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时间:2019-03-04
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1、驱逐舰用燃气轮机为何不是单机功率越大越好?这个问题其实很好理解:为何大部分人不开12缸的豪华车?因为先不谈买车,保险的价格,仅仅日常使用的油钱,一般人就负担不起。100公里20个油,非工薪阶层消费。都说海军是贵族军种,同样不是贫下中农国家玩的转地,尤其是有大舰队的远洋海军;仅舰队一年的油料钱,就不是一般穷屌国家能负担的起的;一条驱逐舰,常年不出远海,一年油料钱就要几千万,若全球部署,一条大舰,一年仅油料将花费几个亿;若有上百条舰艇常年远洋部署,那么一年仅仅油料预算就是几百亿。(美帝为啥当年要搞全核舰队
2、,地主家也没有余油啊,也被远洋海军,喝油喝怕了。)可以说,目前我海军在亚丁湾常年接力部署的三条较大的舰艇,就能花掉上世纪九十年代以前,差不多当时整个海军一年的油料预算!这也是改开前,中国海军为何很少出岛链的原因之一。在和平年代,油料钱是海军的第一预算大头;其实全球各国海军,除去美军外,90%的国家,99%的现役舰艇,基本没有真正打过一场海战,包括我们目前的海军也是这样;养兵千日,都不一定用兵一时;绝大部分军费,都被日常战备巡逻花掉了。一条驱逐舰一年的油钱,就能养活步兵一个旅团;因此舰艇的油料利用效率,
3、是任何舰艇设计生产者必须考虑的。燃气轮机为什么成了现代驱护舰的主流动力?因为燃气轮机动力有突出的先天优势:1,马力比较大,升功率很快;(舰艇燃气轮机和飞机喷气发动机原理是一致的;我们看辽宁舰起飞舰载机视频,发动机从怠速,到开加力到最大功率,喷出火舌,只需要几秒钟),船用燃气轮机也一样,从怠速到开到最大功率,也只需几十秒,特别有利于作战时候的舰艇突然加速和减速;蒸汽动力要先烧锅炉产蒸汽,从冷机到满负荷,最少也要十几分钟甚至半小时以上,因此升功率速度,其他类型船舶动力,都不如燃气轮机快。2,燃气轮机工作时
4、候,噪音小,尤其是低频噪音小,有利于反潜;燃气轮机的工作,是按照中轴线自旋,没有柴油机活塞等的往返运动,高速工作时的噪音,主要是高频率的啸声,低频噪音不多,而舰艇噪音在水中传播,频率低的噪声传播的远,高频噪声不容易传播,因此对舰艇反潜更有利。3,燃气轮机体积小,单位功率密度大,同功率下,重量体积比蒸汽轮机等轻巧的多,有利于合理布置舰艇空间。但是,燃气轮机作为舰艇动力,并非没有弱点;最大的弱点,就是低工况下,燃油效率低,说白了就是比其他类型的船舶主机费油!比燃油锅炉和柴油机都费油。燃气轮机的热效率,通俗
5、说就是负荷工作下,烧掉的燃油转换出的有用做功功率的比例,燃气轮机一般在30%左右,也就等于烧三升油,只有不到一升真正转换成了动力,其他的热能都从尾部喷出去了;这还是马力全开下的转换效率,若发动机怠速(舰艇90%情况下的航行速度是在18节经济航速或以下),那么燃油转换效率更低!甚至不到10%!(汽车发动机也有类似情况,油耗最高的情况是在市区走走停停怠速下,高速公路行车反而平均油耗不高)也就是说,低工况下,80%到90%的宝贵燃油,都随着燃气轮机巨大的排气管道跑了,没有发挥应有的热效率。(如果稍微注意一下
6、就可以发现,辽宁号航母,这种发动机功率接近30万马力的大舰艇,烟筒只有一个,其实,辽宁号大烟筒并不是一个大直筒,而是里面包含每个燃油锅炉的十几个小烟筒,而总功率不到10马力的052C,D,却有两个独立的圆形“大烟筒”,按照烟筒和舰艇本身的比例,燃气轮机驱逐舰的“烟筒”反而显得更大,这也从侧面说明,从“烟筒”里跑掉或者说浪费的热能,燃气轮机比燃油锅炉多的多。燃油锅炉的热效率,要比燃气轮机高的多!民用燃油锅炉,满负荷下工作,转换效率接近50%,也就是说,至少一半的油料,转换成了需要的热能,产生了蒸汽,军用
7、锅炉只能效率更高。可见,即使在同样开足马力的理想状态下,燃油锅炉的油料利用率,将至少比燃气轮机高将近40%!若怠速情况下,燃油蒸汽动力的燃油利用效率,将比同样怠速的燃气轮机,效率高将近一倍!也就是说:若同样8000吨级的蒸汽动力的现代和燃气轮机的伯克驱逐舰都加100万元的油料,那么,18节巡航速度下,现代级将比伯克多跑一倍的距离!或者伯克为了要和现代跑一样的距离,就要加200万元的油料!而且,燃气轮机主要烧价格比较贵的航空煤油;燃油锅炉,主要烧价格更便宜的重油,其他油料也可以掺杂一部分烧,可以说是,能
8、吃粗粮也可以吃细粮,而燃气轮机只能吃细粮。这就更拉大了双方的油料预算。舰艇在90%的非紧急情况下,采取18节左右的经济航速,只有战斗机动或者有突然任务的情况下,才采取战斗航速,甚至采取最高航速;而水的阻力,和舰艇的航速是指数的关系;要克服水的阻力,不同航速下,舰艇发动机的出力,也是差距很大的:举个例子,具体数字也许不精确,仅仅帮助理解:例如052C驱逐舰,最大航速设计在30节以上,经济航速设计在18节,052C的动力配置,是两台QC280燃气轮机,大约总
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