125826 2025-5-4 22:42
新一代的CGT30燃气轮机,追赶欧美技术,到底有多强悍?[11P]
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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、054B型护卫舰等等。今天,我们聊聊我国舰艇使用的燃气轮机。目前,我国舰艇普遍使用GT25000系列燃气轮机。但是,GT25000系列燃气轮机的发展潜力有限,对于我国海军各种主力舰艇来说,需要发展新一代的舰艇动力。其中,包括了CGT30系列燃气轮机。
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052型驱逐舰,总计两艘
首先,我们聊聊舰艇的动力系统。目前,各国海军舰艇,普遍使用燃气动力、蒸汽动力和柴油动力。其中,蒸汽动力系统已经逐步退出历史舞台,除了航母或者部分舰艇之外,已经很少使用。至于燃气轮机和柴油动力,各有特点,属于大部分主力舰艇的标配。有的舰艇根据实际需要,采用柴燃联合动力,例如052D型驱逐舰等等。
长期以来,发动机技术滞后,严重制约了我国陆海空各个领域的武器装备发展,例如坦克装甲车辆需要的柴油发动机、战机需要的涡扇发动机、舰艇需要的燃气轮机等等。由于动力系统的技术有限,70年代,我国发展的051系列驱逐舰,一直使用蒸汽动力系统。80年代开始,我国与欧美各国进入了非常宝贵的蜜月期。
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90年代,解放军海军编队
在这一段时间内,我国接触到了一系列的欧美先进技术和理念,对我国90年代之后的国防现代化,起到了承前启后的关键作用。80年代,我国利用宝贵的时间周期,从美国进口了LM2500系列燃气轮机。截至目前,LM2500燃气轮机的后期改进型,仍然是各国舰艇的动力标配。90年代前期,我国先后建造了两艘052型驱逐舰,正是采用了从美国进口的LM2500系列燃气轮机。
不过,进入90年代以后,我国已经无法继续从美国进口LM2500系列燃气轮机。因此,90年代末期,我国发展的051B型驱逐舰,不得不重新使用蒸汽动力。几乎同一时期,在无法从美国进口燃气轮机的情况下,我国只能转而从乌克兰进口DA80型燃气轮机。21世纪初期,我国先后建造了两艘052B型、两艘052C型驱逐舰,采用了DA80型燃气轮机。
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051B型驱逐舰,采用蒸汽动力
但是,依靠进口根本不是办法。2007年左右,我国发展的两艘051C型驱逐舰,不得不再次使用蒸汽动力。很明显,舰艇燃气轮机已经成为我国海军主力舰艇的发展瓶颈,直接限制了我国主力舰艇的建造数量。我国发展主力舰艇的同时,也在一步步发展国产燃气轮机。
我国在乌克兰DA80型燃气轮机的基础上,进一步仿制、优化、改进,终于推出了国产GT25000系列燃气轮机。2010年代,我国先后发展的052D型驱逐舰、055型驱逐舰,都采用了GT25000系列燃气轮机。其中,055型驱逐舰属于13000吨级舰艇,采用了4台GT25000系列燃气轮机。052D型驱逐舰,属于7000吨级舰艇,采用了两台GT25000系列燃气轮机、两台辅助动力柴油机。
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052D系列驱逐舰,大批量建造
随着GT25000系列燃气轮机的定型,大批量生产、装备,我国海军的大中型主力舰艇,终于解决了缺乏燃气轮机的关键问题。我国海军的各种驱逐舰,开始批量建造。但是,GT25000系列燃气轮机,并不完美,仅仅解决了舰艇动力的有无问题。
与美国、欧美的舰艇燃气轮机相比,仍有明显的差距。我们以GT2500-D型燃气轮机为例,额定功率28兆瓦,热效率36%。那么,欧美各国的燃气轮机,属于什么水平呢?
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日本最上级护卫舰
美国最新的LM2500—G4型燃气轮机。额定功率34.8兆瓦,热效率39.3%。按照美国海军的发展计划,阿里伯克3型、未来的DDGX型等一系列主力驱逐舰,基本上都会使用LM2500—G4燃气轮机。欧洲的MT30燃气轮机,属于新一代大功率燃气轮机。额定功率36兆瓦,最大功率40兆瓦。
英国的女王级航母、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系列燃气轮机。一整套MT30燃气轮机,加上附属管线和安装底座,总计全重27吨左右。一整套美制LM2500系列燃气轮机,整个系统全重23吨左右。
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美国阿里伯克系列驱逐舰
与美国、欧洲的燃气轮机相比,我国GT25000系列燃气轮机,存在功率偏小、热效率偏低等问题。对于我国主力舰艇来说,如果吨位进一步增加,或者发展新一代的主力舰艇,必须安装新一代的燃气轮机。在这样的大环境下,随着我国科技水平的全面发展,我国先后推出了CGT30型、CGT40型燃气轮机。其中,CGT40型燃气轮机属于40兆瓦级别的燃气轮机。
采用了间冷循环技术(ICR),最大功率40—42兆瓦之间,热效率39.5%。在很多推测中,我国新一代大中型舰艇,极有可能使用CGT40型燃气轮机,因为功率强劲。但是,CGT40型燃气轮机的尺寸偏大,在工业生产领域,没有太大的问题。但是,如果安装在各种舰艇上,困难很多。
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作者认为,反而是采用CGT30型燃气轮机的可能性更大,尤其是CGT30燃气轮机的改进型。CGT30型燃气轮机在2022年定型、2023年交付用户使用,代表了我国在燃气轮机领域的最新成果。额定功率33兆瓦,热效率38.5%。如果我国在CGT30燃气轮机的基础上,进一步发展军用舰艇使用的版本,功率还有可能进一步增加。
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法国FDI型护卫舰模型
换而言之,在额定功率和热效率等指标上,基本达到或者接近美国LM2500—G4型燃气轮机的水平。由于CGT30型燃气轮机的尺寸比较小,更加符合舰艇使用的实际需要。对于我国海军来说,发展9000吨级驱逐舰、1.5万—1.7万吨级驱逐舰的条件,已经基本成熟。以美国阿利伯克3型驱逐舰为例,主要动力就是两台LM2500—G4型燃气轮机。
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对于我国海军来说,一旦拥有了适当动力的燃气轮机。各种主力舰艇在设计过程中,不再需要过分追求长宽比,我国海军的各种大中型舰艇,也会更加“丰满充实”。当然,关于CGT30型燃气轮机的发展,仅仅是国外媒体的推测,并不完全准确或者真实。
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xiangmofashi 2025-5-4 23:00
燃气轮机当然是个好东西,具有快速启停和调节负荷的优势,能够快速达到并输出最大功率,对于不同动力负荷的需求,可以快速进行调节,从时间效率上要比传统的蒸汽轮机和柴油机强大的多,总不能看着咱们的舰艇发动一下就如同手扶拖拉机那样摇半天发动机才行。同等输出功率下,燃气轮机的体积只有蒸汽轮机的1/5,柴油机的1/3,这对于军用舰艇来说意义重大,虽然舰艇对发动机重量和体积的要求没有飞机和直升机那么迫切,但省下来的大量空间就可以携带更多的武器装备或雷达等探测装备,提高舰艇的作战性能。另外燃气轮机的噪音是高频率声波,可以被一些海洋沉积物吸收,这就大大降低了舰艇的噪音,更便于隐匿行踪,这对于舰艇反潜作战有重大影响,像054,054A,056,056A这些采用柴油机的舰艇反潜作战还是有些受限制的。我们现在攻克了高温合金材料、控制系统等关键核心技术,完成了重型燃气轮机的研发,虽然国际上先进技术还有很大差距,但好在我国非常成熟的掌握了技术,能够确保它的稳定性,总算能满足万吨级驱逐舰下饺子的需求
43318501 2025-5-5 13:30
真是希望看到一个又一个的皇冠上的“明珠”被我们摘下,动力澎湃,驰骋大洋