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1 # 科技之重
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2 # 魑魅涅槃
目前來說在燃氣輪機技術水平上英國的羅羅還是最好的,這一點可以從羅羅最新的MT30燃氣輪機廣泛被用於英國自家6萬噸的女王級航母和美國最新的DDG1000隱身驅逐艦以及濱海戰鬥艦上,就可以看出這款最大輸出功率高達40兆瓦的燃氣輪機有多優秀了。雖然現代燃氣輪機根據使用環境主要分為發電型和動力驅動型兩種,前者主要用於目前很多開始注重清潔能源使用的天然氣等燃氣電廠,而後者則主要以軍艦使用的艦用燃氣輪機為主。但是從燃氣輪機的發展來說,其大部分都是從飛機使用的航空發動機衍生而來的,特別是軍艦使用的燃氣輪機大部分都是從航空發動機衍生而來的,所以很多艦用燃氣輪機在零部件上和同型的航空發動機基本一致,所以航空發動機基礎很強的國家在艦用燃氣輪機技術上同樣也很強。目前在艦用燃氣輪機市場上,主要以英國的羅羅和美國的GE兩家稱霸市場,前者以此前裝備大量英國軍艦和日本軍艦的艦用燃氣輪機奧林巴斯為主,現如今開始以基於波音777客機使用的瑞達800航空發動機衍生而來的MT30艦用燃氣輪機開始稱霸新一代艦用燃氣輪機市場;而後者則以LM2500系列燃氣輪機稱霸全球大部分驅逐艦市場,像美國的提康德羅加級、伯克級、南韓的世宗大王等、日本的金剛、愛宕級等以及歐洲很多國家的中小型護衛艦都大量採用了該款艦用燃氣輪機。所以從上世紀70年代初正式投入使用以來,LM2500系列燃氣輪機已經銷售了2000多臺,佔據了世界艦船燃氣輪機的絕大部分份額,這是其他任何一種艦船燃氣輪機都難以企及的高度,也可以說LM2500系列燃氣輪機是現階段最為成功的艦用燃氣輪機。但是從目前世界艦用燃氣輪機發展的趨勢來看,輸出功率更大、效率更高、執行穩定性更高等要求下,對於新一代大功率艦用燃氣輪機的需求越來越大,在這種需求下除了很多驅逐艦的噸位開始突破萬噸級這個界限外,就是大量電子裝置的使用對於動力系統的需求也隨之更大。所以英國的羅爾斯羅伊斯公司在自家為波音777客機研發的瑞達800航空發動機基礎上,衍生出了一款大功率的艦用燃氣輪機,其最大輸出功率高達40MW,並且可以長期在36MW功率下穩定工作。更為特別的是MT30的零部件與瑞達800航空發動機有80%通用性,而且整機重量也只有22噸,且所有零部件都置於箱裝體內,所以無論是從輸出功率還是自身結構設計上其都非常適合作為新一代的艦用大功率燃氣輪機使用。像英國滿載排水量高達6萬噸的女王級航母艦使用了2臺MT30燃氣輪機+4臺柴油機就可以滿足航母高速航行和艦上大量電子裝置的使用需求;其次像美國最新的DDG1000驅逐艦滿載排水量高達1.5萬噸、也是使用MT30燃氣輪機推進的,當然像美國的濱海戰鬥艦、南韓的大邱級護衛艦、日本30FFM護衛艦、義大利的裡雅斯特級兩棲攻擊艦都是選用MT30燃氣輪機作為主動力,從中可見MT30燃氣輪機已經憑藉其強大的輸出功率和更加高效的模組化設計需求成為了新一代艦用大功率燃氣輪機的代表。而發電用燃氣輪機現代基本以全新研製為主,是因為發電用燃氣輪機對燃氣輪機的定位要求不一樣,其更為重視燃氣輪機的可靠性、發電效率、機組長期執行的穩定性、輸出功率等 ;所以在發電用燃氣輪機市場主要以德國的西門子、日本的三菱、美國的GE三家為重型大功率工業發電燃氣輪機代表,第二梯隊則包括法國已經被惡意收購掉的阿爾斯通、義大利的安薩爾、日本的日立、中國的東方電氣、哈電等。像德國西門子製造的SGT5-8000H超級燃氣輪機是世界最大的燃氣輪機,其單機輸出功率高達為375MW,如果採用聯合迴圈時輸出功率高達578MW ,而且其淨效率高達60.75%,也成為世界上效率最高的燃氣輪機。這麼高的輸出功率有多大呢?世界上最大的核動力航母美國10萬噸的尼米茲級核動力航母兩臺核反應堆的輸出功率是194MW,等於說西門子研製的這臺世界上最大的燃氣輪機單臺輸出功率就要比尼米茲上兩臺核反應堆輸出功率都大。可以說一臺SGT5-8000H燃氣輪機的發電量足夠1個工業化大城市的用電需求。而中國在燃氣輪機技術發展上經過幾十年的不懈努力,目前已經在艦用燃氣輪機和工業燃氣輪機上開始追趕上了世界主流水平,像中國最新裝備萬噸級055大型導彈驅逐艦就是採用了四臺中國產的QC280燃氣輪機,而且隨著QC280艦用燃氣輪機的量產,未來中國在大功率艦用燃氣輪機的選擇上將不再受制於人,可以以此來研製更多的高速戰鬥艦、大型兩棲攻擊艦的動力等;同樣在發電用的工業燃氣輪機上中國的東方電氣自主研製的F級燃氣輪機也已經實現了點火,而且中國已經有多家單位開始衝擊輸出功率更高的H級燃氣輪機,所以我們相信在不久的將來,中國無論是在艦用大功率先進燃氣輪機和發電用工業重型燃氣輪機技術上都會完全實現自主。
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3 # 軒轅萌晴
民用燃氣輪機的話三菱日立燃氣輪機單機功率已經有470MW,入口溫度1650度,算上燃氣蒸汽聯合迴圈650MW了吧,燃氣蒸汽聯合迴圈的效率也是世界最高63.2%,所以民用三菱日立是最厲害的拿到的訂單也最多。可惜美國爸爸不讓他用來造航發。不過日本航空發動機XF9-1已經可以算世界第三了吧領先老毛子的,還不如羅羅。不能低估日本,日本材料學領先世界二十年了吧,機加工製造精度也是世界第一,F22F35波音空客航發(羅羅普惠通用)用的都是日本淘汰的第四代單晶葉片,日本幾年前就出現第六代單晶葉片了吧。
美國GE英國羅羅的軍用燃氣輪機也不錯,不到60MW,GE的軍用民用航空航天都挺牛逼的。民用不如三菱羅羅。
西門子燃氣輪機這幾年沒有訂單裁員了好多,估計再過幾年要被三菱日立收購了吧。
烏克蘭馬達西奇四五十年沒更新了吧,估計技術挺落後了,軍用燃氣輪機還是能造。不過落後幾十年不知道怎麼追。
期待中日聯盟吧,白種人立馬淪為二等公民。日本的半導體包括光刻機,航天火箭,燃氣輪機軍用民用都挺牛逼。只不過美國不讓軍用用的是羅羅的。光刻機半導體頂端是日本尼康,完全獨立自主製造零部件和研發,已經突破7nm光刻機了,世界第一。
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4 # 天下布武
不得不說,不管是地上跑的、天生飛的、還是水裡遊的,絕大多數武器裝備的動力裝置都是核心技術,也都是技術難點,軍艦的動力裝置更是如此,特別是像艦用燃氣輪機這樣的新型動力裝置,目前全球有能力獨立研發製造的國家比有核武器的國家還要少!
其實,目前全球有能力獨立研製艦用燃氣輪機的國家只有四個,也就是英國、美國、烏克蘭和我們,即便是俄羅斯也只是在努力恢復生產中,而四個國家中艦用燃氣輪機技術最高當屬英國!
英國是全球最早發展艦用燃氣輪機的國家,從上世紀40年代不少國家還不能製造戰機的時候,英國就開始以航空發動機為基礎發展燃氣輪機了,經過多年的發展目前已經研發出“太因”、“奧林普斯”以及“斯貝”等多個系列的艦用燃氣輪機!而其中,可以成為全球技術水平最高的當屬MT30艦用燃氣輪機!
MT30是羅爾斯·羅伊斯公司在Trent 800渦扇發動機(波音777所以的發動機)的基礎上研發的一款單迴圈燃氣輪機,該燃氣輪機的額定功率為36MW,最大功率可達41MW,熱效率可達40%,是目前全球功率、熱效率最高的艦用燃氣輪機;
另外,MT30的核心渦輪動力裝置淨重只有9.6噸,整體都算上也只有20噸,如此小的體積卻有著大型蒸汽輪機都沒有的功率!對於內部空間寸土寸金的軍艦來說,功率大、體積小、啟動速度快的MT30艦用燃氣輪機,確實是非常不錯的選擇!
MT30艦用燃氣輪機的還在於它的通用性,小到2000噸的戰鬥艦、大到6.5萬噸的航空母艦都在使用MT30艦用,美國2700噸“獨立級”濱海戰鬥艦使用2臺MT30燃氣輪機可以飆到50節的速度;1.5萬噸的“朱姆沃爾特級”驅逐艦則依靠2臺MT30+2臺輔助燃氣輪機航速達到30節。
而MT30艦用燃氣輪機最值得一提的應用應該就是英國的“伊麗莎白女王級”航母了,這個滿載排水量可以達到6.5萬噸的航母依靠2臺MT30燃氣輪機+4臺輔助柴油機(總功率108兆瓦),在加以全電推進的新技術的應用使得“女王級”航母的航速達到了25節!
另外,雖然英國的MT30已經可以代表目前全球艦用燃氣輪機的技術的最高峰,但這已經是英國20年前的技術了,目前英國正在研發的MT50艦用燃氣輪機的最大功率則可以達到50MW,熱效率達到42%,未來換裝到“女王級”航母上或許就不再有動力不足的情況發生了!
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要說到燃氣輪機的技術,軍用的還是英國的羅羅公司比較厲害,該公司研發的MT30型燃氣輪機的額定功率為36MW,最大功率為40MW,熱效率高達40%。如果說是非軍用的話,要數美國的通用電氣公司了,其研發的9HA.02型重型燃氣輪機。該燃氣輪機的複合迴圈的發電功率高達608MW,確實是世界之最。其次,通用電氣公司最新的升級型號LM2500G4的額定功率為29MW,最大功率為34.8MW。可以說在軍用燃氣輪機領域,英國是走在世界前列的,畢竟羅羅公司的底蘊在那裡擺著。在非軍用領域,通用電氣公司的實力極強。
也正是MT30型燃氣輪機有這麼高的功率,以至於美國DDG1000級驅逐艦,英國伊麗莎白女王級航空母艦都採用了該燃氣輪機。由此可知,MT30型燃氣輪機的效能有多高,就連DDG1000級驅逐艦都捨棄LM2500G4不用,選擇了MT30。這也可以看出,英國在燃氣輪機領域處於絕對的領跑地位,畢竟世界上第一臺燃氣輪機就是英國研發出來的,美國是在十多年後才後知後覺開始在燃氣輪機技術上發力。所以說,英國在燃氣輪機領域擁有世界最先進的技術也很正常。
說到非軍用的燃氣輪機,通用電氣公司的產品佔了半壁江山2019年上半年各燃氣輪機強大的公司所佔的份額如下所示:通用電氣的燃氣輪機訂單量佔全球49.66%,西門子為26.13%,三菱為12.36%,安薩爾多6.41%。也就是說,通用電氣公司的燃氣輪機技術確實挺先進的。 通用電氣公司的9HA.02重型燃氣輪機當然迴圈發電效率高達64%,確實是世界上效率最高的重型燃氣輪機。 其實燃氣輪機也就是航空發動機的變種,有實力研製燃氣輪機的國家,其航空發動機技術一定不差。但是可以研製航空發動機的國家,不一定有實力研發燃氣輪機無論是美國通用電氣公司還是英國羅羅公司都有比較出名的航空發動機和燃氣輪機。通用電氣公司的航空發動機有YF120和YF136變迴圈發動機,羅羅公司有EJ200先進中推發動機。