中國艦用燃氣輪機是什麼水平?

喜出望外18


燃氣輪機作為噴氣發動機的一種變形,有著體積小、重量輕、輸出功率大、結構簡單、可靠性高的優勢,所以被應用到很多領域。特別是90年代以後的軍艦動力系統出現全燃化熱潮後,全球各國新建的大部分水面軍艦都採用就燃氣輪機作為動力系統。



我國在軍艦的動力系統全燃化進程中,受限於國內技術上的空白,一直以來在軍艦動力系統上採用的都是燃氣輪機和柴油機搭配的柴燃動力系統,這種結構雖然兼具了燃氣輪機的大功率輸出和柴油機的經濟性,但是在整體動力水平上卻一直不如全燃動力。而且這些已經裝配到國產軍艦上的燃氣輪機雖然基本實現了國產化,但是從技術水平等方面來說和世界先進艦用燃氣輪機還有不少差距。


目前我國新建造的軍艦採用全燃動力的只有正在批量建造之中的055大型導彈驅逐艦,裝備了四臺國產QC-280燃氣輪機,而QC280作為目前我國最先進的艦用燃氣輪機,其只是烏克蘭GT25000的國產化版本,並不是我國自主獨立研製的艦用燃氣輪機。而且QC-280是在原型上大幅度改進而來的,主要是借鑑目前全球軍用燃氣輪機最成熟的LM2500的設計和技術。包括在系統完善性、適裝性、環境舒適性以及可維護等級強改進了不少。雖然現在QC280燃氣輪機已經實現了全面國產,並且在輸出功率和熱效率、經濟性等方面有了一定提升,但是和世界先進艦用燃氣輪機還是有不少差距的。




如果要論我國自主設計研發的軍用燃氣輪機,那可得追隨到上世紀60年代末,當時我國在國產渦噴8發動機基礎上衍生出了我國自主設計的第一款燃氣輪機,不過後來在英國奧林匹斯燃氣輪機的引進過程中,將這樣一款輸出功率不差於當時引進型號的燃氣輪機提前下馬,和當年的運10是一樣的命運。後續我國又在各種航空發動機基礎上衍生出了不同輸出功率的燃氣輪機,但是都因為其技術指標嚴重落後國際上同類其他型號所以也都下馬了。直到90年代末期,我國在國產太行發動機基礎上衍生而來的QC70燃氣輪機和QC185燃氣輪機,這兩款燃氣輪機的研製成功,也也代表了我國在艦用燃氣輪機技術上和先進技術差距已經很小了。特別是QC70燃氣輪機已經被應用到國產氣墊登陸艇上,後者QC185雖然目前還沒有裝機對象,但是國產下一代6000噸以下軍艦都可以選擇QC185燃氣輪機作為裝機動力。雖然QC70和QD185燃氣輪機已經在氣墊登陸艇和發電站裝機使用,但是這兩款燃氣輪機最大的缺點就是熱效率太低和目前可靠性不佳所以沒有裝機對象。






目前我國自主研製的艦用燃氣輪機最先進的還要屬中船重工研製的CGT-15燃氣輪機,該燃氣輪機雖然輸出功率較小,但是熱效率高達40%,和目前軍用燃氣輪機功率最大的羅羅的MT30一樣,不過輸出功率只有後者的40%。當然輸出功率不一樣很正常,畢竟使用場景不一樣,但是熱效率越高也就代表了經濟性越好。不過目前該機還處於試驗階段,而且從其15兆瓦的輸出功率來看,未來單臺可作為我國千噸級軍艦的動力系統,當然其後期經過ICR升級後也可作為現有QC185燃氣輪機的替代型號,作為5000噸級的軍艦主動力系統。




而且隨著國產太行發動機在可靠性上的提升,其衍生出來的QD-185燃氣輪機雖然只被用於工業發電,但是在QC185C基礎上增加零級並採用ICR間冷回熱技術是可以發展出40兆瓦級的QD400燃氣輪機的,雖然不能直接被應用在現有軍艦上,但是隨著軍艦用綜合電力系統的研製成功,改進後的QD400燃氣輪機在經過一些上艦改進後可以作為未來國產兩棲攻擊艦主動力,而且QC185本身37.2%的熱效率在增加間冷回熱等技術後,其熱效率有望達到40%左右。未來也可以作為國產現有QC-280燃氣輪機的備選型號裝備在現有052/055型導彈驅逐艦上。

總結一下就是我國早期受限於國內工業水平不高和艦用燃氣輪機的落後,在艦用燃氣輪機的技術上長期處於追趕局面。現在隨著我國在航空發動機領域的技術發展和進步,國內燃氣輪機的型號和輸出功率也越來越多越大。當然總體來說就算是中船重工自主研發的CGT-15燃氣輪機,雖然熱效率已經追趕上世界先進水平,但是這是以現有的裝機動力作為參考,和國外三大航發巨頭45%的艦用燃氣輪機相比差距還有,而且在低輸出功率下的熱效率指標、油耗經濟性、可靠性、增壓比、負荷比、體積、重量等當年還有不少差距。特別是在綜合電力系統已經被廣泛應用到軍艦上以後,對於燃氣輪機的基礎性能指標和負荷運行時間都提出了更高的要求。


魑魅涅槃


我國的艦用燃氣輪機算是比較先進的了,畢竟世界上能夠生產這種動力設備的國家本來也就不多。我國的艦用燃氣輪機包括33MW功率的GT25000(前QC280),QC185和QC70三種,其中GT25000和QC70都已經服役,QC185雖然研發成功,但是還沒有軍艦可用,可能會等到新一代護衛艦才會上艦了。


GT25000是我國主力的艦用燃氣輪機,技術來源於烏克蘭的UGT25000燃氣輪機,屬於一種航改燃燃氣輪機,由於其在烏克蘭設計,因此原本對於熱帶環境溫度非常不適應,在南海和印度洋使用的時候功率會下降很多,這種情況在燃氣輪機領域非常普遍,美國的LM2500也是如此,G4型甚至更加嚴重。


但是在我國,由於軍艦必須要經常在炎熱的海域使用,因此必須讓燃氣輪機具備強大的耐高溫能力,因此對UGT25000進行了許多改進後得到了現在的GT25000燃氣輪機,過去叫做QC280,在前2艘052B驅逐艦和2艘052C驅逐艦上使用,此後使用的就是叫做GT25000的新星號了,新的燃氣輪機給我國海軍第三代驅逐艦帶來了大量生產的機會,沒有他們就沒有052D和055。


QC185屬於我國功率中等的一款中等燃氣輪機,其工業型號已經投入了發電等領域使用,叫做QD185,這款燃氣輪機的功率大約在18MW左右,這一功率級別可以讓他適應中型軍艦,尤其是新一代導彈護衛艦上大有作為,但是由於我國在054A護衛艦上已經大量使用了柴油機,因此QC185的發揮空間就不大了。也許下一代護衛艦服役的時候,他的用處就大了。


QC70燃氣輪機則不同,他屬於小功率燃氣輪機,大量使用在我國海軍的726型氣墊登陸艇上,一艘這樣的氣墊艇使用兩臺QC70燃氣輪機,可以運載兩輛中型主戰坦克,或者是一輛99A2這樣的重型主戰坦克,又或者是4輛軍用卡車和數百名士兵,因此可以在兩棲登陸作戰中發揮很大的作用,QC70也正隨著726艇的大量量產進入海軍服役。


因此,我國的艦用燃氣輪機型號非常完整,今後還會有更加先進的型號出現,在世界上也算是先進水平了。


海事先鋒


二流,英德比我們強,別說美俄了


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