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  • 1 # 雛菊西瓜Peterpan

    10個小時和1分鐘這兩個資料都誇張了,一個是慢的誇張,一個是快的誇張。“遼寧”艦的蒸汽輪機啟動正常情況下一般也就2小時左右,而055的燃氣輪機啟動大概需要10分鐘左右。所以……帶節奏需謹慎…

    “遼寧”艦和052C/052D/055型驅逐艦動力系統是不一樣的,“遼寧”艦是蒸汽輪機系統,而055型是燃氣輪機系統。這兩種動力系統剛好一個啟動慢一個啟動快。先從“遼寧”艦的蒸汽輪機說起吧,“遼寧”艦的動力系統為燃油鍋爐+蒸汽輪機,是現在主流動力系統中啟動速度最慢的一個。慢主要有2個原因:

    為什麼我開頭說正常情況下2個小時就可以呢?正是因為蒸汽輪機系統啟動非常耗時,所以各國採用蒸汽輪機的艦艇通常情況下不會讓鍋爐/反應堆完全冷卻,即便是停泊狀態也會讓鍋爐保持一個低功率執行狀態,保證一定的水箱溫度。這樣啟動時間壓縮到2小時以內是不成問題,只需要冷啟動的四分之一時間。只有當“遼寧”艦進行大修和維護的時候才會讓鍋爐完全冷卻,這時完全啟動才會消耗8小時那麼長。所以10個小時這種說法誇張了。

    所以……不要輕易誇張這個事情……沒有你們想想中的那麼長,也沒有你們想象中的那麼短……

  • 2 # 梓蕤

    這主要是遼寧艦採用的是蒸汽輪機驅動,而055驅逐艦則採用燃氣輪機驅動。

    遼寧艦冷啟動時,需要對水箱進行預熱,而蒸汽輪機管路裝置複雜,體積龐大一般需要花費10小時左右。然而,遼寧艦為了減少啟動時間,停靠在港口時都不會完全熄火,而是用“小火煨著”,而且重油的凝固點比較高,加註或者使用時,需要預先加熱。因此遼寧艦啟動發動機的時間就大為減少。

    燃氣輪機以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉,將燃料的能量轉變為動力。燃氣輪機具備重量輕,體積小,啟動快的特點。啟動速度一般只需1-2分鐘就可以達到最高速度,靈動效能高,有利於快速捕獲戰機。

    90年代末期,隨著歐美西方國家對中國採取武器禁運後,無法繼續引進LM-2500燃氣輪機導致052型驅逐艦陷入停滯狀態。我們通過烏克蘭,在1993年獲取了UGT-25000燃氣輪機。為了突破西方國家的技術封鎖,中國UGT-25000的基礎上,不斷獲得技術突破。055驅逐艦搭載的就是中國自主研發的QC280艦用燃氣輪機,擁有超過30兆瓦的功率,4臺燃氣輪機的驅動下航速可以達到34節。從這可以看出誰有也不如自己有強,自力更生才是王道。

  • 3 # 小約翰

    我們知道世界上的航母動力分為常規動力和核動力,自從航母在上世紀20年代誕生後,一直採用常規動力。常規動力航母要有煙囪,要冒黑煙,黑煙會腐蝕電子裝置和天線,而且啟動時間太慢。在這種情況下,一種新動力的航母應運而生。

    核動力航母從開始啟動到核反應堆壽命終結,可以在20到30年內永不熄火。由於優勢巨大,美國從1964年起,就不再製造常規動力的航母。

    中國航母研究起步晚,中間經過十年動亂又中斷了很久,所以說中國在航母領域的有關技術比較落後,中國第一艘裝備海軍的航母遼寧採用的是常規動力,也就是非核動力的航母。

    遼寧號航母雖然是常規動力。但排水量卻非常驚人,滿載時候的排水量達到6.7萬噸。要讓這樣一個龐然大物啟程可不是一件容易的事。要是用牛來拉的話,恐怕要幾萬頭牛才能把他拖動。就是用航母上的蒸汽輪機,出發的時候也要準備上10來個小時。

    前面我們說過,遼寧艦用的不是核反應堆,用的是常規動力,是蒸汽輪機。

    蒸汽輪機在冷機的狀態下啟動的時候,先要把鍋爐裡的“水”燒開,讓水產生蒸汽推動風扇來高速轉動產生動力帶動螺旋槳工作讓航母行駛。

    其實水在這裡只是起著“融化劑”的作用,因為鍋爐運動的燃料是“重油”,重油的燃點非常高,通常沒有2、300度的高溫不能讓它流動起來,不流動就沒有辦法迴圈燃燒;所以說我們認為遼寧艦架子大,是冤枉了人家。遼寧艦之所以啟動慢,是因為時間都用在用水“融化”重油身上了,是重油拖了遼寧艦的後腿。

    航母是一種能耗非常大的軍艦,,採用4臺大功率的蒸汽輪機提供動力,20餘萬千瓦4軸推進。理論上說,遼寧號航母一次出海就需要加7500噸的重油,重油的價格比較便宜,一般都在2500元到3000元之每噸間,這樣的算下來,遼寧艦出一次海,就需要加2000萬元左右的重油。如果加成柴油的話,出一次海要多掏4000萬,因為柴油價格比重油剛好貴了兩倍。

    也許你會說,省錢倒是省錢但費時啊,真要有任務了,啟動半天會喪失多少戰機,造成多大損失?

    你還不知道,正因為常規動力的航母啟動慢,航母啟動後一般是不讓它熄火的。即便是到了港口停泊的時候,蒸汽機也是處於低速運轉狀態,一旦需要啟動就屬於熱啟動,只要一兩個小時就可以出發了。

    所以,為了保證戰備狀態,航母像一個永不滅火的汽車一樣,始終處於運轉狀態。

    燃氣渦輪機又是怎樣工作的呢?

    燃氣輪機是通過壓氣機葉片旋轉先直接把外面的空氣吸入燃燒室,第二步就是讓空氣和燃料在燃燒室進行會師,接著第三步把燃料和空氣的混合體點燃,燃料與空氣燃燒後就會產生高溫。第四步就是高溫可以產生強勁的氣體,氣體高速運動帶動葉片推動螺旋槳運動產生動力讓艦艇行駛。

    相信不久將來中國會掌握這項技術,到那時中國的核反應堆技術也會有很大突破,我們軍迷就不用再為航母啟動慢糾結了。

  • 4 # 小油瓶侃歷史

    遼寧號使用的是傳統的蒸汽輪機,而055大驅使用的是最新的燃氣輪機,這就是啟動時間差距如此巨大的最根本的原因。

    為什麼遼寧號啟動發動機要耗時10個小時?

    遼寧號是由蘇聯海軍庫茲涅佐夫級航母二號艦瓦良格號改裝而來,滿載排水量高達6.7萬噸,是一艘名副其實的中型航母。在動力系統方面,遼寧號沿用了庫茲涅佐夫級航母的標準動力系統,4臺TB-12蒸汽輪機,配合8臺增壓鍋爐,並使用4軸推進模式,這樣就能為遼寧號提供充足的動力。

    由於遼寧號使用的是蒸汽輪機,其工作原理是通過燃燒重油,將鍋爐內的純水燒開,形成高溫高壓的水蒸氣,水蒸氣再來推動汽輪機運轉,再通過傳動軸帶動航母螺旋槳旋轉,航母才能航行。

    因此遼寧艦的啟動速度主要取決於什麼時候能夠將鍋爐內的純水燒開到產生足夠溫度和壓力的蒸汽來推動汽輪機運轉,所以遼寧號的啟動時間一般比較慢。

    除了啟動時間較慢之外,蒸汽輪機還有著重量大、體積大、結構複雜、溫度高、噪音大、加速性差、淡水消耗量大等一系列缺點。

    不過相比於他的缺點,人們更看重蒸汽輪機的優點,蒸汽輪機由於歷史悠久,技術成熟,可以採用重油作為燃料(重油更經濟、不易失火或爆炸),此外燃氣輪機的輸出功率更大。

    為什麼055大驅只要1分鐘

    055大驅是中國在2017年下水的最先進的驅逐艦,滿載排水量1.25萬噸,其動力系統採用的是4XUGT 25000燃氣輪機。

    燃氣輪機是近40多年來廣泛應用的艦船動力,其工作原理是由壓縮機連續從空氣中吸入空氣,然後進入燃燒室,與噴入的燃料混合後燃燒,成為高溫燃氣,然後推動渦輪葉輪旋轉,輸出機械功,帶動汽輪機運轉。

    因此燃氣輪機的啟動速度非常快,只需要1-2分鐘就可以達到最高工作效率,這樣艦艇就可以隨時就位,所以055大驅只需要1分鐘發動機即可啟動成功。

    此外,與傳統的蒸汽輪機相比燃氣輪機擁有體積小、重量小、功率密度高、工作環境好等優點。不過缺點也很明顯,燃氣輪機工作時需要大量的空氣用於燃燒,同時也會釋放出大量的廢氣,因此軍艦中必須要在設計時犧牲很大的空間用於排煙系統。

    因此更加小型化、啟動更快的燃氣輪機適合中小型艦艇,而對於體積重量巨大需要充足持久動力的航母往往採用蒸汽輪機。

  • 5 # 軍武視界

    下面,我們不妨從客觀角度來說下,這兩者的區別,以及啟動時間的一個情況。

    熱啟動,那就是不論是車子還是航母,都是在常規情況下的狀態,說出發就能夠出發。只不過由於航母體型較大,需要做一系列措施,相對於汽車的話,相對較慢。但相信這樣的解釋,大多數人都能夠分得清。

    即便是帶有燃氣輪機的飛機都不敢說一分鐘就能啟動,更何況是一個體積龐大的航母。了解過大驅的人都清楚,其採用QC-280型燃氣輪機,相對於蒸汽型的遼寧艦來說,一個是需要手動的拖拉機,而另外一個是提速需要一秒的超跑。其差距,毋庸置疑。

  • 6 # 軍武吐槽君

    那為什麼蒸汽輪機啟動還需要那麼長時間?有三個原因:

    第一、遼寧艦所使用的艦用蒸汽輪機功率達到了45000馬力,所以必須燒一大鍋開水,才能產生足夠的蒸汽進行驅動,而燒這麼大鍋開水時間自然不會少。

  • 7 # 兵器知識譜

    中國產航母遼寧艦的發動機為蒸汽輪機,而055型驅逐艦的發動機為燃氣輪機,兩者的別是非常大的。燃氣輪機是通過燃燒燃油直接驅動發動機工作,因此可以像我們的家用汽車那樣一擰鑰匙就能發動;而蒸汽輪機則需要先將燃油點燃,接著加熱鍋爐蒸發出高溫蒸汽,然後用蒸汽來驅動蒸汽輪機轉動,這才完成發動機的啟動,因此遼寧艦的啟動時間就比055型驅逐艦要長得多了。不過話說回來,055型驅逐艦的發動機並不能在1分鐘之內完成啟動;而遼寧艦也不見得每次啟動都需要10個小時,但如果這只是一種比喻,那倒是十分貼切的。為什麼蒸汽輪機的啟動時間要比燃氣輪機耗時更長呢?我們先通過二者的工作原理來分析原因。

    ▼下圖為啟動階段的日本“秋月”級驅逐艦(實在找不到055大驅的啟動照片,讀者朋友們湊合著看小日本的驅逐艦吧),待黑煙冒盡後即完成啟動。曾有人在網上噴咱們的軍艦啟動時會冒黑煙,以此斷定中國軍艦發動機技術不行,殊不知全世界的軍艦在啟動階段都會冒這樣的黑煙。

    蒸汽輪機的工作原理

    蒸汽輪機的工作原理其實與瓦特蒸汽機基本相同,它們都需要高溫蒸汽來驅動,不同的是瓦特蒸汽機是利用蒸汽驅動活塞運動做功,而蒸汽輪機是利用蒸汽驅動轉子葉片高速轉動做功。既然利用蒸汽來驅動,那麼蒸汽輪機就需要為它提供蒸汽的裝置,那就是鍋爐。瓦特蒸汽機的鍋爐使用煤做為燃料,通過燃燒煤來釋放能量加熱鍋爐中的水,使其達到沸騰溫度而蒸發高溫蒸汽,很顯然現代航母是絕對不可能再用燒煤這種方式來為蒸汽輪機提供蒸汽的,而是使用加熱效率更高的噴油鍋爐。

    ▼下圖為準備啟動噴油鍋爐的水兵,啟動方式為簡單粗暴的明火引燃。

    噴油鍋爐的工作原理是通過噴油嘴向爐內噴射霧狀燃油,在充分燃燒中快速加熱鍋爐中的水,當水達到100℃的沸騰溫度時便蒸發出大量高溫蒸汽。輸氣系統在得到這些蒸汽以後再經過加壓,然後輸送給蒸汽輪機,驅動蒸汽輪機高速旋轉,為航母提供航行動力。為了降低燃油成本,加熱鍋爐所使用的燃油為價格相對低廉的船舶用重油,這種油料的特點是流動性差(比重一般在0.82~0.95之間,十分粘稠)、燃點高(需要加熱到180~330 ℃才能燃燒)、釋放能量高(熱值約為10,000~11,000 kcal/kg)。為了使重油達到“爐內霧狀噴射燃燒”的效果,在向鍋爐供油之前還需要為油庫進行一次加熱,使粘稠狀的重油改善流動性,然後在供油系統中進行二次加熱,使其達到180℃以上的燃點,最後才開始向爐內噴射燃燒。

    ▼下圖為正在試車的西門子小型鍋爐噴油嘴,它的學名叫做“燃燒機”,遼寧艦鍋爐所使用燃燒機功率比它大得多。

    航母動力系統的啟動流程

    常規動力航母的啟動分為熱啟動和冷啟動,熱啟動是指動力系統中的油路始終處於加熱狀態,燃油能在短時間內被點燃,熱啟動的耗時比較短,通常不超過3個小時即完成啟動,航母的動力系統在啟動後的2小時內達到最高功率狀態。

    ▼下圖為正在冷啟動的002型中國產航母,煙囪在啟動階段冒黑煙來自於傾倒在鍋爐內自然燃燒進行預熱的柴油所發出。

    而冷啟動就比較複雜且耗時了,啟動流程是這樣的:首先向鍋爐內傾倒1~2噸柴油並點燃,這些柴油的作用有兩個,第一是預熱鍋爐內的水,第二是加熱鍋爐內的重油噴頭;接著啟動發電機,用電加熱的形式對油庫內的重油進行一次加熱,一般重油凝固溫度為22~36 ℃,當油庫內的溫度加熱到40℃時重油獲得流動性,供油系統開始抽油;當重油被抽到化油池裡以後開始二次加熱,在這個過程中重油將會被加熱到接近180℃的燃點,此時的重油流動性幾乎與柴油相當了;最後通過油路的輸送向鍋爐內噴射出霧狀重油,這些油霧被燃燒的柴油點燃,開始快速加熱鍋爐中的水。

    ▼下圖為某型鍋爐加熱示意圖。

    當鍋爐內的水被加熱到沸騰狀態時開始產生大量高溫蒸汽,待蒸汽量達到300噸/小時的生成量、出氣口達到22.17兆帕的壓力時輸氣系統開始抽氣,這些高溫、高壓蒸汽被輸氣管收集到儲存罐實施加壓,然後向蒸汽輪機輸入30兆帕的蒸汽,轉子葉片被驅動開始告訴轉動。到了這個環節,航母的動力系統基本上就算是完成啟動了,待所有鍋爐全部達到要求的蒸汽生成量和壓力時,航母就可以全功率推進了,可見採用蒸汽輪機驅動的常規動力航母冷啟動啟動流程確實費時費力。

    ▼下圖為正在以32節的最高航速放飛艦載機的遼寧艦。

    燃氣輪機的工作原理以及啟動流程

    驅逐艦所使用的燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉,將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械,是一種旋轉葉輪式熱力發動機。所謂的“連續流動的氣體”就是燃油在燃燒時產生的高溫、高壓燃氣,燃氣輪機一般使用天然氣、柴油、汽油作為燃料,中國包括055型驅逐艦在內的戰艦全部使用柴油燃氣輪機。

    ▼下圖為使用燃氣輪機驅動的055型驅逐艦首艦。

    燃氣輪機在空氣和燃氣的主要流程中,只有壓氣機、燃燒室、燃氣透平這三大部件組成的燃氣輪機迴圈,通稱為簡單迴圈。壓氣機從外界大氣環境吸入空氣,並經過軸流式壓氣機逐級壓縮使之增壓,同時空氣溫度也相應提高;壓縮空氣被壓送到燃燒室與噴入的燃料混合燃燒生成高溫高壓的氣體;然後再進入到透平中膨脹做功,推動透平帶動壓氣機和外負荷轉子一起高速旋轉,實現了氣體或液體燃料的化學能部分轉化為機械功,並輸出電功。從透平中排出的廢氣排至大氣自然放熱。這樣,燃氣輪機就把燃料的化學能轉化為熱能,又把部分熱能轉變成機械能。

    ▼下圖為燃機輪機的結構示意圖。

    通常在燃氣輪機中,壓氣機是由燃氣透平膨脹做功來帶動的,它是透平的負載。在簡單迴圈中,透平發出的機械功有1/2到2/3左右用來帶動壓氣機,其餘的1/3左右的機械功用來驅動發電機。在燃氣輪機起動的時候,首先需要外界動力,一般是起動機帶動壓氣機,直到燃氣透平發出的機械功大於壓氣機消耗的機械功時,外界起動機脫扣,燃氣輪機才能自身獨立工作,可見燃氣輪機屬於內燃機,它的工作原理與家用汽車的汽油機並無二致。

    ▼下圖為首臺中國產40兆瓦級的燃氣輪機開始下線,它已經安裝在055型驅逐艦的首艦“南昌”艦上。

    燃氣輪機啟動不分熱起和冷啟,在啟動前首先需要啟動發電機,待發電機發電量達到要求功率後向起動機供電;起動機得電運轉後驅動燃氣輪機的壓氣機工作;當壓氣機開始壓縮外界大氣後開始啟動供油系統;供油系統給油正常後即可啟動燃氣輪機;燃氣輪機在發出尖銳刺耳的噪聲中開始執行時即表示啟動完成。可見燃氣輪機的啟動的確比蒸汽輪機省時省力,但是絕對不像題主所說的那樣“只1分鐘”,055型驅逐艦屬於萬噸級船艦,它的燃氣輪機啟動時間不會低於20分鐘,啟動完成後即可達到全功率推進狀態。

    ▼下圖為055型驅逐艦使用的F級重型燃氣輪機燃燒室模型,它的結構像極了航空發動機。

    綜上所述和對比,我們不難看出遼寧艦的蒸汽輪機啟動時間確實比燃氣輪機慢出許多,這也是廣大讀者呼籲國家趕快上馬核動力航母的原因。那麼核動力航母的啟動時間是不是比常規動力航母要短呢?實事求是地講,的確如此!但是並沒有比常規動力航母快出多少來,因為核動力航母同樣使用蒸汽輪機來驅動,因此在冷啟動時同樣需要一個產生蒸汽的過程,只不過核動力加熱水的方式不是鍋爐,而是蒸汽發生器。真正能在短時間內實現啟動的核動力是那種實現全電推的航母,但是目前全電推技術並不成熟,就連號稱“超級航母”的美國“福特”級也仍然以蒸汽輪機為主動力,只有在未來全面實現“全電推”時,航母的啟動時間才會達到內燃機的“1分鐘”完成。

    ▼下圖為使用“全電推”綜合電力推進系統的英國“伊麗莎白女王”號航空母艦,由於該艦的“全電推”仍然需要發電機供電,因此啟動時間並不比遼寧艦快多少。

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