综合电力推进有何优势?舰艇推进系统的重大变革,已经开始

综合电力推进(IEP),也被称为全电推进。其原理就是把动力系统和电力系统合二为一。发动机(内燃机、柴油机)通过轴系将机械传动螺旋桨前进,改为发动机负责发电,由电动机推动螺旋桨前进。


综合电力推进有何优势?舰艇推进系统的重大变革,已经开始

英国勇敢级导弹驱逐舰采用全电推进系统


传统的舰艇动力系统中,通常有一套功率最大的主机,通过直接机械耦合来驱动推进器。另外还将设置独立的发电机组,来供应舰上所需的电力。一般而言,舰艇推进系统的功率远高于发电机组。然而在实际运行时,舰艇推进系统全功率,满载的情况不多,导致许多能量遭到浪费。而舰上的各项用电设备,则无时无刻都需要电力供应,导致发电机组经常处于满荷,有时甚至会供电吃紧,部分系统无法获得足够的功率。根据研究显示,舰艇推进基础与发电机组的总功率比为9:1。然而年度燃料消耗比却降为3:1。显示两者之间的操作负载失衡。


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伊丽莎白女王号航母采用全电推进


相比之下,采用电力推进的舰艇可以根据舰艇的航速变化,排水量变化,舰上电力负荷的变化而任意调整发电机组的运行数量,减少燃料的消耗,故具有较好的经济性。现代舰艇综合电力系统具有电力实时调节功能,这对于装备大型大型功率探测装备,电磁弹射,电磁炮,激光武器等,高能耗武器的舰艇极为重要,综合电力系统可以在电力推进系统和高能耗。高能耗设备之间进行快速切换,如电磁弹射器在需要大量供电时,可以对电力推进系统的电能和其它系统的电能进行短暂限制,将电力推进系统的电能,快速全部或者部分转换给电磁弹射系统,当电磁弹射系统工作循环完毕后,又快速将电能转换给电力推进系统。

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美国海军朱姆沃尔特级驱逐舰采用全电推进


除此之外,电力推进系统还有不少优点,采用电力推进系统的舰船,总体布局上具有很大的灵活性,发电机组的布置,比机械式推进系统更为方便,可以摒弃串联式布置方式,而布置在舰艇上其他合适的位置优化,节省了空间,简化了动力系统的结构,提高燃料和弹药的携带量。

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国产潜艇救援船已经实现全电推进


​最初美国新一代福特级航空母舰甚至打算也采用电力推进,以反应堆发出的电力驱动由电动马达带动的推进器(例如可转式囊荚推进器),但由于供10万吨级舰艇使用的电力推进系统尚未发展成熟,因此前三艘福特级仍将以蒸汽涡轮直接驱动四轴螺旋桨推进,推进功率将达到104MW(约280000 马力),略高于尼米兹级。后期将采用全电推进。

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福特级起初推进系统也打算采用全电推进


由于只需将推进系统的布置在舰尾,可用短轴系,减少轴系噪音和操作成本,由于安装综合电力系统的舰艇,可不再需要庞大的推进动力舱。一些武器如导弹垂直发射装置、反潜拖曳装置的布置,可以更为的方便和优化。另外全电推进系统的安静性非常突出,这对于反潜作战无疑具有重大实战价值。

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我海军下一代舰艇也将采用全电推进


当然,综合电力系统也并非没有缺点,电力推进虽然采用线路节省了大量的空间,但线路的稳定性不如机械轴系,监管的难度远高于机械轴系,而且舰艇内部的复杂程度更高,意味着对舰员的素质要求也就更高,柔性电缆的绝缘套管和金属防护套强度不高,其战时防护能力也相当有限,一旦电力系统受损,不但舰艇无法机动,甚至无法进行有效的防御作战。

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伊丽莎白女王号航母电推系统不止一次出故障


虽然全电推进技术成熟度上还存在一定问题,但谁都无法否认,舰船全电推进系统的变革时代已经到来。据悉。下一批次的万吨大驱055也将采用全电推进系统。


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