這款發動機有何玄妙竟然讓中國不惜一切代價去爭取

在國外眾多船用燃氣輪機中,我們在此主要介紹幾個著名的型號,首先登場的是一位號稱“驅動了半個地球海軍”的大腕兒——LM2500燃氣輪機,它不僅幾乎一統了美國海軍大中型作戰艦艇的動力系統,還裝備了24個國家海軍、350艘軍艦,“驅動了半個地球海軍”的稱號絕非浪得虛名。

這樣巨大的成功雖部分得益於美國強大的全球政治影響力,更主要的還是其優異的表現。

LM2500燃氣輪機是美國通用電氣公司(在此一題無獎競猜:美國通用電氣公司的縮寫是GE還是GD還是GM?)於20世紀60年代末研製的高效大功率船用燃氣輪機,由TF39航空渦輪風扇發動機(民用型為CF6)改裝而成,該機型採用了雙轉子結構,由單轉子燃氣發生器和自由動力渦輪轉子組成。

燃氣發生器由壓氣機、燃燒室和壓氣機渦輪組成;壓氣機共16級,進口導葉和1-6級靜葉可調,壓氣機轉子為鼓形結構;

燃燒室為單環燃燒室,裝有30個燃油噴嘴和2個點火器,內、外壁採用氣膜冷卻;

壓氣機渦輪為二級軸流式,兩級動葉和靜葉均採用空氣冷卻,第一級和第二級靜葉為衝擊和氣膜冷卻,第二級動葉為衝擊和對流冷卻,由於採用了先進冷卻技術,雖然燃燒室出口溫度為1170℃,但渦輪葉片金屬表面的溫度仍不超過846℃;

動力渦輪原為TF39中驅動風扇的渦輪,採用了低負荷設計,級數多達6級。

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LM2500

問世幾十年來,LM2500在不斷髮展改進,實現了功率級別的跨越式發展。

最初的 LM2500燃氣輪機的輸出動力為25500馬力,後續LM2500+是零級壓氣機功率加大的改進型機組,燃燒室出口溫度從1170℃增加到1205℃,壓比從18.8增加到23.3,空氣流量從70.3 kg/s增加到85.7 kg/s;額定連續功率已經達到了29788kW,增幅達16.8%。

美國海軍的LHD1“黃蜂”級大型兩棲攻擊艦的動力裝置本來採用的是兩臺共7萬馬力的蒸汽輪機,但從第8艘“馬金島”號起,已經改為使用兩臺LM2500+燃氣輪機推進,

要知道燃氣輪機雖然比蒸汽輪機有著很多的優勢,但是在兩棲攻擊艦、航母、大噸位軍輔船這些“大傢伙”上,燃氣輪機還是暫時無法全面撼動蒸汽輪機的統治地位,能在同級的艦艇上實現由蒸汽輪機換裝燃氣輪機,可見美國海軍對LM2500+的自信。

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黃蜂級兩棲攻擊艦

LM2500系列目前最新一代的產品是在LM2500+的基礎上再進行改進的LM2500+G4燃氣輪機,

LM2500+G4通過在是LM2500+基礎上優化了壓氣機、壓氣機渦輪和動力渦輪流動能力,升級改進基於適度的增加燃氣初溫和壓比,空氣質量流量增加5%,使其最大功率達到了47370馬力,效率進一步提高到39.3%。

從最初的25500馬力47370馬力,LM2500連續跨越了兩個功率等級的臺階,充分顯示美國在複雜工業產品研製上強大的預研和工程能力。當然一個大家眾所周知的事情是,LM2500也曾在中美蜜月期的軍事交流合作中來到了我國,成為了052驅逐艦首艦“哈爾濱”號和2號艦“青島”號的動力來源,但這個事情的前前後後真是一個複雜而又令人感慨的故事,筆者後續有機會會花點篇幅好好介紹。


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