全球五大最強艦用燃氣輪機排行榜:英國執掌牛耳,中國後來居上

艦用燃氣輪機的工作原理和航空發動機一樣,有著和航空發動機一樣的特點,體積小,重量輕,功率密度大,啟動速度快。由於艦用燃氣輪機的系統複雜,葉片需要長時間在高溫環境下高速運轉,工況條件要求高,所以燃氣輪機的研發難度也特別大。目前全世界只有五個國家擁有成熟的軍用大功率艦用燃氣輪機,分別是英國、美國、中國、烏克蘭和俄羅斯。至於法國、日本、德國、意大利等工業強國,也不能整體設計和製造大功率燃氣輪機,都只是在小功率民用燃氣或個別領域有一點點建樹。


全球五大最強艦用燃氣輪機排行榜:英國執掌牛耳,中國後來居上


英國是艦用燃氣輪機最強的國家,也是燃氣輪機發展歷史最悠久的國家,從最早的G6、奧林普斯、海神等燃氣輪機,到之後的WR21燃氣輪機的輸出功率高達25.2兆瓦。目前世界最大功率燃氣輪機,是英國著名的羅爾斯羅伊斯公司製造的MT30燃氣輪機,MT30燃氣輪機的功率達到了36兆瓦(大約5萬馬力),最大功率為40MW,這是目前世界上功率最大的船用燃氣輪機。MT30燃氣輪機的技術基礎,來自於羅羅公司的Trent 800型渦扇發動機,也就是為波音777客機配備的航空發動機。

MT30燃氣輪機整機重量只有22噸,熱效率達到40%,遠遠高於世界同類產品。特別適合大型戰艦使用,配用在英國伊麗莎白女王級航母上,以及美國朱姆沃爾特DDG-1000導彈驅逐艦、LCS自由級瀕海戰鬥艦、韓國FFX-II大邱級護衛艦、日本30FFM護衛艦、意大利“的裡雅斯特”級兩棲攻擊艦上。

相比之下,排名第二的,是目前應用最廣泛,產量最大的,是美國LM2500艦用燃氣輪機。美國燃氣輪機主要得益於航空發動機技術先進,其可靠性和使用壽命都非常出色。LM2500輸出功率達到了18.7兆瓦(大約2.55萬馬力),功率只有MT30燃氣輪機的一半。不過,改進型的LM2500+G4燃氣輪機的功率已經達到34兆瓦,僅次於MT30燃氣輪機。LM2500幾乎佔領了“半個地球的海軍”,裝機總檯數達到5000臺以上,被世界上33個國家海軍各類艦艇使用,堪稱世界上最成功的燃氣輪機。美國的斯普魯恩斯驅逐艦、佩裡級護衛艦、黃峰兩棲攻擊艦、阿里伯克驅逐艦與提康特羅加巡洋艦都使用了LM2500燃氣輪機。


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排名第三的是中國的GT25000燃氣輪機,是烏克蘭UGT-25000燃氣輪機的國產化版本,功率提升到30兆瓦(大約4萬馬力)。綜合性能與英國MT30和美國LM2500+G4相比絲毫不落下風,未來裝備數量也非常可觀。當初中國從美國進口了當時最先進的LM2500型燃氣輪機,將它裝備在兩艘052型驅逐艦——“哈爾濱”艦、“青島”艦上。後來中國無法獲得新的LM2500型燃氣輪機。於是轉而向烏克蘭進口了10臺UGT-25000燃氣輪機,用於裝備在大名鼎鼎的“江南四艦”上,兩艘052B、兩艘052C一共用去了8臺,剩下2臺用於備份。隨後開展了國產化仿製工作。隨著國產仿製的UGT-25000燃氣輪機進入批量生產階段,中國海軍正式開始了造艦狂潮,主要水面艦艇都實現了燃氣輪機動力。目前,中國在GT-25000燃氣輪機的基礎上進一步深化改進,推出了QC280燃氣輪機。該機由半封閉改成全封閉運行,降低了油耗、提高了功率,並且在降噪、減震等技術方面有了很大的提高,有傳聞最新的QC280燃氣輪機的額定功率繼續增大,很可能超過35兆瓦,熱效率接近40%,可以比肩英國MT30。如果這是真的,那將意味著我國燃氣輪機後來居上,追平了世界最高水平。


全球五大最強艦用燃氣輪機排行榜:英國執掌牛耳,中國後來居上


排名第四的是烏克蘭。烏克蘭的艦用燃氣輪機技術來源於前蘇聯,蘇聯是研製燃氣輪機很早的國家,在1950年代就緊隨英國開始研製,也是借鑑了航空發動機的技術,1958年就將燃氣輪機安裝在了“卡辛級”驅逐艦上,61型卡辛級大型驅逐艦排水量4900噸,是世界首個全燃-燃動力的驅逐艦,卡辛級共建造了25艘,印度在1980年引進了5艘,現仍為主力艦。

蘇聯解體以後,烏克蘭繼承了蘇聯機械設計科研生產聯合體,接手未完成的蘇聯DA80第四代燃氣輪機,在完成其後續研製工作之後,命名為UGT-25000燃氣輪機。然而這款優秀燃氣輪機生不逢時,烏克蘭經濟一塌糊塗,根本沒有能力建造使用燃氣輪機的大型水面艦艇,於是UGT-25000只能用於民用發電,直到將技術轉讓給中國,UGT-25000燃氣輪機才得以發揚光大。烏克蘭的另一款優秀燃氣輪機是曙光-機械設計科研生產聯合體生產的M90-F燃氣輪機,功率為20兆瓦(大約2.7萬馬力)。


全球五大最強艦用燃氣輪機排行榜:英國執掌牛耳,中國後來居上


排名第五的是俄羅斯。俄羅斯比較可憐,蘇聯解體後,俄羅斯沒有獲得原蘇聯的艦用燃氣輪機科研體系,只能購買烏克蘭的產品,後來因為克里米亞和東烏問題,俄烏關係鬧掰了,烏克蘭對俄羅斯實施燃氣輪機禁運,致使俄羅斯大部分中型水面艦艇的建造陷於停頓,無奈之下,俄羅斯只好另起爐灶,重新研製艦用燃氣輪機。目前俄羅斯已經仿製了烏克蘭的M90-F燃氣輪機,命名為M-90FR燃氣輪機,準備配用與22350型導彈護衛艦上面。不過,M-90FR單機功率只有20兆瓦,這一性能指標不僅與西方的MT30和LM-2500相差巨大,和烏克蘭的UGT-25000以及我國的QC-280相比也有不小差距。在2018年俄羅斯仿製烏克蘭M-90F燃氣輪機獲得成功後,22350型護衛艦的二號艦終於開始海試了,這算是給了俄羅斯海軍的一大驚喜吧。


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