未来航母采用综合电力推进系统方案,优势有多明显?

一看标题可能就有网友有疑问了,未来的航母肯定都是核动力航母,怎么可能和电推搞在一起呢?

未来航母采用综合电力推进系统方案,优势有多明显?

航母

我要说其实核动力和电推并没有矛盾。我们知道电推就是通过推进用的电机消耗电能驱动螺旋桨旋转而推动船舶前进。那么问题来了,航母在海上电力从何而来?最简单的方法应该就是在航母上设置储能装置,这就类似于新能源汽车,通过给电池充电,再利用电池驱动电机。但是航母的的主机功率那么大,该要个多大的电池组呢?另外航母是全球作战部署的舰种,就当下新能源汽车的续航表现,加上在海上充电困难,航母的续航里程又该如何保障?所以此方法显然不切实际。

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新能源汽车

这样我们就有另外一种简单的方法,那就是在船上设置发电机组来给船舶推进系统供电,这也是现在电推船舶采用的主流方法。发电机发电需要原动,而汽油机、柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机、核动力都可以作为发电机的原动机,这样看来核动力和电推,并不矛盾啊!恰恰核动力和电推结合起来,更能发挥两者的优势。

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船舶电推原理图

综合电力推进系统就是把舰船的电力推进系统和日常用电的发电设备综合为一个统一的系统来考虑和设计形成综合电力推进系统,这就有点类似我们生活中接触的电网,这里是把舰船上的电力结成一张网。

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邮轮的电推示意图

航母采用综合电力推进系统具有以下优越性:

布置灵活,节省空间。航母都采用多轴设计,而采用综合电力推进系统可省去传动轴,没了传动轴的束缚,设备可以很灵活的布置,大大节约空间;同时也容易实现设备的分舱布置,提高战时生命力。

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航母剖视图

控制灵活,机动灵活。综合电力推进系统便于实现遥控和自动化控制,调速范围广、力矩大,容易得到比较理想的转矩特性,控制和转速调节都比较灵活方便,可获得较大的航速调节范围,大大改善船舶的机动性。

能适用吊舱式推进系统。吊舱式推进系统安装在船体外能节约船舶空间,同时螺旋桨处于稳态流中,提高了螺旋桨的效率;吊舱的布置不受限制能前后布置,提高推进系统的生命力;吊舱式推进具有全方向的推进能力,并且能省去舵,可大大提高船舶操纵性。

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吊舱式推进系统

比如我国英辉南方造船厂为巴西里约热内卢奥运会设计制造的2000客位全铝合金电推渡轮面包山号,该船设有两个驾驶室,前后各布置两个,共四个全回转吊舱推进器,使其具有超高的操纵性能。

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面包山号渡船

提高整船运行的经济性。传统的电力推进系统因为能量经过多次转换而效率低,综合电力推进系统虽然能量也要进行多次转换,但是其把船上整个用电综合起来,统一管理,统一分配,可以使发电的原动机一直保持在最佳的负荷状态下运行,提高工作效率,降低燃油消耗率。

震动、噪音小、隐身性能好。船舶的机械传动设备作为船舶最大的振动源之一,如果省去机械的传动设备可以减少整个动力系统的震动,降低噪音,提高隐身隐身性能。

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船舶传动轴

安装维护方便,可靠性提高。综合电力推进系统可模块化设计,各模块可以在专门车间里组装调试,然后整个模块直接上船,这样能简化在船上的安装调试工作,同时能有效保证设备的安装质量和可靠性。

提高整个船舶电力供应。综合电力推进系统原动机统一发电,可使全船电网可用电力大大增加,而这样发电冗余能力不仅可以大大提高电网的可靠性,也解决了未来航母电磁弹射、激光、电磁、微波等高能武器的供电问题。

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美军的激光炮

在当下主流驱逐舰全电推化的大趋势下,相信采用综合电力推进系统的核动力航母也不会远了。

作者:小船人的梦想 2018年11月3号


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