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燃气轮机耗油吗?为什么它会被用于大型军舰的

2019-11-21 10:02 来源:未知

问:燃气轮机耗油吗?为什么它会被用于大型军舰的动力系统?

其实,如果将燃气轮机和蒸汽轮机、汽油机、柴油机进行对比的话,就会发现燃气轮机的耗油并不算高。相反的,燃气轮机具有结构紧凑体积小、重量轻、功率密度大、热效率高等不可多得的优点,这也就是为什么现代军舰特别是驱逐舰等大型主战舰艇青睐于采用燃气轮机的主要原因。

可能很多人对燃气轮机并不了解,简单来说,燃气轮机就是依靠空气和燃料剧烈燃烧产生的高温燃气去推动涡轮机械做功的大功率、高性能动力机械。

在了解燃气轮机时,可以将它和飞机使用的航空发动机联系起来,两者的技术原理是相通的,只不过最终做功的方式存在一些差异。实际上,目前很多著名的燃气轮机都是在航空发动机基础上发展而来的。

大名鼎鼎的通用电气公司LM2500燃气轮机正是以该公司的TF39涡轮风扇发动机核心机为基础研发出来的。目前全球最先进的燃气轮机之一——英国的MT30燃气轮机的核心技术来源于Trent系列航空发动机。

当然了,因为使用对象、工作环境明显不同,航空发动机和燃气轮机使用的燃油也截然不同。航空发动机使用的是特别的航空煤油,而燃气轮机“不挑食”,基本是燃油都可以。目前军舰使用的燃气轮机绝大多数是使用优质柴油作为燃油,以获得最佳的性能。

从以上介绍也可以看到,航空发动机和燃气轮机的核心技术原理是相通的,在设计、制造上拥有很多相同的地方。

航空发动机的“难造”是出了名的,而它的同门兄弟——燃气轮机的设计制造也是非常有难度的。目前世界上能够独立设计、制造大功率燃气轮机的国家/公司非常少,一个国家如果没有研发出大推力航空发动机,那么想拥有大功率燃气轮机就是天方夜谭。

以前中国在燃气轮机领域的研发、制造能力比较低下,无法满足新型主战舰艇的动力需求,中国军舰一度存在“心脏病”的问题,影响了驱逐舰的“下饺子”建造计划。后来中国通过引进乌克兰的燃气轮机进行仿制,国产化改造,加上以“太行”发动机为代表的航空发动机领域有明显进步,使得中国国产大功率燃气轮机有重大突破,目前中国已经进入大功率燃气轮机研发制造领域的第一梯队。

当今之世,大型舰船的动力共五种,以优先顺序分别为核动力,燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机和联合动力。核动力看似最经济,但表现为造价高,技术开发难度大,安全性要求较高,只为少数国家所掌握,接下来就是燃汽动力,体积最小,最经济,而得到越来越多的国家使用,据估计,未来 三年内,将达到50亿的市场规模。

经济是一方面,燃汽轮机突出的特点,还表现效率高,维护简便,高可靠性的特点,不似核动力那样安全性总是一大隐患,尽管如美国核动力已非常安全,如之最新航母“福特”号所使用的A1B反应堆,仍存在技术上诸多不确定性,其被宣传为一次性加注,50年不用更换燃料,但说到底解决不了高安全性,一切都无从说起。

正因为如此,大多从航空动力发展而来的燃气轮机,如MT30、WR-21、LM2500+G4等,动力输出特性越来越稳便,并经过多年使用和升级,受到更多国家喜爱,似乎成为军用舰艇动力的标配。

核动力不易,燃气轮机也不易,大型军用舰船燃气轮机,大约也只有中美英俄四国所有,民用型,德国和日本不错,被奉为先进的代表。最大最省油,然于军用方面,就属美英二国,LM2500和MT30称为先进的代表。

如今我们的燃气轮机也开始上了水平和档次,其中四款有点靓,QD128、QC185、QC70、R0110,其动力输出水平和经济水平,燃气效率高达40%以上,不输任何国家。

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