現代艦艇越來越多的開始使用全燃動力或者柴燃聯合動力模式，拋棄了之前的蒸汽輪機和柴油機動力的原因就在於蒸汽輪機雖然輸出功率大、但是啟動時間長、全套系統佔地面積過大；柴油機雖然經濟性高，但是輸出功率小也是其最大的缺點。所以有著輸出功率大、啟動速度快、體積小重量輕的燃氣輪機成為越來越多的艦艇動力首選，當然燃氣輪機也不是沒有缺點，其最大的缺點就是經濟性差。

艦用蒸汽輪機系統

艦用柴油機組

艦用燃氣輪機

至於艦用蒸汽輪機和艦用燃氣輪機效能上的差距真的很大嗎？

其實不然，比如現代級導彈驅逐艦上裝備的四臺蒸汽輪機，最大輸出功率高達10萬馬力，推動滿載排水量8500噸的現代級導彈驅逐艦依然能夠達到32節的航速。同樣美國8300噸級的伯克2級導彈驅逐艦裝備了四臺LM2500燃氣輪機，最大輸出功率9.2萬馬力，也能推動伯克級導彈驅逐艦達到32節的航速。所以從蒸汽輪機和燃氣輪機的輸出功率來說，蒸汽輪機的效能絲毫不差，而且蒸汽輪機使用的是價格便宜的重油，經濟性也要比燃氣輪機高很多。

但是對於伯克級、現代級這種主戰艦艇而言，對於動力系統的要求還是比較高的、比如受制於艦艇內部空間有限和排水量的限制，要求動力系統佔地面積儘可能小和輕，同時因為這類搭載導彈的主力戰艦在戰爭中需要機動航行以躲避敵方反艦導彈的打擊，所以對於艦艇的加速性和機動能力也有一定的要求等等。

燃氣輪機是一種軸流式或離心式動力系統，從內部結構來說的話，大量空氣被吸入發動機後經過高低壓增壓機壓縮至更高壓力後，緊接著在燃燒室內和燃油混合被點燃產生高溫高壓燃氣，這股高溫高壓燃氣直接從噴口噴出就是飛機上使用的渦噴發動機，如果在燃燒室後面佈置多組渦輪系統將其熱能轉換為機械能並輸出的話，放在飛機上就是渦槳動力、放在直升機上就是渦軸動力、放在軍艦上就是可以帶動螺旋槳的燃氣輪機動力。所以從其產生動力的流程來看，燃氣輪機並不需要冷卻水等介質，所以有著結構簡單、質量輕的優點，同時軸流式燃氣輪機和離心式燃氣輪機都是透過渦輪轉子轉速提升來增加輸出功率的，所以也有著啟動速度快、加速性強的優勢，往往從怠速提升到最大功率輸出只需要短短几分鐘即可。

蒸汽輪機是一種老舊複雜的動力系統，從整個蒸汽輪機結構來說，大量的迴圈水先在鍋爐內被加熱成高溫高壓蒸汽，然後這股高溫高壓蒸汽進入蒸汽輪機內推動渦輪轉動，將熱能轉化為機械能，做功後的高溫高壓蒸汽釋放熱量凝結成水後，再被迴圈泵加壓、過濾重新送入鍋爐內迴圈加熱，而且鍋爐在工作過程中從點火到冷卻水加熱成高溫高壓蒸汽需要大量的時間，從燃油鍋爐加熱迴圈水到迴圈水變成高溫高壓蒸汽推動汽輪機旋轉至少需要幾個小時之久，特別是大功率蒸汽輪機啟動速度更慢，所以在啟動速度方面就比較緩慢，同時鍋爐在燃燒過程中還需要大量的冷卻水對鍋爐進行冷卻處理，所以更多的子系統也使得蒸汽輪機佔地面積更大和質量更重。

那麼從艦艇對於動力系統的要求來說，顯然佔地面積大、重量高、啟動時間緩慢的蒸汽輪機就顯得很被動，所以這也是為什麼越來越多的主力戰艦紛紛裝備艦用燃氣輪機的原因所在。

效能差距當然是天壤之別，首先蒸汽輪機的原理是什麼？原理就是首先利用燒煤或是燒重油來燒一大鍋開水，然後收集這鍋開水所產生的水蒸氣，而這些水蒸氣會推動輪機轉動，以此來達到動力輸出。可這樣有一個問題，那就是蒸汽產生的較慢，而且想要讓蒸汽滿足一定的壓力值是需要時間。

可燃氣輪機就恰恰相反，燃氣輪機就相當於戰鬥機的發動機，基本上只需要將空氣吸入燃氣輪機，然後再把混合燃料的空氣點燃，接著再透過燃氣輪機中的無數飛輪葉片將這些燃燒空氣加壓噴射。

透過兩者的工作原理就不難看出，蒸汽輪器是先要產生動力源，然後才能輸出動力，而燃氣輪機則是直接產生輸出動力，而且輸出的動力還是經過加壓的強動力。一般需要幾個小時預熱才能啟動的基本上都是出於保護髮動機，真正的船用燃氣輪機可以做到瞬間啟動，這就是為什麼許多軍艦可以做到瞬間倒車。

從1905年無畏艦開始使用蒸汽輪機開始到今天，艦用蒸汽輪機的發展歷史已經有100多年，並且各種技術已經發展運用的相當成熟，並且從誕生至今一直運用到大型艦艇上面，包括美國的尼米茲級、法國戴高樂號核動力航母和中國與俄羅斯的常規動力航母用的都是蒸汽輪機。而艦用燃氣輪機是二戰之後才出現的一種新型艦用發動機，就是拿大型飛機的發動機改進而來的一種發動機。這兩種發動機各有優勢，所以在不同的特性也應用到不同的艦艇上。

使用蒸汽輪機的中國現代級驅逐艦

燃氣輪機的優點在於體積小、啟動快、噪音小、輸出功率較高等優點，特別適合萬噸級軍艦使用。而蒸汽輪機和燃氣輪機相比，有體積大、啟動慢、噪音大等問題，但是它的輸出功率遠高於其他發動機，所以適合在4萬多級的大型航母上使用。而題中所說的啟動時間就是兩者的一個對比，但是也沒有題中"蒸汽輪機啟動40個小時，燃氣輪機幾個小時"那麼誇張。如果是冷啟動，燃氣輪機幾分鐘，就可以輸出動力，而不是幾個小時。而蒸汽輪機冷啟動可能需要一個多小時左右，如果需要40個小時那就別玩了。

這兩者之所以有那麼大時間差主要是工作機制不一樣，蒸汽輪機和燃氣輪機分別屬於第一次工業革命和第二次工業革命的技術成果。蒸汽輪機屬於外燃機，它的主要動力輸出部件由鍋爐和大型輪機組成，其中最佔位置的是鍋爐，一戰英國的獅級戰巡的鍋爐最多達到36臺。這些鍋爐燒火將鍋爐裡幾百噸的鍋爐水給燒開，水燒開之後產生高壓蒸汽，使它的溫度高達幾百度，然後驅動輪機進行做功，輪機機械直接輸出的功率並不能直接作用到螺旋槳上，還需要經過減速齒輪才能作用到螺旋槳上。而這其中最耗費時間的就是將幾百噸的鍋爐水給燒開，大部分時間都是耗在這裡。

而燃氣輪機屬於內燃機，一臺發動機裡整和了做功的燃燒室和輸出機械功率的傳動裝置，輸出的功率直接作用到螺旋槳上，所以體積也就更小，而且和柴油機、汽油機一樣，只要啟動一給油就直接能動，所以燃氣輪機只要幾分鐘就可以讓軍艦冷啟動。這就是為什麼兩種發動機的啟動時間相差如此之遠的原因。

加速效能差距不大，主要是預熱時間太長。蒸汽輪機你理解成鍋爐就行，燃氣輪機你理解成一個大型的飛機發動機就行。

蒸汽輪機想要動你首先就得把鍋爐燒開，燒開水嘛這個大家都有經驗水不可能一下就燒開，而且想要產生足夠的蒸汽達到要求的壓力那鍋爐燒的時間還要更長，這就是所謂的預熱。而燃氣輪機不需要，燃氣輪機是透過高溫氣體膨脹來使輪機做工的，這個你直接理解成在飛機的噴氣式發動機後面再加幾組渦輪，用飛機噴出去的氣體推動渦輪旋轉從而轉化為動力，所以燃氣輪機不需要預熱，只要啟動之後達到自持狀態燃氣輪機就能正常工作了。所以使用蒸汽輪機的船往往需要先戰備把鍋爐燒幾十個小時，然後才能出海，燃氣輪機幾十分鐘甚至幾分鐘就完成了準備。

至於加速方面燃氣輪機其實和蒸汽輪機差距不大的，特別是在大型船隻的加速度實際上比燃氣輪機還好（因為扭力巨大），其實我們說的核動力艦船真正的動力輸出部分也是蒸汽輪機。蒸汽輪機主要的缺點在於沒辦法做小，即使降低了功率極其本身的體積重量還是很難降下來，所以如今的小型船隻上基本上不採用蒸汽輪機了，但對於大型船隻來說蒸汽輪機與燃氣輪機的優劣勢其實沒有那麼明顯，而且蒸汽輪機不挑油只要這油不堵塞管道那就都能燒，而且航母之內的大型船隻一次部署期就是十幾個月，所以預熱幾十個小時並不是什麼不能等待的時間，所以在航母上使用蒸汽輪機並沒有什麼問題。

蒸汽輪機是外燃機，驅動渦輪旋轉的水蒸氣是專門的鍋爐提供的，與渦輪機的大小沒有關係。所以蒸汽輪機可以造得比較大。體積大，渦輪葉片多，輸出功率就大。

相應的缺點就是渦輪機的轉動慣量大。改變轉速，增加或降低輸出功率的時間比較長。

而鍋爐燃燒，產生的水蒸氣數量（體積）變化，需要改變鍋爐燃燒燃料的數量。增加燃料，增加溫度，燒更多的水，產生更多的水蒸氣，所需的時間更長。所以蒸汽輪機適合長時間等速航行。長時間的中低速巡航狀態是蒸汽輪機的最佳執行狀態。

燃氣輪機屬於內燃機。渦輪帶動壓氣機運轉，給燃燒室提供空氣。由於壓縮率比較高，燃氣輪機的體積比較小，運轉速度比較快，最高接近上萬轉。這決定了燃氣輪機的直徑不能太大。直徑太大，葉片產生的離心力非常大，容易造成葉片斷裂事故。即使不發生事故，也會降低葉片的工作壽命。而燃氣輪機更換葉片是非常費時費力的事，需要拆下發動機，在專門場地逐級調整動平衡。

由於燃氣輪機的渦輪和壓氣機是共軸一體的，所以轉速提升的很快。很短的時間裡就可以達到滿功率執行。

很多人坐過飛機。現在的遠端飛行都是噴氣式飛機，發動機和船用燃氣輪機一個原理。有的甚至是同一種航空發動機改為船用型。客機起飛的時候，發動機很快就達到全功率執行，飛機很快就滑跑起飛了。

所以燃氣輪機適合軍用艦艇在作戰的時候不斷變化發動機功率的要求。

另外燃氣輪機體積小，佔用船體空間少。適合中小型艦艇和高速艦艇安裝。

隨著技術發展，燃氣輪機的功率越來越大，萬噸以內的軍艦普遍都安裝了燃氣輪機。幾萬噸的大型軍艦也有很多安裝了燃氣輪機。比如英國的女王級航空母艦。

但是燃氣輪機最大的缺點是耗油率高。因為燃氣輪機的燃氣在驅動渦輪後還有很高的溫度，都排放到大氣中，造成熱量損失。而蒸汽輪機的水蒸氣是迴圈使用的。

蒸汽輪機就落後呀，這是誰說的？蒸氣輪機發明瞭一百年，也被使用了一百年，並且至今仍在作為大型艦船動力，怎麼說就落後了呢？它的優點也較多，沒有燃氣機那麼大動靜，噪聲小，振動小，摩擦部分少，壽命長，可靠性也強呀。而且經濟，對燃料要求不是很高，聽說它是燒重油的，重油什麼呀，原油的廢料。

燃氣輪機，技術複雜代價大，除發達國家，實現不了，尤其艦用型更加如此，世上只有美英中烏俄，可以實現。具體來說，具有三高的特點，技術高，造價高，油耗高，雖說重量小，功率高；噪聲小，效率高等優異的特點，但缺點也同樣明顯，從問世到現在，一直如此。有意思的是，少數國家拿來當寶，被視為技術高階，嚴格限制出口。技術進步，無非早早晚免之事，如果被充作籌碼，實在沒有必要。多少裝備的高大尚，如今走入尋常百姓家。

根據專業的書籍介紹，我們知道蒸汽機啟動時間長，體積大，每次需要人工干預。而燃氣機則體積小，啟功快，無需人工靠近點火，這些優勢在寸土寸金的船上特別突出，所以燃氣機優勢很明顯的。

蒸汽輪機英文叫Steam Turbine，所以也稱蒸汽透平發動機，是一種外燃旋轉式蒸汽動力裝置，來自鍋爐的高溫（低於650℃）、高壓（最高可到12MPa）蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流後噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉子旋轉，同時對外做功。蒸汽輪機的特點為：結構比較鬆散、體積較大、重量較重、啟動時間較長、需要較多的迴圈水等。結構如下圖一。

燃氣輪機英文叫Gas Turbine，所以也稱燃氣透平發動機，是一種內燃旋轉式氣體動力裝置，燃燒室提供的燃燒後的高溫（最高可到1350℃）、高壓（一般1MPa以下）氣體穿過固定噴嘴成為加速的氣流後噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉子旋轉，同時對外做功。燃氣輪機具有結構最簡單、體積小、重量輕、啟動快、少用或不用冷卻水等一系列優點。結構如下圖而二。

從上述對蒸汽輪機和燃氣輪機的定義和特點介紹可知，對於船用發動機，就需要構最簡單、體積小、重量輕、啟動快、少用或不用冷卻水的發動機。

所以燃氣輪機具有明顯優勢。其原因就是蒸汽輪機是外燃式、分體式、封閉迴圈式（需要專用迴圈水）的發動機；而燃氣輪機是內燃式、一體式、開放簡單迴圈式（不需要專用迴圈工質）的發動機。

蒸汽輪機和燃氣輪機相比效能差距不是很大，但在適用環境方面差距還是很明顯的。船用動力以人類現在的水平一句話還是燒開水的。別看燃氣輪機表面上沒有燒開水的裝置，但內部照樣有一套燒開水的裝置，故且稱為直燒式吧。蒸汽輪機就稱為外燒式吧。也就是說誰在單位時間內燒開水的速度快，量大誰的效能更好。這點上直燒式更快點。沒有預熱等準備工作，但也存在轉子速度過快，相對重量太大，慣性控制難，功率太小，溫度過高等問題，耐用性和保養相對蒸汽輪機差的太遠。也就說燃氣輪機在重量，系統輔助，啟動，瞬間加速方面是好於蒸汽輪機的。但在功率，穩定性，造價，燃料選擇方面是不如蒸汽機的。以現在的技術也就是在最高30節左右航速，1萬5千噸級以下用燃氣輪機優勢明顯，以上容易扯著蛋，還是上蒸汽機靠譜。民用還是柴油機更有優勢。