原创 追赶世界第一,对比欧洲MT30,中国燃气轮机,水平如何?
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2024-12-08 10:41:45
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在之前的文章中,作者和大家聊了一系列关于我国各种舰艇发展的故事,例如055型驱逐舰、052D型驱逐舰等等。其实,无论任何舰艇,都离不开自己的动力系统,例如核动力、燃气动力、蒸汽动力等等。其中,大中型主力舰艇使用最频繁的动力系统,就是燃气轮机。那么,在燃气轮机方面,对比欧洲的MT30、美国的LM2500,我国到底是什么水平呢?

美国海军阿利伯克级驱逐舰

首先,我们聊聊各种舰艇的动力系统。大体上来说,包括了核动力、燃气动力、蒸汽动力、柴油动力等等。其中,核动力对舰艇自身的要求非常高,需要大型航母或者其他大型舰艇才能使用。至于蒸汽轮机,在各个方面的技术已经滞后。在世界各国中,使用蒸汽动力的舰艇,已经越来越少。我们以解放军海军为例,现阶段,只有7艘主力舰艇使用蒸汽动力。

分别是:4艘现代级驱逐舰、1艘051B型驱逐舰、2艘051C型驱逐舰,被称为“全蒸七子。”目前,各国各种主力舰艇以燃气动力、柴油动力为主。其实,燃气动力、柴油动力各有利弊,没有绝对的好坏。例如英国新一代的31型、法国新一代的FDI型护卫舰,都采用了柴油动力,而不是燃气动力。关键需要看海军的需要,以及舰艇的定位。

日本最上级护卫舰,计划建造22艘

由于自身的科技水平有限,在很长一段时间内,我国海军各种主力舰艇,以传统的苏式蒸汽动力为主,例如051系列驱逐舰清一色的蒸汽动力。80年代,我国与欧美各国进入了宝贵的蜜月期,在这段蜜月期内,我国接触到了欧美的一系列先进技术。认真的说,这段时间对我国90年代之后的现代化发展,起到了至关重要的作用。

我国从美国进口了5台LM2500燃气轮机,90年代前期,我国先后建造了两艘052型驱逐舰,就是各自使用了两台LM2500燃气轮机。但是,进入90年代以后,我国已经无法从欧美获得燃气轮机。因此,90年代末期,我国发展的051B型驱逐舰,又重新使用了蒸汽动力系统。

052D型驱逐舰,已经达到了35艘

既然无法从欧美获得技术,那么,我国只能从其他国家想办法。90年代,我国从乌克兰进口了10台DA80型燃气轮机。DA80燃气轮机是苏联在80年代发展的第4代燃气轮机,截止苏联解体之前,DA80型燃气轮机并没有定型。进入90年代以后,乌克兰继承了DA80燃气轮机相比,并且向我国出口了10台。

21世纪初期,我国在上述10台DA80燃气轮机的基础上,发展了两艘052B型驱逐舰、两艘052C型驱逐舰。不过,依靠进口燃气轮机,并不是长久之计,因为无法大批量建造舰艇。同时,燃气轮机所需的各种零部件,也无法后期保障。我国在DA80型燃气轮机的基础上,开始了进一步的仿制和改进工作。但是,国产燃气轮机的性能,一直不稳定。

055型、朱姆沃尔特级同框对比

迫于无奈,我国建造的两艘051C型驱逐舰,又不得不使用了传统的蒸汽动力系统。直到2011年,我国国产GT25000燃气轮机,终于定型,能够批量生产。与乌克兰A80原版相比,国产GT25000在部分方面进行了优化,额定功率有所提高。那么,GT25000的性能到底如何呢?

按照公开报道,国产GT25000的基本型,额定功率 26.7兆瓦,热效率 36.5%。那么,对比欧洲的MT30、美国的LM2500,国产25000到底是什么水平呢?我们首先聊聊美国的LM2500系列燃气轮机,从80年代以来,已经历经了40多年的发展。随着科技发展和实际需要,LM2500燃气轮机,陆续历经了5个不同的发展阶段。

其实,美国LM2500燃气轮机,第一阶段的版本,额定功率只有18.7兆瓦。我国两艘052型驱逐舰,就是使用了第一阶段的版本。90年代中期开始,LM2500的第二阶段版本定型,也就是LM2500-20型,额定功率22兆瓦左右。美国阿里伯克级驱逐舰的前期批次,基本上就是使用了第二批次的版本。

90年代后期,LM2500第三阶段的版本出现,称为LM2500-30型。额定功率24.7兆瓦,热效率37.2%,请注意,我国GT25000燃气轮机的基本型,大体上与LM2500-30型,在各个方面基本相当。21世纪初期,LM2500第四阶段的版本定型,称之为LM2500+。额定功率力29.7兆瓦,热效率39.1%,21世纪之后,美国的一系列舰艇,基本上使用这一批次。

2010年之后,美国又推出了最新的LM2500—G4。额定功率34.8兆瓦,热效率39.3%。按照美国的计划,阿里伯克3型、未来的DDGX型等一系列主力舰艇,都会使用LM2500—G4燃气轮机。

至于欧洲的MT30燃气轮机,属于欧洲联合推出的新一代燃气轮机,功率更强。额定功率36兆瓦,最大功率40兆瓦。近年来,MT30燃气轮机堪称新一代主力舰艇的标配,例如美国的女王级航母、美国的朱姆沃尔特级驱逐舰、日本的最上级护卫舰、韩国的大邱级护卫舰、意大利的理雅斯特级两栖攻击舰等诸多舰艇,都采用了MT30燃气轮机。

那么,我国当代的燃气轮机发展,属于什么水平呢?2011年,我国GT25000燃气轮机的基本版定型。在此之后,GT25000系列出现了几个类型的改进型号。我们以性价比最高的GT25000-SS型为例,额定功率已经达到了33兆瓦。但是,对于GT25000系列发动机来说,这样的发展水平已经接近产品极限。

在网络上,一直盛传我国新一代舰艇,会使用间冷循环技术(ICR)的CGT40燃气轮机。最大功率40—42兆瓦之间,热效率39.5%。从数据来说,已经接近甚至超过了欧洲的MT30系列燃气轮机。但是,CGT40燃气轮机直接投入军用舰艇使用的可能性非常小,因为,CGT40燃气轮机的尺寸大小,比美国LM2500、欧洲MT30系列燃气轮机,大得多。

如果是民用船只或者辅助船只,问题并不明显。但是,对于各种主力舰艇来说,无法直接使用CGT40燃气轮机。否则,会出现使用1台功率不够、使用2台空间太大的局面。因此,虽然CGT40燃气轮机的功率、热效率已经达到了非常不错的水平,但太大了。我国还需要结合GT25000、CGT40等一系列燃气轮机的各种技术,进一步开发新一代的40兆瓦级的舰艇专业燃气轮机。

按照国外媒体的报道,早在2021年,我国已经开始一步步发展40兆瓦舰艇燃气轮机的研制工作。不过,目前的发展进度、有没有推出样机,仍然属于机密,我们不得而知。

关于解放军海军发展建设的一系列故事,还有很多。作者在以后的文章中,和大家慢慢聊。

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