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全电推进的军舰「我国电力推进舰艇」

时间:2022-11-29 19:59:31来源:搜狐

今天带来全电推进的军舰「我国电力推进舰艇」,关于全电推进的军舰「我国电力推进舰艇」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

如果说有一款军舰,让全世界的军迷都替他揪心的话,那一定不是印度的加尔各答级,而是英国的45型“勇敢”级。为什么呢?因为这款军舰,从首舰Daring 2009年服役以来,就一直出现动力系统的故障,从来没消停过。45型装备的全电推进系统,也被大家认为是非常之不成熟。那么到底是不是真的全电推进不靠谱呢?我们今天就来了解一下。

英国的45型驱逐舰使用了综合电力推进系统(Integrated Electric Propulsion,IEP),是世界上第一型采用全电推进的驱逐舰。它的动力系统包括2台罗尔斯·罗伊斯和诺斯罗普联合研制的WR-21燃气轮机,2台瓦锡兰12V200柴油机以及2台GE的Converteam电动机。

45型驱逐舰

45型IEP系统框图

45型的动力舱室。两台燃气轮机和柴油机分别驱动两个发电机进行发电,并通过电动机直接驱动2具螺旋桨

所以45型经常趴窝,让综合电力推进系统背锅确实是有点冤的,问题主要还是出在了WR-21燃气轮机本身。WR-21燃气轮机,是罗尔斯·罗伊斯和诺斯罗普旗下的西屋合作研发的。WR-21输出功率25.2MW,但热效率高达42%!这主要是因为WR-21上用了一种新的技术——中冷-回热技术(intercooler-recuperator),使得它比起简单循环的燃气轮机对热的利用率更高。WR-21在驱逐舰30节全速航行时,比简单循环的燃气轮机要省27%~30%的油,经济性可见一斑。从技术先进性上来说,罗-罗的WR-21绝对是傲视群雄的存在,LM2500和我国的GT25000都不是对手。然而45型驱逐舰屡次趴窝,也恰恰是栽在了这个中冷-回热技术上。

WR-21燃气轮机

采用中冷-回热技术的燃气轮机框图。在低压压气机和高压压气机之间增加了中冷器,利用冷却水可以降低进气温度,并减少高压压气机功耗;在出气口增加回热器,利用废气的温度给燃油加热,从而增加进气和混合燃气的温差,这样又可以提高系统的热效率。这项技术其实是燃气轮机未来发展的大方向,英美在这一技术上属于先驱。

但由于WR-21的间冷器和回热器存在重大的设计缺陷,导致它经常用着用着就会失去动力。这一失去动力不要紧,瞬间的电力负荷就全部落到了瓦锡兰12V200柴油发电机组上了。而12V200柴油发电机才2MW的功率,根本供不上用,满负荷运行下发电机不堪重负导致跳闸。燃气轮机和柴油机都不能用了,这就导致了45型整个失去动力趴窝。

这只能说英国用的这套全电推进,对燃气轮机的可靠性过于自信,而没有设计一些故障突情况下的备份方案。但如果就此说全电推进技术就是不成熟的,也是不正确的。因为WR-21并不是全电推进必备的,在设计其他全电推进系统时也完全可以把它换掉,为了保险起见换一款不带中冷回热的简单循环燃气轮机也完全可以;如果换了其他的燃气轮机,那么故障率会大大降低。反过来,即使不是全电推进,而是用WR-21燃-燃推进,难道燃气轮机故障就不趴窝了吗?所以45型的问题并不是全电推进的普遍问题,或者说并不能用来否定全电推进的优越性。

比如美国的朱姆沃尔特虽然也趴过窝,但是故障次数远远小于45型。45型一共就生产了1、2、3、4、5、6这么6艘,但是大大小小的故障次数有几千次,甚至2017年,6艘45型驱逐舰集体趴窝,没有一艘能用。。。而朱姆沃尔特级用于用的是罗尔斯·罗伊斯另一款燃气轮机——MT30,这款燃气轮机相对比较成熟,没这么多问题,所以也就是海试的时候遇到了谐波滤波器故障导致系统不能满功率运行,但这和趴窝是两回事,进行技术改进后可以比较快的解决,毕竟控制领域美国是老大。

虽然都遇到故障,但是朱姆沃尔特比45型的问题好解决的多

而且退一万步来说,如果全电推进真的是很不靠谱,那么美国人何必花130亿美元造一艘随时可能趴窝的哥伦比亚级战略核潜艇呢?要知道海底下趴窝了那可不是闹着玩的。而今年哥伦比亚级首舰已经开始建造,告诉了我们美国未来舰艇全电化的决心其实很大。其实连福特级航母,在设计的时候就已经打算使用综合电力推进系统,只是由于小钱钱的问题,前几艘并没有上;但随着更多福特级的制造,综合电力系统也是迟早要上的。

美国下一代战略核潜艇哥伦比亚级,采用全电推进

所以,全电推进其实并不是大家想象的那么不靠谱;造成大家这种印象,衰落的英国皇家海军可以说是“功不可没”。英国这些年在海军军力维持上可以说做的相当的不到位了,完全没有当年大英帝国的荣光。不光是45型趴窝,伊丽莎白女王级海试的时候更是发生了断轴这样的低级又致命的故障,所以电推到底如何,不应该看英国的表现,还是多关注美国甚至日本的进展比较好。长远来看,全电推进是我国海军应该尽快实现并应用的技术。因为只有实现了全电化的军舰,才可以使用更多更复杂的电子设备和未来的高能武器,达到真正的“目标舰”水平。虽然我们的055级上没有使用全电推进,依然是燃-燃联合的动力系统,但有理由相信,这只是进度上没有赶上,不远的将来,我们的全电化军舰一定会问世的。

我国的中压直流综合电力系统,在起点上就已经超越了美英



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