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  • 1 # 鶇飛天

    遼寧艦採用的是鍋爐+汽輪機+柴油輔助的動力模式。其實與普通動力系統一樣,這種動力系統也有冷啟動和熱啟動模式。汽車發動機冷熱啟動差異不明顯以至於很多人不在意什麼冷啟動熱啟動的。

    但是,汽輪機組的冷熱啟動差異巨大。什麼是冷啟動?就是指機組從常溫或低溫狀態經過升溫,工質從低溫狀態被加熱到額定引數狀態。因為工質必須達到額定引數(壓力、溫度),目前汽輪機組使用水蒸汽作為工質,通常需要將水加熱至“幹蒸汽”,什麼概念?就是將水加熱到超過對應壓力下飽和蒸汽溫度,叫做過熱蒸汽(幹蒸汽)。這樣的蒸汽通過汽輪機做工時才會有最高的流動效率,並防止腐蝕汽輪機葉片。

    工質水和水蒸氣要加熱到多少度?通常550℃以上。想想吧,機組從常溫升溫到這個溫度會發生什麼問題?如果溫度上升太快,由於機組部件材料有差異,厚薄不一樣,且部件體積大,膨脹會有差異,這個差異超過了一定限度,機組就會形成變形破壞,所以,汽輪機冷啟動過程需要嚴格遵守溫升曲線,急不得也快不了,一般要十幾個小時。

    可是打仗怎麼辦?別人不會給你十幾個小時的。不錯,十幾個小時的啟動過程實在太長。不過,除非航母需要大修,或長期故障停運,否則,航母一旦啟動,就一直維持執行狀態。航母進港休整時,機組負荷降到最低,但是工質引數均維持在額定引數,鍋爐不全熄火,部分鍋爐一直給系統加熱。當需要出戰的時候,再投入所有的鍋爐,這個時候的啟動叫做熱啟動,熱啟動所需的時間很短,只需要半個小時到2個小時左右,航母就可以達到全功率狀態。

    航母冷啟動的次數很少,主要是熱啟動,以維持戰備狀態。

    055採用燃氣輪機,也存在冷啟動和熱啟動。冷啟動時間也需要20分鐘至40分鐘左右,熱啟動所需則比較短(看機組熱狀態)。燃氣輪機是從航空發動機發展而來,大量採用薄壁部件,變形小,溫度上升快,所以燃氣輪機啟動快,啟動成本小,是中型水面艦艇首選。

    而汽輪機組冷啟動成本太高,機組壽命損耗大,一般情況下儘可能減少冷啟動次數。由於汽輪機組功率可以做得很大,從十幾兆瓦到幾百兆瓦,是諸如航母等大型艦船的首選動力系統。

  • 2 # 魂舞大漠

    航母用重油作為燃料的前提,先把重油加熱成氣體才成,正像人們說的,這一時間需要十個小時,甚至更長,有人嫌啟動過程較慢,其實核動力就沒有問題嗎?廢料處理也是比較頭疼的事。但核動力幾乎可以有無限動力,越用起來越好,只要船體壽命允許。中國核動力技術也已經成熟,正在展開應用。在核動力應用之前,先搞蒸汽動輪機,當年劉華清將軍指示東北蒸汽輪機廠不能停產,這就是原因呀,才使中國航母有了現成的動力可用。劉將軍知道動力的重要,可以說目光如炬。務於實,不可敵,將軍的應對才是解決問題的辦法。回到題主的問題,055需要多久?055用得是燃氣機,打著了火就能跑起來,不存在這一問題。

    英國女王級。使用的兩臺36MW(兆瓦)的MT30,確保最大航速達到27節,中國055使用的QC280燃氣輪機,現在只有28MW,升級改進以後,也能達到30MW,只是沒有在航母使用,當時我們的QC280,還沒有完成技術突破。裝備重在可靠,而英國MT30已經使用多年,早就成熟起來。據公開訊息,現在可能用在003航母上,我們也有了一條燃氣輪機航母。燃氣輪機的好處在於,啟動快。

    (燃氣輪機構造)

    動力是個大事。有了可靠的動力,才會有可靠的軍艦,中國航母發展,在走過一段蒸氣輪機之路後,終於迎來了屬於自己的燃氣輪機時代。包括核動力,也是,004才是我們的目標型航母。與其它艦隻一樣,一口吃不了個胖子,發展是一個徐徐漸進的過程。動力是個大事,中國發展慢了一些,不過也已經趕將上來,不用再為這一問題糾結。蒸氣輪機雖原始,啟動慢,但也高可靠的優點,不能說核動力只有優點,就沒有缺點。

  • 3 # 雛菊西瓜Peterpan

    而且一般只有維護檢修的時候才會讓鍋爐和鍋爐上的水箱完全冷卻,如果只是正常的停泊一般鍋爐都會保持低功率執行保證水箱處於一定的溫度,這個時候讓“遼寧”艦恢復動力一般也只需要2小時以內。

    還有民用的PG9171E燃氣輪機,他的輸出功率達到110MW以上,從完全冷卻(停機72小時以上)到啟動採用正常啟動流程大概在20-22分鐘。如果是執行快速啟動程式那麼啟動時間縮短至10分鐘,而緊急啟動程式只需要5分鐘。055的燃氣輪機系統可以參考LM2500+的啟動時間,大概在10分鐘以內,甚至到5分鐘左右。即便是算上檢查和其他裝置的啟動時間,055基本上可以做到0.5-1小時內執行離港程式。

  • 4 # 科羅廖夫

    啟動遼寧艦航母需要10個小時,啟動055型驅逐艦隻需要幾分鐘就行。遼寧艦和055大型驅逐艦的動力系統完全不同,遼寧艦是使用蒸汽輪機,055大型驅逐艦使用的是燃氣輪機。對比遼寧艦和055大型驅逐艦的啟動速度,其實可以說就是蒸汽輪機和燃氣輪機的效能對比。

    遼寧艦裝備有4臺TB-12型蒸汽輪機,蒸汽輪機的主要工作原理就是通過燃燒重油,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,航母才能進行航行。所以,遼寧艦的啟動速度主要取決於蒸汽輪機什麼時候能夠產生足夠的高溫高壓的水蒸氣。重油燃燒將純水燒開的時間就是遼寧艦的啟動時間。有資料顯示,遼寧艦如果是在完全停航的狀態下重新啟動蒸汽輪機,要等鍋爐的水充分加熱,整個系統達到功率峰值時至少需要10個小時。

    除了啟動時間長、響應遲緩,蒸汽輪機還存在著體積大、管路裝置複雜等缺點。不過,蒸汽輪機也是有它獨特優點的,那就是蒸汽輪機的功率大、燃油效率高、可以使用重油等比較“粗糙”的燃料,讓航母航行成本低。

    055大型驅逐艦採用的是燃燃聯合動力(COGAG),裝備有四臺GT25000燃氣輪機。燃氣輪機的優點非常巧合的一一對應了蒸汽輪機的缺點。例如燃氣輪機的體積小,相同功率時燃氣輪機的體積只有蒸汽輪機的1/5~1/10。此外,燃氣輪機也沒有龐大複雜的蒸汽管路,所以日常維修保養工作非常便利,可靠性更高。

    更為重要的是,燃氣輪機的啟動速度非常快,1-2分鐘即可達到最高工作功率,艦艇可以隨時啟動出航,在航行過程中加速響應也非常快,可以應對很多突發情況,啟動航行能力完全不是遼寧艦可以相提並論的。

    當然,燃氣輪機也有缺點,那就是技術複雜、價格昂貴。此前中國一直無法攻克大功率燃氣輪機的技術,051系列驅逐艦隻能使用蒸汽輪機作為動力系統,後來中國通過引進烏克蘭的UGT-25000燃氣輪機,再參考借鑑美國的LM2500型燃氣輪機,最終研發出效能毫不遜色的GT25000燃氣輪機,大量裝備到052D、055驅逐艦上。

  • 5 # 皇家橡樹1972

    隨著中國的科技進步燃氣輪機技術水平的成熟,2000年之後建造的大部分驅逐艦已經使用了國際上流行的燃氣輪機。燃氣輪機的好處很多,大概其的就是圖片上示意的那樣:燃油與空氣混合高壓霧化→進入到燃燒室燃燒,形成高溫高壓氣流→帶動傳動裝置,推進艦船航行。

    055型驅逐艦和其我軍新一代大型驅逐艦目前都使用QC-280燃氣輪機為主機,使用它的原因:第一,燃氣輪機的體積很小(不到30立方米),整個系統的重量只有20噸,遠比蒸汽輪機上百噸的品質輕了許多,甚至055艦4臺燃氣輪機加在一起都不如“遼寧艦”一臺蒸汽輪機機組的重量,動力系統體積小、重量輕可以節省戰艦的大量內部空間,更有利於安裝更多的艦載裝備。

  • 6 # 國平軍史

    遼寧號在港啟動時間比較慢那是必然的,因為這是一艘採用4臺蒸汽輪機作推進動力的6萬噸級航母。

    所謂的蒸汽輪機,通俗來講就是將鍋爐內的冷水加熱以後,能形成水蒸氣,水蒸氣產生動能轉換為渦輪轉動的動能,比泰坦尼克號郵輪上單純燒煤的單級往復式蒸汽機熱效率要高出許多。

    那麼,遼寧號航母鍋爐內的水加熱,是用柴油作為點火燃料,點燃以後再燒重油,將水燒開產生大量水蒸氣。

    僅將艦上鍋爐內數十上百噸的水燒開,就需要耗費大量的時間和重油,柴油僅是點火用的,倘若純燃燒柴油,那航母僅消耗燃料的成本就非常高昂,就選擇了燃點低、黏度高,且價值低廉的重油作為主要燃料。

    所以,要將一艘長304米,寬75米,滿載排水量達到了6.萬噸採用蒸汽輪機作推進動力的航母啟動,最起碼要耗費10個小時,正因為遼寧號航母啟動不易,平常會將鍋爐內的水保持一定的穩度,出航時添油加火,啟動時間就會大大縮減。

    相比與蒸汽輪機艦艇啟動的不易,055型驅逐艦啟動就十分方便,估計10分鐘內就能搞定了,相比遼寧號航母動輒10餘個小時的啟動準備時間,是不是太過方便。

    因為055型萬噸大驅採用了4臺UGT 25000燃氣輪機,儘管燃氣輪機的啟動也是一個比較複雜的過程,但相比蒸汽輪機來說,當然是要方便快捷多了。

    在機組啟動之前,需要一系列準備工作,且要求各種輔助裝置處於正常工作狀態,啟動機帶動機組轉子,燃料室點火以後,燃燒室噴蒙燃料,被壓縮後的空氣溫度升高與燃料進行更猛烈的化學反應轉子開始加速,推動渦輪機械連續做功,就賦予了艦艇強大持續的動力。

  • 7 # 軍武資料庫

    首先要說的是啟動航母是幾個小時的說法本身就是錯誤的。

    遼寧號上用的是КВГ-4鍋爐。對這個鍋爐的結構咱們先說一下:

    上圖是鍋爐的外觀,圖片左上角的部分是鍋爐的水箱,水箱中的水其實沒多少。

    再看下鍋爐的構造:

    КВГ-4是一個重油鍋爐,水箱內的水經過管路在路體內迴圈進行預熱,通常水箱內的水保持在180度的溫度上,這已經算是高溫高壓了。在需要產生蒸汽的時候,水箱內的高溫水會噴淋到鍋爐右側的三個蒸汽發生器鰭片上。這時高溫高壓的水蒸氣就可以從鍋爐右邊頂部的蒸汽通道輸出出來。輸出的蒸汽溫度大約為350度左右。

    在航母冷啟動的時候(出廠、更換鍋爐、大修完成等狀態)需要對整個水箱的水加熱,加熱時間其實也就是5-8小時。而在平時停泊的時候航母並不會停止鍋爐的運作,只是“小火煨著”水箱罷了,這時只要給蒸汽發生器的鰭片生火加熱就可以立刻產生蒸汽,整個過程不會超過一個小時。

    只要有蒸汽,其實就可以驅動上面的蒸汽輪機將航母開起來了。

    航母的動力啟動其實就是這麼簡單並沒有很多人所說的十幾個小時那麼誇張。同時要注意的一點是,航母啟動過程中會有不同崗位對航母上不同設施進行啟動檢查,很多機師要報告 壓力好、供電好、導航好……這是一個相對費時間的流程,但也可以在十幾分鍾內完成。

    而055用燃氣輪機驅動其實速度會更快。

    船用燃氣輪機從外觀上看其實和噴氣發動機區別並不大,也是燃氣帶動燃氣渦輪旋轉獲取驅動力的裝置。

    055大驅上用的是QC-280ICR間冷燃氣輪機:

    船用燃氣輪機啟動時間其實很短,這點和一般的商用燃氣輪機不同,例如西門子最大的商用發電系統SGT5-8000H這種型別的超大輸出功率(375MW)的燃氣輪機啟動也僅僅需要40分鐘。對比28MW的QC-280ICR燃氣輪機(055D上面的間冷燃氣輪機),其實啟動時間則更是短到了3-5分鐘。

    而且這個時間是從冷啟動到全功率輸出狀態的時間。

    基本上就是這樣了,所以055D這樣的全燃氣輪機軍艦從下達出港命令到全部啟動起來連一個小時都用不了。

  • 8 # 軍備時刻

    ▲夜幕中的遼寧艦

    ▲遼寧艦點火

    重油點火這麼麻煩,為何不用其他燃油呢?主要還是因為重油價格便宜,熱值高,安全性好等特點,所以從各方面考慮,常規蒸汽動力航母一般都是用重油作為其燃料,包括俄羅斯的庫茲涅佐夫號,印度的維克拉馬蒂亞號航母都是如此。

    ▲遼寧艦的鍋爐

    ▲002航母還是前1-2天會開始點火加熱鍋爐

    055驅逐艦隨走隨停

    005驅逐艦啟動相對於遼寧艦則要快得多了,055使用的是燃氣輪機動力系統,所用的燃料是柴油,通過燃燒柴油產生的高溫高壓氣體來推動燃氣輪機葉片高速旋轉,再來帶動螺旋漿轉動。其工作方式和遼寧艦上的完全不同,由於柴油燃點低,可迅速燃燒,不需要加熱鍋爐,所以055級驅逐艦整個啟動只需要幾分鐘,基本可以隨停隨走。正是由於燃氣輪機具備這樣的優點,所以英國女王級,印度的中國產維克蘭特號航母都採用燃氣輪機作為其動力系統。

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