03.07 目前軍艦用燃氣輪機功率最大的是哪種?

啟蒙大卡


從目前來看功率最大的燃氣輪機還是英國MT30型燃氣輪機,再往下是美國的LM2500+G4和中國QC280燃氣輪機,這三種都是已經艦艇上大規模應用的燃氣輪機,技術都已經成熟,功率也都是在30MW以上的。

世界上比較優秀的艦用燃氣輪機大部分都是從航空發動機衍生而來,而且有著很強的零部件通用性,所以航空發動機強的國家通常燃氣輪機也很強。而航空發動機因為對基礎設計、材料、加工工藝的極為苛刻的要求,所以也被稱為“工業皇冠”。目前世界艦用燃氣輪機市場主要掌控在美英手中,比如美國通用公司、英國奧林普斯公司、英國羅爾斯羅伊斯公司等等。就連俄羅斯目前對燃氣輪機的研發和製造都非常吃力,下圖為俄羅斯土星公司的M90FR燃氣輪機,裝備於22350型護衛艦3號艦,是俄羅斯近些年來研製的首款燃氣輪機,功率20MW

目前世界上投入使用的最大的艦用燃氣輪機是英國羅爾斯·羅伊斯公司的MT30型燃氣輪機,是基於本公司Trent 800型渦扇發動機研發(波音777發動機),最大功率為40MW,可以長期在36MW功率下穩定工作。MT30的零部件與Trent 800有80%通用,整機重量只有22噸,且所有零部件都置於箱裝體內,非常適合上艦。

英國“伊麗莎白女王”級航空母艦使用2臺MT30燃氣輪機+4臺柴油機可以達到108MW的推進功率,除了“伊麗莎白女王”之外英國26型護衛艦、美國DDG-1000“朱姆沃爾特”級驅逐艦、LCS“自由”級濱海戰鬥艦、韓國FFX-II“大邱”級護衛艦、日本30FFM護衛艦、意大利“的裡雅斯特”級兩棲攻擊艦都是選用MT30型燃氣輪機。

其次是美國LM2500+G4型燃氣輪機,他是LM2500的改進版,基於TF39渦扇發動機研發,是世界上應用最為廣泛的燃氣輪機,毫不客氣的說LM2500幾乎佔領了“半個地球的海軍”,中國的052型驅逐艦用的也是LM2500,裝機總檯數達到3000臺以上。原版LM2500型燃氣輪機功率為18.7MW,而LM2500+G4已經達到34.1MW,在艦用燃氣輪機中僅次於MT30。

最後就是中國的QC280型燃氣輪機,不過QC280目前僅僅是國內使用,裝備於中國海軍052C/D和055系列導彈驅逐艦,在國際市場上沒有席位,所以目前艦用燃氣輪機仍然只是掌握在美英手中。QC280原型是烏克蘭“曙光”公司的UGT25000型燃氣輪機,中國引進後進行了技術吸收和改進,發展的GT25000和QC280都超過烏克蘭原版的性能,功率達到30MW。這樣中國的近30艘052系列驅逐艦(2臺每艘)和055型驅逐艦(4臺每艘)裝機總數量將會超過100臺。


雛菊西瓜Peterpan


艦用動力,目前功率最大的是誰,可能要屬我們的QC-280IC,這是一個逆天的發展速度,發展得快,那是因為我們有急用,錄年卡脖子的裝備,只能採購4臺,用於112和113兩艘艦上,只是這以後無法進口。當我們的QC-280IC突破了40MW,美國說了。LM2500也可在中國組裝呀,嘻嘻,我們還是歡迎的,不能用於軍用艦隻,也可成為民用的一種選擇之一。這些年,我們進口了大量的歐美燃氣輪機,用於發電,民用艦船領域,僅西門子在華獨佔5-375MW的市場,要在我們發展得晚一些,此前也是沒少努力,這一次當是成功的,一不小心,成為艦用最大者,也使用最先進的間冷回熱技術,熱功率及功力密度有了飛躍式地提升,要在2030年前完成西方20年的研發之路,得以成為世界四大重型燃機供應商之一,這些年沒少努力。QC-280IC,就是成果之一。

▲最先進的是哪個?世界軍用的就三種,美國LM2500,英國MT30,中國QC280。要說最大,現在是我們,要講最先進,還得說英國羅羅MT30,功率達到了36MW,安裝在女王級航母,意大利加富爾號,美國DDG1000上,最先進的型號嘛,可能還有個技術調整期,出了一點小毛病,不過,簡單弄了一下就好了,現在並不影響使用。來自Trent-800,波音777的發動機,僅有22噸重,包括箱體,在使用壽命,可靠性和穩定必方面,正是最好的。英美聯合研製一款WR21,熱功率達到43%以上,最大功率25MW,正常航行狀態,可以節省30%的燃料,非常厲害。

▲裝備最多的。要屬LM2500,最大功率達到了34MW,而最初不過18.7MW,現在連裝在民用艦船上,算在一起,達到了恐怖的7000臺上,佔據了高達90%的份額,正是數量的王者。有人開玩笑,貨好話不多,沒人爭過它,它是通哥。軍用方面已裝備35個國家400多艘艦船上,它已穩定的運行了5000多萬小時,改自CF56,曾是C-5“銀河”大型運輸機的動力。它是當之無愧的裝機老大,沒人爭過它,其原因當然是性能先進,且穩定。好的燃氣輪機都是用出來的,只有在實踐中檢驗出來,才會越來越好,成熟度非常之高。

▲我們不過剛開始。來說來自烏克蘭的UGT2500,魂舞大漠覺得參照是必要的,如果說引進技術,可能性不高,這是烏克蘭的命根子,買一點就能供養生活,現在世界上包括中國俄羅斯和印度在內的國家,共實現裝機32臺。我們在研製多年以後,有了非常紮實的技術功底,所以研製一款軍用大功率燃氣輪機,並不奇怪,簡氏有評價,密度正是最好的,轉速最高的,已相當穩定可靠,啟動速度只需要兩分鐘。怎麼樣,不錯吧?軍用燃氣輪機自不比民用,民用之中現在最大者,超過世人想像,2017年通用下線的一款9HA.02,達到了恐怖的826MW,輸出功率正是世上最高的,聯合循環效率有過64%,誰也幹不過它。在前面,我們要學習的東西,還有很多呀,QC-280IC只是一個開始。民用方面,我們亦在努力,2023年要將功率300MW的一款民用燃氣輪機定型。


魂舞大漠


目前世界上功率最大的軍艦用燃氣輪機主要有3種,第一種是英國的MT30,一種是美國的LM2500G4,一種是我國的GT25000。


其中,英國的MT30燃氣輪機,最大輸出功率接近40MW,一臺可以頂兩臺傳統的LM2500-30型燃氣輪機使用,因此可以一臺就帶動一艘小些的護衛艦航行,裝備於美國海軍的DDG1000朱姆沃爾特級驅逐艦,自己的伊麗莎白女王級航母和日本即將建造的30DD型護衛艦。這款燃氣輪機最大特點是故障少,功率大,但是不夠耐熱,熱帶功率損失過大。


其次是美國的LM2500G4,這款燃氣輪機的最大功率接近36MW,他也是一臺就能帶動一艘軍艦的大燃機,裝備在自己的瀕海戰鬥艦和法國海軍的阿基坦型護衛艦上,他的特點不光是功率大,也在與熱帶功率損耗較慢,屬於航改燃型燃機中的難得的精品,但是美國自己對其不夠重視,在很多新一代軍艦上都用了英國的MT30,外界推測可能和故障率有關係。


最後是我國的GT25000燃氣輪機,最大功率33MW,熱帶功率損耗最小,可以在30多度環境溫度的南海地區全功率運行,該機從烏克蘭引進的時候還沒有這麼好的耐熱性,在結合我國技術改進後研發而成,過去也叫做QC280,但是後來出現在八股文中的大都是GT25000這個代號,而從烏克蘭引進的型號則改為UGT25000以區分。他裝備於我國的052B/C/D和055四種驅逐艦,也算是我國的制式大功率燃機。


海事先鋒


目前使用最廣泛的軍艦燃氣輪機有三種,一種是美國的LM2500系列,一種是英國的MT30,還有一種就是我們中國的QC-280燃氣輪機。

在這三種燃氣輪機當中,功率最大的是英國MT30燃氣輪機,該燃氣輪機由羅爾斯羅伊斯公司與2000年開始研發,2010年上艦,安裝在DDG1000上。該發動機最大輸出功率超過40兆瓦。目前已經安裝在了英國2艘伊麗莎白女王級航母,意大利的兩棲攻擊艦,美國的DDG1000驅逐艦,自由級瀕海戰鬥艦,韓國的大邱級護衛艦上以及未來的26型護衛艦。

其次是美國的LM2500最新改進型G4,最大功率達到34兆瓦。LM2500系列從最初的18.7兆瓦到最新型號的34兆瓦,可見該型號的改進潛力之巨大。LM2500系列燃氣輪機目前已生產超過1000臺以上,佔據全球艦用燃氣輪機90%的份額,包括我國到目前也裝備有LM2500發動機,用於112,113兩艘導彈驅逐艦上。

最後是我國的QC-280型燃氣輪機。該燃氣輪機是依據烏克蘭的GT-25000的仿製型號。GT-250000設計最大輸出功率為28兆瓦,在052C首批戰艦170,171號上實際應用中最大功率為24.7兆瓦。國產化QC-280在原型基礎上做出了改進,包括提高可靠性,可維護性,提升功率等,2010年左右,QC280的實際應用最大功率達到設計值,甚至還稍有超出達到28.5兆瓦,終於解決了我國大型戰艦的心臟病問題,052D,055得以大批量生產。

以上就是三種目前全球主流燃氣輪機的功率,英國的功率最大,目前來看各方面是最先進的。除了中美英外,在2017年俄羅斯在燃氣輪機被烏克蘭卡脖子後,獨立研發出了一款燃氣輪機,M90FR,最大功率20兆瓦,將會安裝在其22350,1356型護衛艦上。


軍備時刻


近些年來我國對於海軍發展非常重視,海軍裝備的配置也成了軍迷討論的焦點。包括像艦艇噸位、動力系統、艦電系統、艦載武器等,其中動力系統時非常重要的一項指標,一款好的動力系統對艦艇的綜合實力的影響不言而喻。在當前世界上,艦艇動力系統分為燃氣輪機、柴油動力、蒸汽輪機和核動力等幾種,燃氣輪機已經是目前常規動力系統中最為強勁的。

燃氣輪機裝置包括主燃氣輪機、進排氣裝置、軸系、推進器、主傳動裝置和管路系統等,兼具蒸汽輪機和柴油機的優點,但是燃氣輪機並不是功率越大越好,因為燃氣輪機升功率快,但是熱效率不高,一直維持大功率燃燒,艦艇的動力所能維持的航程是沒有多少的。

目前世界上公認最強的三款燃氣輪機為美國的LM2500G4、中國的GT25000和英國的MT30,已經投入使用的世界功率最大燃氣輪機為英國的MT30燃氣輪機,最大功率為38兆瓦。而我國40兆瓦級燃氣輪機的消息也已經披露,最大馬力可達到15萬馬力,最大功率40兆瓦,在實現ISO條件下,熱效率為42%,無論是功率還是熱效率都超過英國伊麗莎白女王號的36兆瓦GT30燃氣輪機。



標槍毒刺


目前已經在軍艦上應用的功率最大的燃氣輪機,是英國羅·羅公司研製的MT-30燃氣輪機。當然,燃氣輪機作為艦船動力的高端技術裝備,全球能玩的轉的可不多,衍生自航空發動機的這一動力設備,其技術水平與航空發動機水平息息相關,所以目前最好的艦用燃機技術還是掌握在美國通用和英國羅·羅公司手裡。

逐步復甦的英國羅羅

英國作為現代海軍發展的前輩,在許多艦船裝備領域都有開先河之作,在艦用燃氣輪機領域也不例外。英國作為第一個將燃氣輪機作為艦艇動力的國家,從一開始的G1型經過多年發展到MR21燃機,雖然MR21研發出來的時候,數據十分亮眼,但是基本上都是英國自用,出口成績慘不忍睹。

直到MT-30的出現,憑藉這一先進動力系統,英國羅·羅公司有了開始復甦的勢頭,並逐漸挑戰美國通用LM2500艦用燃機“江湖一哥”的地位,截止目前為止已經安裝或計劃安裝MT-30燃氣輪機的有:英國“伊麗莎白女王”級航母、美國DDG-1000“朱姆沃爾特”驅逐艦、美國“自由級”濱海戰鬥艦、韓國“仁川級”護衛艦、日本30DX新一代護衛艦、意大利新型兩棲攻擊艦等。

一般認為MT-30燃氣輪機的功率範圍在31MW-40MW,可以在負責苛刻工況下以36MW的功率長時間穩定運行,並可作為機械驅動或發電驅動使用。

MT-30燃氣輪機該進自Trent-800航空發動機(波音-777的發動機),與Trent-800有80%的通用部件。這型燃氣輪機能夠獲得美國、歐洲、日本等國的青睞,除了其繼承自Trent-800的優點外,還具備如下優勢:


1、燃氣輪機所有附件全部置於箱裝體內,隔音降噪水平更高,拆裝更為方便。

2、結構小、重量輕。整個MT-30的可更換部件僅有6噸重,整機重量包括箱裝體一共22噸。這一點對於艦用燃氣非常重要,如果不計體積和重量,民用大功率燃氣輪機的功率可以高的多,但是艦船上畢竟空間和承重有限,這也是烏克蘭(俄羅斯)燃氣輪機的缺點,也許功率可以搞上去,但是體積和重量大的多,適裝性有限。

3、維護量小,運行平穩可靠。這一點對軍用艦船也很關鍵,動力系統總出問題,誰受得了。繼承蘇聯航空發動機遺風的烏克蘭燃氣輪機這方面就不行,苛刻環境下運行功率大減,使用壽命和穩定性顯然與美歐產品差距極大,烏克蘭UGT25000也就是最大功率趕上美國若干年前水平,實際運行功率則遠遠不如,也就是解決了有沒有,和能不能用的問題,距離好用還有很長的路要走。

驅動全球海軍的美國LM2500

美國通用的LM2500燃氣輪機可以稱得上是“社會我通哥,貨好話不多”,裝備全球35國近400艘艦艇的恐怖業績,還能有有啥可說的?要問LM2500好不好,看看咱們自己船上裝的那幾臺,就啥都明白啦。LM2500+G4是最新信號,數據參數上面表裡都有,這裡也就不在多說了。


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