在大型民用船舶領域,大型低速二衝程的船用柴油機具有統治地位,它能滿足小到一萬噸,大到四十萬噸,甚至排水量更大的各類船舶推進功率需求。更有甚者,如“14RT-flex96C"這樣的超大功率柴油機,在單機單槳的狀態下,能把近400米長的大型集裝箱船推到最高近27節的服務航速。這樣來看,大型低速二衝程的船用柴油機是完全能滿足大型軍艦的功率需求,且相較於燃氣輪機和蒸汽輪機,還具有熱效率高、燃油消耗率低、使用壽命長的優點。但為什麼我們鮮有在大型水面艦艇上看到採用大型二衝程的船用柴油機呢?
”14RT-flex96C“船用低速柴油機
在艦船動力裝置選型上,功率滿足只是一個前提條件,實際中還應有更多的考慮,如佈置問題就是一個需要考慮的大問題。因為動力裝置在船舶的空間和排水量上佔有很大的比重,因此,動力裝置的佈置,對於船舶空間的利用,穩性、結構強度、生命力等將產生很大影響。如為了保障船舶的穩性,一般把動力裝置佈置在艦船舯部底層位置;為了保證生命力,動力裝置應分散佈置;為了保證結構強度,機艙不宜貫穿多層甲板等等。
容納大型低速柴油機需要一個超大空間的機艙
作為世界最大的船用柴油機”14RT-flex96C“的總功率超10萬馬力。它的功率剛好能滿足美國“Flight 2A”型驅逐艦(伯克級)的功率需求。但是“Flight 2A”型驅逐艦想要容下它,卻並不容易,因為”14RT-flex96C“是一款長27.3米,高13.5米,裝機總重達2446噸的“大傢伙”,加上需要預留檢修空間和吊缸高度,就必須要一個超大空間的機艙才行。而想要在一個長155.29米、寬20.4米、吃水6.3米(無型深資料,只能用吃水代替)的艦體裡做出一個超大空間的機艙,而這樣的結果就是:機艙貫穿多層甲板,形成一個大開孔的形式,將嚴重降低艦體的總縱強度,加上”14RT-flex96C“單機品質大,造成載荷集中,更是雪上加霜。
載荷集中,加上湧浪作用很容易造成船舶發生斷裂事故
而反觀“Flight 2A”型驅逐艦原有的主機——LM-2500-30燃氣輪機,箱裝體積:長8米、寬2.7、高3.1,自重6噸左右,採用四臺總重也就在24噸左右,卻擁有超10萬馬力的功率。同時,它們體積非常小,可以輕易的佈置到較小的機艙裡去。這樣的好處顯而易見了:通過兩兩一組並車的形式,佈置在兩個機艙裡,可以不需要為了擴大機艙空間,去破壞連續的甲板和結構,提高了艦艇的強度;而分散的佈置又可以提高艦船動力系統的生命力。
LM-2500燃氣輪機
此外機艙過大還會擠佔艦船的寶貴空間,增加其它武器裝備的佈置難度,減少各類消耗物資的攜帶量。同時,過重的自重又會增加艦船的排水量。顯然,在很大程度上採用大型低速船用柴油機作為大型軍艦的主機,會降低軍艦自持力和戰力。而想要提高自持力和戰力,又必須要增加排水量,這就進入了一個死衚衕裡。也正因此,哪怕擁有10萬馬力,低速柴油機仍不宜做大型軍艦動力。
中高速柴油機功率小,僅能作為大型軍艦的柴-燃聯動巡航機組使用