由舰载燃机发展推测我国大驱进展

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1、由舰载燃机发展推测我国大驱进展由舰载燃机发展推测我国大驱进展由舰载燃机发展推测我国大驱进展.txt41 滴水能穿石，只因为它永远打击同一点。42 火柴如果躲避燃烧的痛苦，它的一生都将黯淡无光。根据官方报道，中国两种新型号燃气轮机的研制获重大进展。8 月 22 日，动力所试验基地燃机试车台传来喜讯，某小档功率燃机第一阶段可靠性试验顺利结束，历时 13 个月、历经 3 个阶段的长试任务圆满完成。8 月 29 日零时 37 分，中航工业动力所试验基地燃机试车台再次传来喜讯，某中档功率燃气轮机首次点火成功，提前完成点火目标，并在慢车状态实现稳定运行。这标志着我国在装备自主研制生产的舰用燃气轮机道路上迈

2、进关键一步。舰用燃气轮机：舍我其谁舰船动力装置主要有:蒸汽动力装置、柴油机动力装置、核动力装置、燃气动力装置和联合动力装置。前两种装置发展得比较早，广泛应用于各类舰船，后面三种，系近十多年来迅速发展起来的新型动力装置。舰船燃气轮机动力装置是指以燃气轮机为主机的全燃化动力装置。它自五十年代末期起，尤其是六十年代中期以来，已得到了极其广泛的应用。功率总数日益增长，装舰使用范围日益扩大，已由快艇发展到了护卫舰、 导弹 驱逐舰 、巡洋舰和 直升机航空母舰 等，可谓是舍我其谁。舰载燃机基本工作原理： 燃气轮机是以空气为介质，靠高温燃气推动涡轮机械连续做功的大功率、高性能动力机械。它主要是由压气机、燃烧室

3、和涡轮三大部件组成，再配以进气、排气、控制、传动和其他辅助系统。当燃气轮机机组起动成功后，燃气轮机就会开始进入稳定的热力学循环过程。压气机连续不断地从外界大气中吸入空气并增压，这个过程可以认为是压气机动能向空气热能和势能的转换，被压缩后的空气温度升高有利于与燃料进行更猛烈的化学反应（化学反应速度和程度与温度成正比） ，更大的膨胀比也有利于压缩空气燃烧后释放更大的能量。压缩空气从压气机出来后即进入燃烧室，首先会在燃烧室进口被喷入燃料进行掺混，然后就会点火燃烧。这个过程可以认为是燃料化学能向空气热能和势能的转换，在短短几十厘米的距离内空气的温度上升数百甚至上千度，压力也会激增。高温高压的燃气从燃烧

4、室出口喷出，就开始膨胀，在膨胀的同时推动涡轮叶片做功。这个过程就是燃气热能和势能向动能的转化。涡轮将燃气的能量转化为动能后，一方面用于压气机压缩空气持续进行热力学循环，另外一方面由主轴将转子的扭矩输出，经过减速器减速以后用于推动军舰。整个热力学循环完成使得燃气轮机实现了燃料化学能向机械能转换的最终目的。舰载燃机优缺点： 在军舰动力方案选择上，燃机轮机的主要竞争对手是舰用柴油机和舰用蒸汽轮机，但是由于燃气轮机先天优势与军舰动力系统性能要求更为吻合，燃气轮机成为了各国军舰动力系统发展的唯一选择。燃气轮机第一个优势是功率密度极大。一般情况下，同等功率的燃机体积是柴油机的三分之一到五分之一，是蒸汽轮机

5、的五分之一到十分之一左右。这是由于燃气轮机本身精巧的连续转动热力学循环结构造成的。燃气轮机的第二个优势是启动速度快。虽然燃机的转速是三种动力系统中最高的，但是由于整个转子十分轻巧，在启动机帮助下在 1-2 分钟就可以达到最高转速。而柴油机由于转子运动源于活塞的往复，加速较慢，蒸汽轮机更是“反应迟钝” ，整个系统达到最高功率输出可能需要长达一小时的时间。燃气轮机第三个优势是噪声低频分量很低。由于燃气轮机本身处于高速稳定转动当中，产生的噪声更多是高频啸声。而柴油机的活塞往复产生了大量低频机械振动噪声，恰好迎合了海洋容易传播低频噪声的特点，导致军舰容易被敌方声纳探测。所以柴油机动力尤为不适合给反潜军

6、舰作动力系统。心脏病困扰海上长城自研燃机尚未装备： 我国舰用燃气轮机研发的起步并不算晚。根据“中国舰用燃气轮机总师访谈录”的介绍，1958 年我国开始着手研发计划的具体组织实施，决定成立南、北方两个联合设计组，先开展大、中、小三型机组的可行性论证和方案设计。1959 年底，前苏联向我国转让了 M-1 舰用燃气轮机技术，我国对该机组进行了以技术练兵为目的的仿制工作。仅用了 11 个月，上海轮机厂就完成了该型燃机的首台样机制造。不过由于各种原因，仿制样机经过 3 年才排除大量故障通过验收试验。后来该型燃机在一艘高速炮艇上进行了试验并且装备了部队。1964 年完成设计的 6000 马力燃机组是我国第

7、一次自行设计研制的舰用燃机，但是由于研制周期过长加之原装配对象计划调整未能装备部队。与世界上其他国家主要依靠航空发动机改燃机不同，我国由于航空发动机水平落后，采取的是改进和专用研制并举的道路。1967 年我国决定将轰六轰炸机上的涡喷 8发动机改进为大功率舰载燃气轮机，这是我国首次进行“航改燃”实践，但是最终因为发达国家同意进口相应型号受到冲击无果而终。后来我国一直在舰用燃机方面不断尝试，但是一直没能拿出一款成熟可靠性能优良的舰载燃气轮机。唯一可用于改进第三代燃机的核心机就是我国 2005 年设计定型的 太行发动机 的核心机。但是由于现代大推力涡扇发动机复杂性和批量生产单位的生产质量问题， 太行

8、发动机 目前只是初步发展成熟。因而我国先进作战舰艇装备的舰用燃机都是进口燃机以及仿制型号。航空工业发展拖累舰用燃机： 我国在舰载燃气轮机方面一直没能突破技术瓶颈的主要原因有很多，既有航空动力方面的问题也有舰用燃机工业本身的体制问题。其中最主要的一个原因是我国航空动力工业缺乏长期发展规划。我国航空动力工业像很多落后国家一样是从仿制和修理开始的。在老大哥的帮助下，我国迅速建立起一个能够和世界一流水平比肩的航空工业体系，但是我国并没有为航空工业以及航空动力工业制定一个从仿制到研制的长远发展规划，而是将航空工业本身的任务局限于仿制、生产和修理，确定了以生产为主的“遍地批量厂”发展方针。我国航空工业的运

9、行状态就是，仿制生产再仿制再生产，长期处于这种发展状态下，我国航空动力工业对于现代航空动力系统的研究发展客观规律认识极为不足。航空发动机研制没能突破相关技术瓶颈，与航空发动机技术相通的舰用燃机更是无从谈起。在 2004 年，中国一航开发研制的国产新型燃气轮机在 珠海航展 上首次面世。而该机就是以太行核心机为基础改进的轻型燃机，不过输出功率 17 兆瓦的水平也不足于我国目前发展 大型水面舰艇 的需要。另外，我国舰用燃机轮机主要研制和生产单位存在于航空工业之外，在体制方面非常不利于航空发动机向燃气轮机的改进工程。他山之石可以攻玉：核心机预研航空强国的动力发展经验是进行核心机预研，然后在同一个核心机

10、上再衍生出航空发动机和舰用燃气轮机。世界著名的舰用燃机LM2500 就是核心机预研工程的衍生产品。LM2500 燃气轮机衍生自 美国 GE 公司的 GE9 核心机。GE9 核心机衍生出 F101 大涵道比军用加力涡扇发动机用于 B1B 超音速 战略轰炸机 ，将 GE9 的换算流量进一步减小发展出了 GE15 核心机。GE15 核心机衍生出的涡喷型号YJ101 参与竞争 F-15 和 轻型战斗机 计划（ F-16 研制计划）但是输给了普惠的 F100 发动机。后来竞争 YF-17 也就是今天的 F/A-18 舰载机项目时，GE 将 YJ101 的低压压气机放大成为风扇研制出了F404 中推涡扇发

11、动机。而将 F404 的风扇放大并于 F101 的小涵道比型号结合，就是 F-15 和 F-16 的著名动力 F110。在 GE9 核心机基础上衍生的舰用燃气轮机 LM2500 是世界上最成功的舰用燃气轮机，装备了 美国 阿里伯克级等多个国家的军舰。而通用电气与法国斯奈克玛公司联合研制的 CMF56 大涵道比涡扇发动机也是以 GE9 核心机为基础的，CMF56 发动机装备了空客 A320 等多种民航发动机，也是第三带民用涡扇发动机的典型代表。这就是说，GE9 一个核心机解决了 F15，F16，F18 这些世界知名战斗机、以阿里伯克级 驱逐舰 为代表的各类舰艇乃至民航客机所有动力问题，这不得不说

12、是核心机预研的巨大效益。可以说，一型核心机的研制成功，意味着整个国家从天空到海洋的全面突破。 美国 从上世纪五十年代末就开始核心机预研计划，而我国晚了大概 30 年，由于起步晚，经验和工业基础不足，至今未能拿出一款大规模实用的核心机型号。我国目前航改燃工程没有合适的核心机选用。恭迎万岁舰最近网络上开始流传所谓我国新 驱逐舰 分段开始建造的照片，网友和军迷们对于我国驱逐舰发展的热情随之更加高涨起来。后来出现了很多我国未来驱逐舰的想象图和技术分析，还有的朋友认为我国将来会建造满载排水量 9000 吨的 防空驱逐舰 ，并且给它起了一个亲切的名字叫“九千岁” 。突破动力瓶颈： 目前本国唯一可以立刻使用

13、的舰载燃机是 QC280 发动机。该发动机仿自乌克兰 GT25000 舰用燃气轮机，额定功率 29 兆瓦，实际输出功率在 23 兆瓦左右。四台 QC280 燃机实际总功率就是90 兆瓦左右了。日本爱宕级 防空驱逐舰 和韩国 KDX3 级驱逐舰虽然都是万吨的满排，但也不过是 70 兆瓦的总功率水平。最近我国海军编队长期在非洲亚丁湾执行护航任务，每批舰艇都要在海外连续执行任务数月之久，从未听说过在护航过程中动力出现过问题。这说明 QC280 燃机的可靠性和经济都是完全适合我国国情的。现阶段，立足于 QC280 的动力系统一方面应该继续改进其工艺和性能上不足之处，一方面完全可以通过对动力方案的调整做

14、到我国将来各类主力舰只都有适合的动力可用。可以认为制约我国水面舰艇的中型舰用燃气轮机瓶颈已经突破。但是需要看到的是，我国主力舰只也仅仅是是可以放心使用国外燃气轮机的仿制改进型号。万吨大驱不是梦想： 在驱逐舰方面，继续深挖 QC280 燃机的功率潜力，采用两台 QC280 和两台舰用柴油交替工作的方式可以为满排在7000 吨左右的驱逐舰使用，这很可能就是最近网络盛传的 052C+ 防空驱逐舰 ，也就是分段照片流出的舰型。将 QC280 功率降低从而增加寿命和经济性，然后采用四台方案为 9000 吨满排驱逐舰提供动力，这就可以突破以往限制达到网友心目中“九千岁”大驱的境界，这个水平也和阿里伯克级驱

15、逐舰相当，意味着我国主力防空舰综合性能达到美国主力舰的基本水平。9000 吨的防空驱逐舰和同级别反潜通用驱逐舰已经完全能够支撑起一个 航母编队 的防空反潜反舰等综合任务。另外考虑到将来海军对陆远程精确打击和驱逐舰单舰独立执行任务的需求，直接采用四台 QC280 燃机驱动满排在 11000-13000 吨的大型综合驱逐舰。该舰采用大容量垂直发射系统容纳独立作战自卫所需的远中近防空 导弹 和用于攻击的反舰 导弹 对陆 巡航导弹 ，并在综合完善雷达电子设备支持下，在一定海域执行综合性任务具有相当高的效费比。该级别驱逐舰参与舰队作战时该舰可以作为火力加强性节点，负责舰队中需要强火力支援的作战任务。展望

16、未来，我国驱逐舰不会止步于“九千岁”而是会向建设“万岁军”的方向努力。结语根据目前情况来看，虽然我国一定时期内海军主力舰只采用仿制燃机作为动力，但是这次新闻表明我国自研中等功率燃机项目正在稳定推进。为了避免以往航空发动机和燃机可靠性和持久性不足的问题，我国特别在小功率燃机试车中增加了长久试验特殊项目。而中等功率燃机 QC185 也完成了试制并且第一次点火开始试车工作，预计数年之内就能设计定型。虽然 QC185 燃机功率略显不足，但是四台 QC185 足以推动九千吨级的驱逐舰，开始替换仿制燃机型号。再随着我国航空发动机产业逐年成熟，逐渐提升 QC185 的功率并且应用中冷回热复杂循环，完全满足我国水面舰艇对于动力的需求。