燃气轮机那么耗油,为什么还将其用做大型军舰动力系统?

span>这和耗油不耗油关系不大,一方面燃气轮机有它的优势,好东西就得用。喷气战斗机耗油,现在你不可能用螺旋桨飞机去对付喷气战斗机;豪车耗油,大老板不可能去坐排量1.0。

当今之世,大型舰船的动力共五种,以优先顺序分别为核动力,燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机和联合动力。核动力看似最经济,但表现为造价高,技术开发难度大,安全性要求较高,只为少数国家所掌握,接下来就是燃汽动力,体积最小,最经济,而得到越来越多的国家使用,据估计,未来 三年内,将达到50亿的市场规模。

再有一个人家燃气轮机的启动速度是相当快的,最多两分钟就能满负荷的运行了。

船用燃气轮机具有显著的技术优势,例如体积小、重量轻、热效率高、经济性好、启动快、机动性好,而且燃料的适应性强,清洁,对环境污染小,噪音低频分量很低,可靠性高,维修方便,使用寿命长等特点。

燃气轮机,其热效率可以达到40%以上,而且没有锅炉系统或核动力系统,所以占用空间和载重量均小于蒸汽轮机,是目前最适合用于大型军舰的动力系统。

该技术热效率高于70%

估计话一出口,没几个人会搭理咱,不懂军事的帖子就贴脑壳上了。

在有一个,你核动力就占了一个续航能力,不用在执行任务的时候,添加燃油。但人家用燃油的和你这核动力在执行一般任务的时候,这都不带加油的,装一次就够用了,任务完成之后,回家再装,尴尬不?

首先体积就小,输出的功率还不错,同样的功率输出柴油机比燃气机大三倍到五倍,这就是差距,所以在有限的空间中,燃气轮机才是首选。

跟机动性有关的数据比较敏感,只能定性说燃机的机动性远高于柴油机。高机动性意味着军舰可以快速启动和变向,这在战争中的作用不用多说了……

可能很多人对燃气轮机并不了解,简单来说,燃气轮机就是依靠空气和燃料剧烈燃烧产生的高温燃气去推动涡轮机械做功的大功率、高性能动力机械。


为什么燃气轮机会在军舰上得以应用呢?因为燃机具有以下优点:单机功率大、体积小、重量轻、启动加速性好、操作维护性好。

中小型军舰,这是批量生产的东西,您整个核动力上去,这批量可就是个问题。

这是啥?这就是行动力,行动力上去了,那么军舰就会更加的灵活。

军事装备这玩意,不是成本高低的问题,而是合不合适的问题。

在当时这是很大的护卫舰,如何保证高速航行与低速巡航兼顾,是一个难题。

虽然旗风级由太刀风级改进而来,但因为动力充沛,可以强化功能,与日本当时的直升机护卫舰相似。


这个指标对比相当明显了……功率相等的情况下柴油机组重量是燃机的百倍左右。体积小、重量轻意味着船只结构强度高,发动机推重比大,机动性好。

该技术是包括航母和潜艇在内的所有军舰最省钱、最环保、无限航程的动力系统技术。

行动力就是生命力,延伸一下,这就是战斗力啊!

1982年马岛战争,英国海军19艘燃机舰艇航行四个月(包括14天7000海里的紧急连续航行),无一因为主推进装置故障而退出战斗。远程奔袭还怒草了阿根廷。

蒸汽轮机,有两种:燃煤或燃油锅炉型蒸汽轮机和核动力蒸汽轮机。

在直升机护卫舰进行翻修时,旗风级可接替担任护卫群旗舰的功能。旗风级战系为OYQ-4-1型,战术数据链为Link-11与Link-14,在宙斯盾化之前是海上自卫队采用海军战术情报系统(NTDS)的最佳舰艇。

接着就是柴油机,这玩意输出的功率和他的体积是成正比的,每增加1KW功率,这货的体重就增加3到4公斤,而能蹲在军舰上发牢骚的柴油机这都是按照MW为单位进行工作的,军舰表示压力山大,他们扛不动啊!

原因非常简单,相比蒸气轮机它起动迅速短时间内就能达到全功率状态。柴油机虽然经济起动速度也快但相同体积下最大功率远小于燃气轮机。比较经济的做法是柴燃联合,低速巡航时用柴油机,高速航行时启用燃气轮机。

柴油机,单台最大功率一般以KW计,上MW功率级别的柴油机,其体积是非常庞大的,重量也非常的重,一般是每KW功率需要的重量是三到四公斤。此二者满足不了大型军舰的的功率要求和体积、重量限制。

随着全电技术的实现,燃气轮机耗油的问题也可以解决。燃气轮机只负责发电,巡航时用不了的可以存起来,存满后机组停工。

现在能用于大型军舰的发动机无外乎三种:柴油机、蒸汽轮机和燃气轮机。

说好听一点能过快速的投入战斗,说不好听一点,能快速的躲避朝自己砸过来的物件。

在一些作战舰艇上,运用了复合燃气轮机、柴油机架构,又或者用针对性不同的燃气轮机,实现高速和低速巡航时的经济性最大化。

核动力不易,燃气轮机也不易,大型军用舰船燃气轮机,大约也只有中美英俄四国所有,民用型,德国和日本不错,被奉为先进的代表。最大最省油,然于军用方面,就属美英二国,LM2500和MT30称为先进的代表。

再说核动力这玩意污染啊!您整一大堆这样的军舰,真要打起来,被整毁几艘,自己的窝里就炸锅了。

燃气轮机的产生的噪音低频分量极低,这一优点主要在军用战舰上最能体现出来。我们知道,海洋环境是最容易传播低频噪音的,而这就使声呐系统非常容易捕捉到低频噪音信号,如果战舰的动力系统产生的低频噪音很大,那么就会很轻易的被敌方战舰的声呐所捕获,从而暴露自己的位置,这在海上作战中是极其不利的,但燃气轮机在工作时所产生的是高频啸音,这样就大大的增加了战舰的隐蔽性。

如今我们的燃气轮机也开始上了水平和档次,其中四款有点靓,QD128、QC185、QC70、R0110,其动力输出水平和经济水平,燃气效率高达40%以上,不输任何国家。

目前,国际上的大型舰用燃气轮机主要有美国的LM2500,英国的WR21以及乌克兰的GT25000。我国的工业基础薄弱,装备制造业起步较晚,虽然经过多年的努力,已经有所改善,但是在大型燃气轮机的研发制造方面,只能算是刚有起色,因此,我国应该加大燃气轮机领域的研究力度,争取早日使我国的大型燃气轮机技术达到世界级的水平。

核动力蒸汽轮机,虽然燃料几乎不占用军舰的体积和载重量,但是核动力系统自身的体积和重量十分庞大,除了航母和超大型潜艇之外,其它军舰无法装下这个庞然大物,即使勉强装下,也会使军舰失去80%以上的空间和载重量。

这个问题提的好,提到发动机领域的“痛处”了。

当然了,因为使用对象、工作环境明显不同,航空发动机和燃气轮机使用的燃油也截然不同。航空发动机使用的是特别的航空煤油,而燃气轮机“不挑食”,基本是燃油都可以。目前军舰使用的燃气轮机绝大多数是使用优质柴油作为燃油,以获得最佳的性能。

例如旗风级护卫舰,是日本海上自卫队第三代防空舰艇,就运用了这一配置。

该护卫舰放置在舰艏的Mk13导弹发射架,有防浪护版,发射架除了可以装置标准防空导弹外,也可装置鱼叉导弹。

燃气轮机技术一直以来便是世界上的尖端技术之一,其制造工艺非常复杂,因此燃气轮机也被称为是装备制造业中“皇冠上的明珠”。


当然,燃机也有一些问题。比如简单循环的巡航工况热效率低,但是这个道理就跟豪车油耗一样,都买得起辉腾了还在乎啥油耗?高机动性意味着生存率的提高,这才是减成本的地方。

燃气轮机在燃烧室中混合燃料压缩空气和燃料,在燃气涡轮中加入燃烧产生的高温燃气从而出现膨胀现象,这能让涡轮叶轮进行驱动,从而推动压气机叶轮的转动。船用燃气轮机还能和其他动力装置混合搭配,例如柴-燃混合动力等,这能进一步提升可靠性和灵活性,也能降低耗油率。燃气轮机不仅搭载在普通舰船上,航母上也有应用。例如英国的伊丽莎白女王级航母就搭载了两具Rolls-Royce Marine 36 MW MT30燃气轮机。

旗风级护卫舰由日本三菱重工长崎厂建造,舰长150米、舷宽16.4米。标准排水量4千6百吨、满载排水量5千6百吨。

在了解燃气轮机时,可以将它和飞机使用的航空发动机联系起来,两者的技术原理是相通的,只不过最终做功的方式存在一些差异。实际上,目前很多著名的燃气轮机都是在航空发动机基础上发展而来的。

燃气轮机相比柴油机和蒸汽机而言,具备功率密度大,在同等功率下,燃气涡轮机体积是柴油机的1/3~1/5,是蒸汽轮机的1/5~1/10。燃气轮机的气动速度也快,在1~2分钟内就能达到最高转速。而柴油机和蒸汽轮机需要一小时到数小时才能让系统的输出功率达到最大。燃气轮机的噪音低频分量也低,燃气轮机还有较大的单机功率、较轻的重量、较长的寿命和较低的NOX排放。

《喙轮全热动力发动机技术》

人家早打完了,撅着屁股全走了,这你都不赶趟不是。

为什么大型军舰要用很耗油的燃气轮机?这是因为没得用,所以不得不用。理由如下:

要知道商船以前就整过核动力的,结果没有港口接纳,就怕污染,全歇菜了,回去换成了常规动力了。

近日,俄罗斯Rostec公司尝试启动位于克里米亚的两座燃机电厂,但是未能成功,这已经是俄罗斯第三次尝试启动这两座燃机电厂了。到目前为止,俄罗斯已经在这个问题上耗资700多亿卢布了,然而仍旧未能掌握相关技术。

那么,还有没有更适合大型军舰的动力系统呢?有!它就是:

燃气轮机的应用非常广泛,小到坦克快艇,大到航空母舰,都能见到燃气轮机的身影。那为什么这些军事装备的动力系统都偏爱于燃气轮机呢?这是因为燃气轮机的三个重要优点

燃气轮机的启动速度非常迅速,即使说它的功率比柴油机高很多,但因为其转子的独特设计,导致其可以在最多两分钟之内达到最大转速,相比而言,柴油机就要慢上许多了。

费点油,这算点啥,不够多来点!

它同时也是日本首次使用燃气涡轮主机作为动力来源的舰艇。

说到这里,估计有小伙伴要说了:“这里边最好的是核动力!”

该技术的发动机等全部动力系统的体积和重量均小于燃煤或燃油锅炉型蒸汽轮机动力系统。

所以一般的军舰整核动力,这不成,咋也得上个几万吨,类似于航母这级别的存在,才值得!

燃气轮机产业事关国家安全、经济建设和科技发展,其发展水平也已成为衡量一个国家装备水平、高新技术和科技实力及综合国力的标志。燃气轮机是在高温、高压、高转速等恶劣环境下长期反复使用的热力装置。涉及到气动力学、工程热物理、机械等多个学科。一直被誉为“皇冠上的明珠”。而燃气轮机未来的发展趋势是大型化、高性能和燃料多元化,虽然它还有一些缺点,但是优势却是无可替代。

可见,在战舰上使用燃气轮机,是非常好的选择。而苏联海军受制于高压蒸汽轮机,一直未能赶上西方海军动力的步伐。

其实,如果将燃气轮机和蒸汽轮机、汽油机、柴油机进行对比的话,就会发现燃气轮机的耗油并不算高。相反的,燃气轮机具有结构紧凑体积小、重量轻、功率密度大、热效率高等不可多得的优点,这也就是为什么现代军舰特别是驱逐舰等大型主战舰艇青睐于采用燃气轮机的主要原因。

大家伙知道军舰可选用的动力有三种,一种是柴油机,一种是核动力,另一种就是燃气轮机。

首先是成本,说道这里估计有小伙伴要乐了:“刚刚不是说了吗?军事装备不提成本的吗?这打自己耳光开心吗?”

在此基础上,旗风级实现扩大平台,将导弹发射器移往舰艏A炮位,舰艉则能够专门作为直升机甲板,为反潜直升机进行加油与挂弹的工作。这是以前较小的舰艇无法实现的。

举例:瓦锡兰公司的14缸RT-FLEX96C船用柴油机,最大持续功率80MW,长27.3m,高13.5m,整机重2300T,热效率50%;罗罗的MT30最大持续输出功率36MW,然而长9m,高5m,整机重6.2T,热效率40%。


燃气轮机结构最简单,而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、启动快、少用或不用冷却水等一系列优点。
燃气轮机(Gas Turbine)是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。

嗯!您要这么说也没毛病,但他搁到中小型军舰上就不合适。

正因为如此,大多从航空动力发展而来的燃气轮机,如MT30、WR-21、LM2500+G4等,动力输出特性越来越稳便,并经过多年使用和升级,受到更多国家喜爱,似乎成为军用舰艇动力的标配。

这样这一护卫舰实现了跨越时代的动力改善与突破,机动性能在当时极为出色。

这一复合燃气组合,包括一座SM-1A燃气涡轮主机搭配一座TM-3B燃气涡轮主机,构成复合式燃气涡轮推进系统。共配备两套。最大输出7万2千匹轴马力。本级舰采双车双舵配置,最大速度每小时30节。

当你把船开动了,到了战场,刚打一招呼:“你好!”

经济是一方面,燃汽轮机突出的特点,还表现效率高,维护简便,高可靠性的特点,不似核动力那样安全性总是一大隐患,尽管如美国核动力已非常安全,如之最新航母“福特”号所使用的A1B反应堆,仍存在技术上诸多不确定性,其被宣传为一次性加注,50年不用更换燃料,但说到底解决不了高安全性,一切都无从说起。

所以该级舰是日本海上自卫队首先采用复合式燃气涡轮主机(COGAG)作为动力来源的舰艇,解决不同速度段的动力需求问题。

综上,燃机的性能非常优异,得到广泛使用自然不足为怪。对大驱来说最适合没有之一。

您比方说航母,这玩意老费钱了。就拿美国人那尼米兹航母战斗群,一家伙出去溜达一次,每天就能整出去三百万美元(之前俺在其他文章中总结过),就这数还是最少的,但您能说航母太费钱,直接下马就得了?

这个问题老梁来回答。


复杂循环比如WR21可以基本解决经济性问题,50%负荷下油耗指标仅增加4.15。然而这个东西因为有回热装置,导致结构复杂,体积大,成本高,维护性差。45型驱逐舰好像总趴窝……

还有重型鱼雷,这玩意一枚就五百万美元,这价格都赶上一辆上好坦克的价格了,而且这货还是一次性的,炸了就啥也没了,有时候丢出去,不见得能炸到啥东西,但您能说这玩意没用?

那么燃气轮机他合适在了什么地方?

以前中国在燃气轮机领域的研发、制造能力比较低下,无法满足新型主战舰艇的动力需求,中国军舰一度存在“心脏病”的问题,影响了驱逐舰的“下饺子”建造计划。后来中国通过引进乌克兰的燃气轮机进行仿制,国产化改造,加上以“太行”发动机为代表的航空发动机领域有明显进步,使得中国国产大功率燃气轮机有重大突破,目前中国已经进入大功率燃气轮机研发制造领域的第一梯队。

从以上介绍也可以看到,航空发动机和燃气轮机的核心技术原理是相通的,在设计、制造上拥有很多相同的地方。

先进的燃气轮机的热效率其实非常高,达到40%以上,远远大于蒸汽轮机,和柴油机差不多而且不挑食,最重要的是启动快,瞬间加速能力强,这在反潜作战中尤为重要,潜艇主要攻击武器是鱼雷,军舰瞬间提速和转弯能力对规避鱼雷有着决定性的作用。作为军舰动力,首先要考虑的是作战性能,像我们052用2柴2燃其实是妥协的产物,我们燃气轮机不成熟,2个柴油机作为平时行驶的主动力,需要的时候才用燃气轮机,像伯克级那样装4台燃气轮机才是最理想的,老美曾经在蜜月期卖给我们初代LM2500燃气轮机,当时单机就有2.5万马力,现在最新改进型有4.7万马力,我们虽然当时拿到了图纸,但是由于工艺上的原因没有达到应该有的寿命,2柴2燃勉强达到10万马力让军舰拥有30节的能力,但是比起最新款伯克级近18万马力的动力,还有很长一段路要走,早点吃透LM2500是当务之急,该燃气轮机改进型还能用在大飞机上,是个宝!

当然是不开心了,但您听俺说。在相同条件的情况下,当然要考虑成了。

所以最终的选择就只剩下燃气轮机了,这哥们是军舰唯一的选择,至少是目前唯一的选择。

该技术是能将海水所含太阳能直接转化成旋转机械能的技术,即不需要储存任何矿物燃料,能源就在海水中,取之不尽,用之不竭。

在高速时,这一发动机的输出、耗油率、控制简易准确程度非常理想,很适合作为作战舰艇的动力。唯二的缺点是比较贵,而且低速时耗油率高,所以需要一定技术方法解决耗油问题。

大名鼎鼎的通用电气公司LM2500燃气轮机正是以该公司的TF39涡轮风扇发动机核心机为基础研发出来的。目前全球最先进的燃气轮机之一——英国的MT30燃气轮机的核心技术来源于Trent系列航空发动机。

不仅是重量上去了,您这体积还大,军舰上能有多大空间?舰炮,导弹,鱼雷这都没地躺着了,太亏了。

而且就算是执行特殊任务,时间长一点,这不有补给舰吗?当然你也别和俺说啥补给的事,毕竟你军舰上呆着的士兵,他的吃喝拉撒也是需要补给的,顺道补给点燃料很正常的。

航空发动机的“难造”是出了名的,而它的同门兄弟——燃气轮机的设计制造也是非常有难度的。目前世界上能够独立设计、制造大功率燃气轮机的国家/公司非常少,一个国家如果没有研发出大推力航空发动机,那么想拥有大功率燃气轮机就是天方夜谭。

毕竟军事装备这玩意,整个就是一吞金巨兽,不管你投多少,这都是不见收入的东西。

所以这一块就把柴油机给掐死了。当然您别和俺说啥蒸汽轮机,这货的热效率低,不说您整个加速度,还得玩命烧锅炉,战场上哪是争分夺秒的,说不好听的一秒钟就能决定生死的。

燃气轮机的功率密度非常大,如果用相同功率的燃气轮机和柴油机相比较的话,你会发现前者的体积只有后者的三分之一甚至五分之一左右,因此在有限的动力系统安装空间中,采用燃气轮机的功率要远远优于柴油机。

对于舰艇来说,燃气轮机并不很耗油,特别是在高速航行时,燃气轮机的经济性很好。

人家动力系统是给军舰加动力,带足够的武器和弹药的,结果您这柴油机一上去,输出一大块的动力,全用来拉你柴油机了,这太不划算了。

燃煤或燃油锅炉型蒸汽轮机,由于蒸汽轮机的热效率一般在35%左右,锅炉的热效率一般在90%左右,二者组合后总热效率30%左右。这样就需要储存大量的矿物燃料,占用了军舰宝贵的空间和载重量,再加上锅炉自身的体积和重量,进一步占用了军舰的空间和载重量。所以不适合用于大型军舰。

好了,今天就写到这里,喜欢的朋友加个关注,顺手点个赞呦!

深圳问答知识社区-深圳最全最大的中文互动问答平台
深圳问答知识社区 » 燃气轮机那么耗油,为什么还将其用做大型军舰动力系统?

发表评论

提供最优质的资源集合

立即查看 了解详情