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1 # 沙漠之湖
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2 # 利刃號
全電推進指的是採用電動機作為航母的主要動力,相比傳統的機械傳動,佔據空間更小,效率更高。缺點就是對材料學要求較高,就目前而言可靠性較差。
其實活塞式發動機與電動機的爭鬥早在百年前就已經開始了。法國的聖沙蒙坦克是目前公認的世界上最早採用電動機作為動力的坦克。在此之前,坦克(雖然沒有幾款)採用的都是常規活塞發動機動力。這也從側面證明,電動機和常規動力的爭論其實在百年之前就已經出現了。
而軍艦採用電動推進的難度遠在坦克這種地面武器之上。原因很簡單,最輕的驅逐艦排水量都要在千噸以上,大型軍艦更多的都是萬噸以上,動輒3-5萬噸的大船就不是電動機放大這麼簡單了。
常規動力的軍艦一般採用柴油或者重油鍋爐,大型軍艦一般採用重油鍋爐或者核動力。以美國的小鷹級為例,小鷹級的動力採用4臺蒸汽輪機,透過燃油燒熱水燒出的高溫高壓蒸汽推動燃氣輪機,然後將巨大的動力透過一根長長的聯動軸傳輸到艦尾,然後透過螺旋槳做功傳遞出去。
簡單來說,常規動力就是燒油→燒開水出蒸汽→蒸汽機輸出動力
全電推進使用的燃料和發動機與常規的沒有啥區別,只不過將燒熱水利用蒸汽機的輸出動力用軸連線的方式改變為利用動力發電,再利用電線傳導給發電機。這樣的好處就是減少了傳動軸的空間,大幅度提高機械效率,同時減少水密難度並節省空間。
簡單來說,全電推進就是燒油→燒開水出蒸汽→發電→電動機輸出動力
一般來講,一艘軍艦上採用傳動動力結構推進的機械效率不足20%,這主要是因為燃氣鍋爐本身的缺點再加上傳動軸和變速箱導致的機械效率降低。但是如果將燃氣鍋爐的動力轉化為電力再傳導到電動機,其整體效率會提高到25%-27%。雖然依舊很低,但是考慮到整艘軍艦作為如此龐大的一個整體(實際上還是因為燒熱水的效率真的不高),提高1%的效率對於軍艦來說都是飛的突破。
除此之外,全電推進的另一個作用就是簡化艦船內管線和佈局。由於機電裝置的廣泛應用,軍艦上的電子裝置越來越多,將其中一部分動力輸出發電,另一部分推進的機械結構太過複雜。讓所有裝置都使用電力,包括軍艦戰鬥用電、生活用電全部統合在一起,大幅度簡化軍艦管線的同時也能簡化資源調配。
雖然好處多多,但是航母這個級別的全電推進還是很困難的。美國福特級一號艦福特號就是採用的常規推進,而非電力推進。可靠性依舊是最大的問題
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3 # 刀鋒戰士他爺
光吹綜合電力系統。但你知不知道這個綜合電力系統首先要具備幾個條件,你才能搞這個事?第一個就是船舶驅動電機。也就是說超導船舶電機至少要在6萬匹馬力左右。現在吹的那個無軸泵推技術那個電機起碼也要有五六萬匹馬力。如果是航空母艦的話,至少要七八萬匹馬的。目前國內好像還這麼大電機的好像還沒有吧。如果你透過綜合電力發的電,然後你又走回電動機傳動足。穿過去,再來搞這個推薦的話你不是。浪費這麼多動力嘛。那你還不如直接就用蒸汽輪機帶軸。這些技術都是有先決條件的。
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4 # 魂舞大漠
全電推說起來容易,無非取消了過去的機械傳動,把動力來發電,用電來推動螺旋漿,沒有了機械軸系,沒有了減速機,可使艦艇節省大量空間,噪音也得以大幅降低,還可節約不少燃料呢。都知道全電推的好,只是實現起來相當麻煩,有好多技術問題不夠成熟。都想使用,只是能滿足使用條件者,卻不是很多,目前只有英美。英國45型驅逐艦,用的就是全電推,結果只有開膛破肚,大傷元氣,只能做為訓練艦使用。美國DDG1000也用的全電推,出門即趴窩,這艦要解決問題,恐怕不是三年五載所能完成的。還有英國的女王級,是世上至今為止唯一一艘全電推航母,但不知命運如何。用的垂直起飛的艦載機,興許能好點。全電推開啟艦船動力技術革命,世上都在研究。
▲全電化艦船。全電汽車,全電坦克,大興特興,因為有這麼多的好處,當然艦艇,包括航母也需要使用。比如電磁彈射瞬間需要大容量的電能,全電推正可滿足使用。全電推系統大致可包括,產生、分配、管理、功率變換、電推進和用電裝置等,靠著先進的分配系統,可以先滿足最需要的用電裝置,由於電制不同,可分為交流系統和直流系統。交流系統裝置較為成熟,如早就用在22萬噸級“海洋綠洲”號豪華遊輪上面。但是最先進的直流系統,只有一個國家能掌握,好處是震動小,而噪聲低,還特別適合用於中高速的用電機組,如航母,屬於航母上天造地設的用電系統,這是目前最先進的電力推進系統,甚至英美都不掌握。如果成功用於潛艇,隱蔽性將猛然提高几個數量級,將具有劃代意義。
▲好處多多。稱之為未來動力,毫不誇張,節油至少16%,自可航行得更遠。原先軸系擠佔的大量空間,可以佈置更多的武器和彈藥,於航母可以裝載更大飛機,艦船佈局可是靈活多了。重要的是,如果用於保障新概念武器使用,滿足高能量供需要求,比如目前世上熱議的鐳射,電磁炮和微波武器等。就是航母的電磁彈射器,也是一個電老虎,需要的電力在10MW以上,似乎只有全電推可以解決這一問題。美國現在“福特”級使用的綜合電力保障系統,與全電推根本就是兩碼事,就不是一個概念。不是美國不想用,整體技術還未實現突破,就是這,問題總也不斷。那些奉美國第一的注意了,全電推,美國不是最領先的,比之中國,少說還得落後15年以上,這還是我們謙虛的說法,不客氣,至少要在20年左右吧。
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5 # 威吶解析
目前包括航母在內的大部分艦艇採用的推進方式還是由艦艇主機帶動齒輪變速箱、主軸、螺旋槳的傳統方式,全電推就是依靠艦艇主機帶動發電機發電、利用產生的電力帶動電動螺旋槳或者噴水推進泵的推進方式,由於全艦動力、雷達、日常用電等整合管理、應用,這種方式也被稱為綜合電力推進系統。英國“伊麗莎白女王號”航母是現役唯一的電力推進航母艦船電力推進系統組成
全球各主要海軍強國的主戰艦艇中,只有英國的“伊麗莎白女王級”航母、45型驅逐艦和美國的DDG-1000驅逐艦採用了電力推進系統,“伊麗莎白女王號”航母是全球唯一一型採用電力推進的航母,也是現役噸位最大的電力推進艦艇。“伊麗莎白女王號”航母滿載排水量約65000噸,裝備2臺“羅.羅”公司生產的MT-30燃氣輪機、總功率約72MW,2臺11MW 16缸柴油機、2臺9MW 12缸柴油機,配套4座20MWe級發電機,帶動電動機驅動的2具5葉螺旋槳,最大航速約27節。效能優異的MT-30燃氣輪機全球首型電力推進主戰艦艇——英國45型驅逐艦採用綜合電力推進系統的美國DDG-1000驅逐艦
相對於傳統驅動方式,綜合電力推進系統的主要優點是簡化了動力系統的組成、提升了艦艇響應速度、提高了自動化控制水平、降低了動力系統噪音,但由於電力推進方式對於大型艦艇來說,技術應用方面尚不成熟,包括“伊麗莎白女王號”航母、45型驅逐艦及DDG-1000驅逐艦在內,都先後出現過動力系統問題,雖然上述各艦均已服役,但總體上來說綜合電力推進方式尚未得到大範圍應用。綜合電力管理也是未來電磁炮上艦的前提條件20MW級船用發電機組
從艦艇動力(包括航母在內)發展來講,電力推進方式是未來艦艇動力發展的必然趨勢,美國最新的“福特級”航母目前雖然採用的還是傳統推進方式,但已經明確爭取在3號或者4號艦上能夠採用電力推進方式。隨著電力推進應用技術的不斷完善,距電推航母出現已為時不遠。電力推進系統是未來艦艇發展的趨勢採用電磁彈射系統的航母,最終也會整合推進與電磁彈射用電管理。
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航空母艦在現代海戰有著巨大的戰鬥力,目前中國和美國都在積極建設以航空母艦為核心的海軍部隊。航空母艦不僅會對一個國家的軍事實力產生重大的提升,他更是一個軍事強國的標誌。
而如今中國的航母建造能力有了很大的突破。根據相關資訊顯示,中國很有可能正在研製全電力推進的航空母艦。提到這裡,大家一起了解一些全電推進系統及其優勢吧。
目前包括航母在內的大部分艦艇採用的推進方式還是由艦艇主機帶動齒輪變速箱、主軸、螺旋槳的傳統方式,全電推就是依靠艦艇主機帶動發電機發電、利用產生的電力帶動電動螺旋槳或者噴水推進泵的推進方式,由於全艦動力、雷達、日常用電等整合管理、應用,這種方式也被稱為綜合電力推進系統。
全電推進系統其實就是以電作為動力,驅動電機,推動艦船。在過去艦船上,往往採用的是燃氣輪機和蒸汽機,這些推進方式會產生巨大的噪音,由發動機使用燃料將能量轉化為動能,驅動傳動軸,最終驅動槳葉,推進艦船前進。
這種傳統的動力裝置有很多的缺點,例如需要安裝傳動軸,傳動軸會佔用艦體很多的空間,而且加工製造難度更大。如果採用全電推進的艦船就不會面臨這一問題。
全電推進系統中,傳遞動力的不再是傳動軸,而是電線,發電機發出的電將能量傳輸給用於驅動槳葉的大功率電機上,電線可以很輕易的佈置在船體上,而不像傳統動力裝置那樣,需要預留出空間給傳動軸。
這也導致全電推進系統與傳統內燃機動力裝置相比,更加輕便,也更容易佈置,這對於艦船設計者和使用者來說都是巨大的優點。全電推進裝置更大的優點在於動力輸出的穩定和能夠更加合理的分配動力。
目前電器控制技術已經發展成熟,自動化的控制裝置就會更加精準的控制艦船動力系統的動力大小和動力的分配。
由於電動機的特性,全電推進裝置轉速提升特別快,遠遠超過傳統內燃機,當然,提速過快也會對槳葉產生更高的強度要求,需要設計新型的槳葉。
而中國航母如果採用了全電推進系統的話,戰鬥力將會產生巨大的提升。中國中國產的全電推進系統目前已經在相關專用實驗艦艇上開始了測試工作,研製進展順利,整體技術水平處於世界領先水平。