应用技术 Ｉ ＩＮ－＇ 浅析舰载动力装置 曲 闯刘 亚 连理工大学） ［摘要］随着瓦良格的海试及交付部队，越来越多的人，无论是专业人士，还是普通老百姓，都开始关注我国的海军战舰，尤其是航母的发展情况。本文重点 介绍了战舰的关键核心一动力系统的技术及特点，从综合性能等方面简要阐述了往复式内燃机、燃气轮机、汽轮机作为战舰动力的特点。 ［关键词］战舰；航母；动力系统 中图分类号：Ｅ９２５．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１３）０６—０３１６一Ｏ１ 冷战喜剧版的结束，苏联的解体，俄罗斯人逐渐改变以核潜艇配合巡洋舰 足新一代反潜舰艇的需求。 的“苏式”舰队模式，准备建造两支核动力航母编队的“美式”舰队模式。俄海军 总司令部代表曾声称，没有哪种舰队能与航母编队的效力媲美，在热点地区出 现航母编队，可以转移潜在敌军对本国领土的注意力。越来越多的国家开始注 重海上舰艇、航母编队的发展建设，来提高本国在领土争端等国际事务中的发 言权。南海局势的恶化，钓鱼岛问题的升温，拥有一支强大的海军显得越来越重 要。作为舰船核心一发动机技术，尤为重要，本文简单介绍舰船的几种原动机及 其优略势对比。 一、往复式内燃机 往复式内燃机作为目前应用最广泛、最稳定、效率最高的燃烧动力机械，广 泛应用于各种游轮、货船、快艇等。内燃机是国内研究较早的动力机械，技术相 对成熟。６ｏｇ代，随着解放红旗等汽车相继下线，我国已经有一定的内燃机研发 能力和成果。八十年代，从法国引进舰船柴油机技术，从西德引进舰船、车用柴 油机技术，我们的柴油机研究设计制造水品都有了长足进步。 舰船用往复式内燃机主要是指大型柴油机。作为动力装置，柴油机拥有很 多优点，最为突出的是效率高。二战时期舰船的主要动力之一就是大型柴油机。 船用柴油机可以做到接近２ｏ％的压缩比，燃料利用率高达４０＂／０。如此高效，是汽 轮机、燃气轮机等动力设备无法达到的。在能源紧缺的今天，节能在方方面面都 越来越重要。在某种程度上，战舰如果可以在相同燃料容量的情况下走更远的 航程，对于战舰的性能是很大的提升，是远洋舰队的必要条件。但是，柴油机由 于是往复运动，大功率柴油机产生的振动很大，对于战舰追击雷达探测等都留 下了很大隐患，而且，柴油机的功率不可能做的很大，大型战舰通常采用多台柴 油机，这给联轴变速设备带来很大压力和技术难题，所以其实际应用情况不容 乐观。 二、汽轮机 汽轮机是另一种广泛应用的原动机。它是二战时期的另外一种舰船用动力 装置。蒸汽轮机是利用船用重油燃烧产生蒸汽，一般通过增压锅炉过热增压，推 动汽轮机转动来产生动力。与柴油机相比，蒸汽轮机可以做的功率比较大，噪声 很小，减小了综合动力装置的压力，联轴变速器目前对于国内的生产水平还是 很大的技术难题。瓦良格号就是采用的四台五万马力的蒸汽轮机，燃烧重柴油， 保证了其航速可以达到３Ｏ节。燃烧重油，其对于燃料品质要求较低，也是一种高 效的表现，但其耗油量实在很大，而且加速性能差，对于作战舰艇来说是很大的 限制 三．燃气轮机 西欧是燃气轮机研究制造的先行者，早在上世纪四十年代瑞士研制了燃气 轮机铁道机车，二战中德国的潜水艇，一度给盟军带来了不小的压力，而美国的 潜水艇掐断了日本太平洋上的海上生命线，给日本帝国主义的覆灭带来很大功 劳。潜艇一度被视为最具威胁的海上力量，所以战后苏联在德国技术的基础上 大力发展潜艇技术。 早期反潜战常常劳师动众，效果差强人意，反潜舰艇的动力装置不能满足 要求是一个重要的原因。柴油机动力装置省油、加速性能好，但是自身噪音较 大，特别是在水中能够远距离传播的低频噪音，往往反潜舰艇还没有发现潜艇， 就已经先被潜艇发现了。蒸汽轮机动力装置刚好相反，自身噪音较低、单机功率 大，但是加速性能比较差，也比较耗油。在战后各国海军已经普遍缩小规模的情 况下，必须采用一种能够综合柴油机和蒸汽轮机优点的新型动力装置，才能满 ３１６｛科技博览 燃气轮机正是能够满足这些苛刻要求的新型动力装置。作为一种持续回转 式工作的热机，与柴油机和蒸汽轮机相比，燃气轮机把柴油机的内燃和蒸汽轮 机的高速旋转、连续作功等优点结合起来，使它具有一系列的优点，其噪声、振 动远远小于柴油机，在加装了防振、隔音设施后，甚至优于同为持续回转式工作 的蒸汽轮机。油门变化时，其燃气量的变化能够接近实时地作用在输出轴上，加 速性不仅远优于蒸汽轮机，也优于最好的舰船柴油机。燃气轮机动力装置的体 积小，进而重量比较轻。燃气轮机的比功率较大。在装置启动上，燃气轮机也比 较迅速 我国对燃气轮机的研究始于解放初期。１９５９年，我国从前苏联引进第一型 舰用燃气轮机Ｍ一１图纸资料，开始自己摸索。１９６７年受英国研制“奥林普斯”舰 船燃气轮机的启发，中国也开始在轰炸机喷气发动机的基础上研发舰船燃气轮 机。 燃气轮机也不是没有缺点，其首要缺点就是设计、材料、制造的要求都比较 高，缺乏科研实力的国家基本无力自行研发，这也始终是限制我国航空发动机 等的一大制约因素。其次，燃气轮机需要消耗满负荷约６０％的燃油来维持压气 机工作。降低输出功率时，压气机的转速一般下降得不多，耗油量没有明显下 降。因此在部分负荷时，燃气轮机的耗油率是比较高的。低负荷的高燃油消耗率 可以通过采用现代化的设计和材料来解决。采用回热器等辅助设备，燃气轮机 耗油率有明显下降，部分负荷的油耗也降低了，从而基本上解决了低负荷油耗 偏高的问题。 舰船燃气轮机的发展走航空派生的道路，充分利用了航空发动机科学技 术发展的优势航空工业的发展得天独厚，航空发动机科学发展迅速，性能指 标日新月异，并且积累有长期的使用经验。而现代舰船燃气轮机的研制工作正 是走与航空发动机相结合的道路，采取航空发动机改装为主的方针，从而， 既保证了舰用燃气轮机的高性能，又缩短了研制周期，节约了研制费用。 四 总结 蒸汽轮机和柴油机作为海上战舰的动力时代早已结束，燃气轮机及其联合 循环作为其优化替代已在各军事大国普遍应用，而核动力也已成为航母及潜艇 的主流动力系统。我国的军事工业起步较晚，但从发展来看，必然要经历此阶 段。随着０５２Ｄ、歼２Ｏ等陆续研制成功，相信中国的燃机装置还会越来越好。 参考文献 ［１】李根深陈乃兴等船用燃气轮机轴流式叶轮机械气动热力学国防工 业出版社 【２】李根深、强国芳试论加快发展我国舰船燃气轮机的途径１９７９．７ ［３强国芳关于我国舰船动力未来的若干思考 １９９５．６ ３］［４】汤建华我国舰船动力基础科研创新发展模式２０１ １ ［５】Ｈ Ｃｏｈｅｎ、ＧＦＣ Ｒｏｇｅｍ，（（ＧＡＳ ＴＵＲＢＩＮＥ ＴＨＥＯＲＹ））Ｆｏｕｒｔｈ ｅｄｉｔ／ｏｎ １ ９９６ ［６】失落的心中国海军引进英国舰用燃气轮机的前后侯戈等，２００９