力舰载动力,CGT25系列燃气轮机拥有完善的型号细分体系,不同后缀对应不同使用场景:D代表机械驱动型号、M为军用舰载型号、E为发电专用型号,三款衍生机型核心性能差距极小,可适配多元应用场景。

现役055型万吨大驱搭载四台CGT25M军用燃气轮机,整套动力系统总输出功率接近105兆瓦,足以推动这艘满载排水量超13000吨的大型战舰,实现36节以上的高航速。同时055配备112单元大型通用导弹垂直发射系统,具备强悍的对空、对海、对地综合打击能力。而CGT40的成功问世,为我国研发更大吨位、更强载弹量的大型水面舰艇奠定了坚实动力基础,2万吨级大型巡洋舰、武库舰的研发建造具备了充足可行性。

打开网易新闻 查看精彩图片

舰艇吨位的提升,意味着更强的续航能力、更多的武器搭载空间与更复杂的任务执行能力,能够承担更远距离、更高强度的远洋作战任务,海上中段反导便是核心拓展方向。从舰载设备来看,055驱逐舰机库两侧搭载的大型X波段雷达天线,外形与尺寸对标美国萨德反导系统的AN/TPY-2雷达,且阵列尺寸更大、发射功率更强,理论上具备海上反导探测能力。

但受限于现有通用垂发装置的尺寸限制,055搭载的反导拦截弹体型受限,最大射程难以突破1500公里。参考同尺寸的鹰击21弹道反舰导弹1500公里的射程,结合反导拦截弹末端速度更高的特性,其有效拦截射程无法实现大幅超越。

打开网易新闻 查看精彩图片

这一射程指标对于远洋海上中段反导而言存在明显短板。海上来袭的敌方弹道导弹多为洲际型号,美军三叉戟、民兵系列洲际导弹射程均突破10000公里,想要实现有效中段拦截,拦截弹射程至少需要达到4000公里级别。仅依靠1500公里射程的拦截弹,需要在太平洋海域密集部署大量舰艇才能形成拦截网,实战可行性极低。因此,研发大尺寸垂发模块、适配超远程中段反导拦截弹,是我国海军攻防体系升级的必然需求。

此前行业内早已提出东风26中远程弹道导弹舰载化的改进方案,该导弹射程可达5500公里以上,完全满足远洋拦截与打击需求。针对其弹体细长、不适配舰载垂发的问题,可通过优化弹体结构、调整尺寸参数完成适配升级:将弹体直径增至1.7米,压缩弹体长度至12米,完美适配新型大型通用垂发单元。

打开网易新闻 查看精彩图片

该尺寸模块具备极强的多用途适配能力,可实现多元弹药通用搭载:既能装载射程6000公里级别的弹道反舰导弹、多弹头中段反导拦截弹,也可适配射程8000公里的乘波体弹道导弹,支持核常双重打击模式。同时该模块还能实现“一坑四弹”布局,兼容0.85米口径的常规舰载导弹,大幅提升舰艇载弹量与任务灵活性。

目前我国现役舰载反导装备射程普遍不足,短板十分明显。网传红旗19拦截弹有效射程约500公里,红旗26拦截弹射程约1500公里,均无法满足远洋洲际导弹中段拦截需求。参考毕昇舰试射的新型拦截弹,业界普遍推测其为红旗26迭代型号,但射程依旧存在明显局限。

打开网易新闻 查看精彩图片

想要构建可靠的海上反导屏障,单艘大型武库舰至少需要搭载24枚专用中段反导拦截弹,按照两枚拦截弹应对一枚来袭弹道导弹的实战配置,单舰标配48枚拦截弹最为稳妥,且需采用多弹头设计,有效对抗敌方弹道导弹分导式突防战术。

现阶段国产鹰击21弹道反舰导弹1500公里的射程,已逐渐难以应对外军新型作战体系的压制。美军F35C舰载战斗机基础作战半径约1200公里,搭配MQ-25A无人加油机后,可单次携带6.8吨航空燃油,在距航母926公里空域完成双机加油,将F35C的有效作战半径拓展至1850公里。这一作战范围已经超出鹰击21的打击半径,让我方丧失防区外打击优势,因此迭代升级超远程舰载反舰导弹迫在眉睫。

打开网易新闻 查看精彩图片

新型2万吨级武库舰除承担反导、反舰任务外,还可搭载对地打击弹道导弹与巡航导弹。不过对比水面舰艇,攻击型核潜艇更适合执行隐蔽对地打击任务。结合我国海洋战略环境,国内缺乏绝对安全的核潜艇堡垒海域,无法为专用战略导弹核潜艇提供稳定的巡逻隐蔽区域,传统战略、攻击型核潜艇的分类模式已不再适配需求。

最优升级方案是实现核潜艇型号统一,打造战术、战略打击一体化通用核潜艇,将核打击力量分散部署,提升战时生存能力。通过统一1.7米弹径、12米弹长的标准化弹药尺寸,实现舰艇与核潜艇弹药通用。该规格对地弹道导弹基础射程可达8000至9000公里,换装乘波体滑翔弹头后,射程可进一步提升至12000至135000公里,兼顾常规精确打击与战略核威慑双重功能。

打开网易新闻 查看精彩图片

13000吨级的055驱逐舰,在远洋高强度攻防作战与远程反导任务中,吨位与载弹量依旧存在上限。想要彻底革新我国海上攻防作战体系,打造2万吨级甚至更大吨位的大型武库舰,是提升海军远洋战力的核心路径,且该方案技术落地难度较低。

现有055驱逐舰采用四台燃气轮机联合动力布局,而全电推进技术的成熟,彻底打破了传统动力布局的限制。全电推进取消了复杂的齿轮变速功率耦合结构,无需局限于四台发动机的固定配置,可根据吨位与功率需求,灵活搭载五至八台燃气轮机。依托该技术,即便打造四万吨级大型舰艇,也能轻松满足动力需求。

打开网易新闻 查看精彩图片

对于四万吨级超大型舰艇而言,纯燃气轮机动力的能耗与经济性会大幅下降,核动力系统将成为更优选择。该技术路线最终落地,或将打造出马伟明院士提出的新一代“超能舰”,实现我国海军舰艇动力、作战模式的全方位革新。