全電推進的軍艦比傳統的軍艦推進系統先進在哪裡?

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電力推進是目前海軍艦艇動力的發展趨勢,不論是水面艦艇還是潛艇,都在朝電力驅動的方向發展,之所以有這種現象那肯定是電力驅動相對於傳統艦艇動力形式有顯著的優勢!艦艇電力推進相對於傳統推進方式的差別在於發動機與螺旋槳(或者噴水推進裝置)之間通過電動機連接,而取消了複雜的傳動機構和變速機構,機構更簡化、機動性更強,而且由於全艦艇包括動力系統、電子雷達系統等全部採用電力作為驅動來源,在動力管理上更集中,便於艦艇動力系統的整體和集成管理,而且隨著電磁武器不斷成熟,全艦艇電力化也是必然趨勢。

艦艇電力驅動系統組成結構示意圖

對於水面艦艇而言,電力驅動的主要優勢在於全艦動力的集成和管理更加靈活、方便,機動能力更加靈活。現代水面艦艇是一個高度集成的整體,其中各種電子系統、雷達、測控、指揮管理等都需要消耗大量的電力,因此,艦艇動力系統不僅要承擔驅動艦艇航行的任務,還需匹配一定容量的發電設備為全艦各系統提供電力,在不同的任務狀態下還需要能夠適應驅動、電子設備的動力需求,對於全艦動力管理來說是一項複雜的任務。採用電力推進可以把全艦所有的動力需求轉變為統一的電力需求,這樣只需要配套發電、儲電設備就能夠滿足全艦驅動和電子系統的全面需求,對於簡化艦艇動力系統結構、動力管理系統等具有重要現實意義。同時,由於電動機可以實現無級變速、響應速度快,艦艇的機動性也可以隨之顯著增強。船舶電力推進系統簡圖

英國45型驅逐艦是全球第一款採用電力推進的水面主戰艦艇

對於潛艇而言,除了與水面艦艇相同的優勢以外,電力驅動帶來的另一個重要優勢是隱蔽性大幅提升。目前潛艇採用的驅動方式是發動機帶動主軸通過變速裝置驅動螺旋槳或者泵噴(實際上也是螺旋槳結構)裝置產生推動力,這也是潛艇噪音的主要來源之一。採用電力驅動方式、最好是與無軸泵推相結合,將會大大降低推進系統產生的噪音,對於潛艇來說無疑是最大的“福音”!無軸泵推結構示意圖


美國下一代戰略核潛艇“哥倫比亞級”採用電力推進

目前全球範圍內已有部分型號採用了電力推進方式,包括美國的DDG1000驅逐艦、英國的45型驅逐艦、“伊麗莎白女王級”航母等,而包括英國26型護衛艦、“繼承者級”戰略核潛艇以及美國的“哥倫比亞級”戰略核潛艇和“福特級”後期艦都將採用電力驅動方式。雖然艦艇電力驅動還存在包括可靠性在內的個別技術問題,但是其代表未來艦艇動力發展方向這一趨勢是毋庸置疑的,而且隨著艦載電磁武器技術的發展,未來電磁武器批量上艦可能性極大,進一步提升了艦艇全電驅動的必要性。在艦艇電力驅動方面我國也已經取得了重大技術突破,相信國產電力驅動艦艇很快就會面世。

國產電磁炮已上艦測試,電磁武器的腳步越來越近希望國產下一代戰略核潛艇096也能夠採用電力推進方式!


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lntergatedclectrcprptlson/綜合全電推進系統。
(輕型船用柴油發電機組外觀)

就是由燃氣輪機組或者柴油機帶動發動機發電產生交-直流電、再又電能驅動艦船螺旋槳或者噴水推進器驅動艦船前進。

美國人是最早提出這種艦船動力系統的國家之一。

其實,這種依靠柴油發電機組發電、由電能產生驅動力的動力系統早在陸地交通工具是得到應用……這就是鐵路內燃機車。


(東風7型內燃牽引機車)

(東風內燃機車結構圖)

鐵路內燃機車就是由12缸中低速大功率柴油機帶動發動機組發電產生直-交流三相電能來驅動電機產生動能驅動車輪……牽引力達到3500噸。

採用綜合全電推進系統、燃油消耗低、驅動功率大艦船機動性更強、艦船噪音低,縮小了傳統的燃氣輪機組或者柴油機組艦船動力系統佔據空間大、燃料消耗大功率有限、噪音汙染大的矛盾。
美國第一代隱身技術驅逐艦/朱姆沃爾特“DDG1000”型號採用全電推進系統。

(英國的45型驅逐艦也是採用全電推進系統)


我國第一艘極地科學考察船“雪龍-2號”也採用全電動推進系統設計,比採用傳統動力系統動力更加強大、機動性更加靈活、自持力達到60天。

全電動推進系統是現代艦船的又一動力選項。


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國際上都把全電推進系統作為以後的趨勢來研究,這項技術的領導者為美國,不過中國在全電推進的研究上已經取得了很大的進步,甚至某些領域已經和國際上不相上下。

綜合全電力推進系統,也被叫做全電推進系統(Integrated electric propulsion system簡稱:IEPS),是用於現代艦艇的一種先進動力系統組合方式。技術上通常使用燃氣輪機機構或柴油發電機機構產生交流電力以帶動大功率電機轉動螺旋槳設備或噴水推進器,從而推進船體高速運行有。

全電推進機構是柴電-燃聯合動力方式的一種高技術高性能改進,採用獨立電力系統傳輸而不是機械系統傳輸能量,以此減少傳動機構甚至無需變速箱齒輪箱,並消除了對離合器的機械結構需求。所以其是串聯繫統的佈置,而不是像柴電-燃系統一樣並聯方式傳動。

來講一講它在性能上的主要優點:

1,使用全電推進的艦艇有利於艦船節省空間。相對於傳統的傳動軸帶動槳葉的推進方式,使用全電推進的艦船取消了傳動軸機構和傳動齒輪。而在一般的船舶上,傳動軸的長度非常長,一般要佔船總長度的五分之二。通過取消這些設備,艦艇內部將會空出許多空間。這樣既能夠有較多的空間安裝更多的設備,也能夠為未來的改裝留下冗餘。同時可以採用更大的機庫和彈藥/燃油庫,這些對於戰鬥艦船來說都是非常重要的。可以大大提升裝備的戰鬥性能。

2,有利於使艦艇的操控更加容易控制更加的精確。使用電推的艦船自動化程度是非常高的,這得益於電子電氣終端控制的優越性。它就像一輛智能電動汽車一樣,起步的反應速度總是比油動車要快很多。這樣的話既能夠保證艦艇整體運轉能夠在戰備時以一種極高的速度迎接潛在的敵情,也非常有利於艦船在海上的機動運轉更加靈活方便。

3,綜合電力推進系統一大優點就是能大大降低艦船自身噪音,噪音的降低就大大的降低了敵方聲吶發現的可能性,增強了船隻本身的現場生存能力。全電推進的艦船還可以保持比常規推進系統更穩定的高航速性能。一艘安靜高速,聲吶等水聲探測系統先進,可發射遠程反潛導彈的驅逐艦,幾乎是核潛艇、AIP潛艇的致命“殺手”。





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