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1 # 筆不意馳
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2 # 魑魅涅磐
目前軍艦使用的動力系統主要有四種聯合動力裝置:蒸汽鍋爐、柴油機、燃氣輪機和柴油機與燃氣輪機高低搭配的柴燃交替/聯合動力(核動力航母不算)。三種動力方式相比較而言:蒸汽鍋爐成熟可靠,但是體積和重量大,而且功率基本和體積成正比,所以現在已經被淘汰。燃氣輪機體積小質量輕,功率大,加速性快,但是油耗相對較高,其次對進排氣有嚴格的要求。柴油機功率小,轉速低,噪音和體積偏大,但是油耗低,進氣排氣設計簡單。最後是柴燃動力,交替就是柴油機負責軍艦低速時的動力,高速航行時就必須啟動大功率的燃氣輪機,此時柴油機是不參與驅動工作的。而聯合是低速航行時也用柴油機,高速時加入燃氣輪機配合柴油機兩者同時工作。在以上動力系統中,為什麼燃氣輪機受到廣泛青睞呢?首先燃氣輪機具有單機功率大、體積小、重量輕、啟動加速性好、操作維護性好等特點。這在軍艦反潛作戰中尤為重要,比如獵殺敵方潛艇時,燃氣輪機功率大軍艦的航速就高,獵殺成功率就高;其次如果遇到魚雷來襲,燃氣輪機加速性快,軍艦就可以迅速機動拐彎等以躲避魚雷,單單就這兩點就不是柴油機能做到的,雖然蒸汽鍋爐也可以做的功率很大,但是其加速性真的很慢(燃料化學能轉換為熱能加熱水成高壓蒸汽,蒸汽推動汽輪機旋轉為機械能,而這個過程中燃氣輪機是直接在發動機內部就做了化學能到熱能到機械能的過程)。燃氣輪機有非常高的功重比,說直白一點就是發揮同樣的功率的燃氣輪機要比同樣功率的蒸汽鍋爐佔用船艙內使用面積要少得多,而同樣的重量的燃氣輪機發揮出功率要比同樣重量的蒸汽鍋爐要大得多,而且燃氣輪機啟動時間要比蒸汽鍋爐快得多。但是燃氣輪機也有缺點,那就是空氣流量大和油耗高,但是作為軍艦動力,首先要考慮的是作戰效能,比如柴油機省油,但是柴油機功率太低,比如目前功率最大的船用燃氣輪機就是英國女王級航母上裝備的羅羅的MT-30燃氣輪機,其單機最大功率達到了40兆瓦,重量不到7噸。世界上最大的船用柴油機就是芬蘭的瓦錫蘭製造的,單機最大功率可以達到80兆瓦,重量2300噸,所以燃氣輪機得優勢是很明顯的。雖然燃氣輪機油耗高,但是軍艦是用來保家衛國的所以永遠是值得的。再說相比我們每年公路上跑的汽車數量在逐年增加下,增加的燃油相比就不值得一提。所以在國防層面很難看到“節能”兩個字,高效穩定永遠是排在第一位的。
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3 # 霹靂火觀察
實際上,燃氣輪機最早是適用於航空業,但是令人感到疑惑的是燃氣輪機目前已經成為艦船主要動力,無論是解放軍剛下水的055大驅還是英國的伊麗莎白女王號都不約而同選擇了燃氣輪機作為主要動力。原來呀,這種發動機有著非常多的優勢,很適合應用於艦艇上,所以說專家們還真沒看走眼。
首先,對於的水面艦艇來說對速度是個非常重要的指標,而燃氣輪機擁有很好的加速性,僅僅兩三分鐘就能從停止狀態達到全功率,甚至在緊急狀態下這個時間還縮短的更少,當然這不可避免的造成發動機壽命的損失。
其次,重量和體積上更加小,且不說一般船用柴油機重量都能上好幾千噸的,就是內部的一根曲軸就重打兩三百噸了,而燃氣輪機最多十幾噸罷了。所佔據的空間也更小,使用燃氣輪機的艦艇也大大增強了攜攜載能力。
其三,燃氣輪機的技術水平更高,整合化明顯,幾乎不需要什麼輔助裝置,這樣就意味在平時的維護和保用工作更加簡單了,所以日常的操作非常的簡單,簡化了艦艇人員的編制,同時提高了效率。
另外,由於燃氣輪子體積小的優勢,所以可以將整個發動機機組放置於密閉的機罩裡,這樣的話,不但能對機艙內部工作條件進行改善,也能有效的降低音效和震動,提高戰艦的隱藏性。
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4 # 一葉楓流
燃氣輪機與蒸汽輪機相比,是內燃機,體積比蒸汽輪機大為縮小。加速快,可以迅速提升到滿功率執行。特別適合戰時的戰場機動性要求。不足之處是單機功率比蒸汽輪機小,現在單機大約5萬馬力。蒸汽輪機單機功率可以達到7萬馬力。
與柴油機相比 首先是功率大。MTU的柴油機單機功率小,靠增加氣缸最大也就8、MW,重量上千噸。是蒸汽輪機的五分之一。LM2500+已經30MW了。而且往復式柴油機噪聲大,震動大,水聲特性不好,往復式氣缸活塞壽命相對來說短。速度變化和適應性差,工況一般只有兩個——巡航和高速柴油機的優點是低速長時間巡航時經濟性好,省油。
燃氣輪機介於蒸汽輪機和柴油機之間,效能適中。隨著技術進步,耗油率逐步下降,已經不再需要與柴油機交連了。美國海軍最先實現全燃動力。
中國在航母這樣的大型軍艦上還是採用蒸汽輪機為動力。在驅逐艦上基本實現了全燃動力,還有全蒸七子(167、115、116、現代級)。護衛艦由於排水量小,還是柴油機動力。這種格局比較適合中國國情。不去片面追求為燃氣化而燃氣輪機化。
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柴油機的優勢,是主要輸出扭矩,而不是轉速,轉速透過變速箱調節,螺旋槳需要的轉速也不高。現代艦艇的電子裝置越來越多,最直接的就是相控陣雷達,耗電量和散熱量都是用電大戶。電動機技術的進步,也讓全艦通用電力,成為了可能。而燃氣輪機的優勢就體現出來了。燃氣輪機主要輸出的是轉速,而不是扭矩。高轉速代表著高發電量,再透過電動機產生螺旋槳工作的轉速。