最畅销的心脏：LM2500舰用燃气轮机LM2500 燃气轮机LM2500 系列燃气轮机是美国通用动力公司于上世纪六十年 代以TF39涡轮风扇发动机为蓝本研制的航改式燃气轮机该系列燃气轮机有着非常广泛的用途，可应用于船舶动力， 发电，石油开采等多种目的最为主要的用途是作为军用舰 艇的动力装置由于该型燃气轮机性能优秀，所以美国与其 他海军均采购 LM2500 燃气轮机作为作战舰艇的动力装置从上世纪70年代初正式投入使用以来，LM2500系列燃气轮 机已经销售了2000多台（包括工业和舰船），占据了世界舰船 燃气轮机的绝大部分份额目前，用于舰船推进的 LM2500 和LM2500+燃气轮机的总运行时数已经超过惊人的5千万小 时，这是其他任何一种舰船燃气轮机都难以企及的高度这一切都得益于 LM2500 的高性能、高可靠性和高利用率， 也得益于其不断的升级改进从最初的25500马力（18755千 瓦）到G4的47370马力（34841千瓦），LM2500连续跨越了两 个功率等级的台阶，从而充分满足了客户的需求可以说，LM2500 是最优秀、最成功的燃气轮机从目前世界燃气轮 机发展的趋势来看，很再难出现一种可以挑战甚至超越这座 丰碑的新型燃气轮机了。
而且燃气轮机属于高技术产品，研 发必须具备雄厚的工业基础和长期不断的投入，目前世界上 真正能设计、制造船用大功率燃气轮机的厂商数量也很少研制背景1960 年，应美国海军的要求，通用电气公司开始为海军沿岸 炮艇开发新型燃气轮机动力装置为了提高新型发动机的研 制速度，在空、海军战斗机上已经获得大量采用的 J79 涡轮 喷气发动机被选中为改装的原型机第一台LM1500——这 是赋予新发动机的编号，意味着它可以提供15000马力（约 1 1兆瓦）等级的功率——从1961年1 0月开始装艇进行海试， 这是美国海军舰艇第一次采用燃气轮机作为动力装置根据试验中暴露出来的问题（主要是海水、盐雾对发动机部 件的腐蚀问题，以及使用含硫量更高、密度更大、杂质也更 多的船用柴油导致的腐蚀和磨损问题），通用电气公司在 1963年获得了进一步的开发合同，小批量试生产LM1500燃 气轮机来装备后续建造的炮艇，以扩大试验规模到 1966 年，该型燃气轮机已经装备了 17 艘“阿沙维拉”级炮艇， 采用两台柴油机（巡航）加一台燃气轮机（高速）的 CODOG 驱动方式经过连续几年的装备试验后,LM1500终于在1969 年正式定型，除用于海军舰艇之外，还广泛用作工业发电、 油气泵站以及其他专用设备的动力。
鉴于LM1500燃气轮机的研制、试用成功，舰船燃气轮机动 力装置得到了美国海军的认可，特别是在进行反潜作战时， 装备燃气轮机动力装置的舰船加速性远高于装备蒸汽轮机 动力装置的舰船，动力性、自噪音特性又远胜于装备柴油机 动力装置的舰船（当时还缺少现代的浮筏减震技术）这对 于当时正困扰于红色狼群威胁的美国海军来说，的确是一种 理想的解决方案于是，美国海军也决定将燃气轮机化作为 海军舰船动力发展的方向不过与英国海军分别采用专门的 小功率巡航燃气轮机和大功率加速燃气轮机的COGOG组合 不同，美国海军走得更远，直接要求获得一种全工况燃气轮 机，采用COGAG的推进组合方式这样可以在主战舰船上 装备同一个型号的燃气轮机，不仅能通过提高采购量来压低 采购成本，还简化了对后勤支援的要求为了满足新一代大型驱逐舰超过 30节的航速要求，其动力 装置的总推进功率必须达到约 10万马力（73550千瓦）；而 为了保障动力装置的生命力，至少应设置两组独立的主机 这样，新舰应该设置 4台同样的全工况燃气轮机作为动力， 单机功率应该达到约2.5万马力（18387.54千瓦）与之相比， 苏联海军“卡辛”级驱逐舰的动力装置由 8台1.1万马力 （8090.5 千瓦）燃气轮机组成，高下立见。
由于开发LM1500燃气轮机的过程中已积累了足够的研制经 验，新型燃气轮机的发展合同毫无悬念地落到了通用电气公 司手中鉴于新型燃气轮机的功率等级比LM1500上了一个 台阶，一般班的航空喷气发动机已经难以满足要求当时美 国空军最大、最重的飞机是研制中的C-5 “银河”重型运输 机，其上将要装备的通用电气TF39涡轮风扇发动机是当时 推力最大的发动机，该机当仁不让地成为改装新型燃气轮机 的最优选择TF39涡轮风扇发动机的源头来自于1959年，当时美国空军 提出“轻重量燃气发生器”计划，后改称“先进涡轮燃气发 生器计划”这是一个由美国军方牵头、军工界共同参与的 先进航空技术预研计划由于燃气发生器属于涡轮发动机的 核心部分，其性能高低决定了发动机的总体水平，技术难度 也最大通过开展“先进涡轮燃气发生器计划”，可以对关 键技术进行先期研究，同时对燃气发生器（核心机）进行装 机环境下的试验验证，从而降低型号研制的技术风险、缩短 周期、减少成本1963 年，在“先进涡轮燃气发生器计划”的支持下，通用电 气公司开发出第一台“先进技术核心机”—— GEIGEI核 心机由14级轴流式高压压气机、环形燃烧室与 2级冷却式 高压涡轮组成，主要参数为：空气流量 32公斤/秒，压比 11， 推力2272公斤，压气机前五级静子可调，直径 0.61 米，长 度 1.78 米。
在 GEI 的基础上，衍生出了三型值得注意的验证 机——GEI/6、GE9 和 GE1/101964年5月，美国空军针对新型远程重型运输机的需求，提 出发动机和飞机机体招标，其中要求发动机达到18000公斤 级的推力1965 年4月，通用电气公司以 GE1/6 验证机参与 投标，战胜了竞争对手普拉特•惠特尼公司1965年12月， 新型TF39发动机首次试车，1967年6月开始试飞，到了 1968 年 10月， TF39 发动机便开始了生产型交付在获得美国海 军的新型燃气轮机开发合同之后，1968年4月（这时TF39 还未正式投产），通用电气公司以TF39涡轮风扇发动机的核 心机为基础，开始了新型LM25OO燃气轮机的研制 广泛应用1969年，通用电气公司生产出第一台LM2500样机，次年， 样机被安装到一艘滚装船上进行了海上试验试验证明，LM2500的输出功率达到了 25500只力（18755千瓦），效率 达到了 35.5%，完全满足海军的要求随后，通用电气公司 开始新型燃气轮机的量产，第一艘装备LM2500燃气轮机的 是DDG963 “斯普鲁恩斯”号导弹驱逐舰该舰采用两组燃 气轮机、每一组均由2台LM2500组合而成的COGAG推进 方案，最大航速达到 33 节。
美国海军共建造了 31 艘 8040 吨的“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰该级舰现已从美国海军 中退役，其中至少19艘已经被作为靶舰击沉采用LM2500燃气轮机的第二个大用户是FFG7 “佩里”级 护卫舰为了降低设计成本，该级舰直接采用了“斯普鲁恩 斯”级驱逐舰的一组2台LM2500燃气轮机动力装置，驱动 一具可调距螺旋桨美国海军共建造了 51 艘“佩里”级护 卫舰，澳大利亚、西班牙也引进和仿制此型舰，该级舰现已 有一部分从美国海军中退役1970年代后期，伊朗海军订购了 6艘对空型“斯普鲁恩斯” 级导弹驱逐舰，后来因为资金问题减为 4 艘巴列维王朝被 推翻后，伊朗最后撤销了这些舰的订货当时建造工程已经 基本完成，为了减小船厂损失，美国海军接过了这 4 艘舰的 合同，即DDG993 “基德”级导弹驱逐舰，动力装置同样为 两组共4台LM2500燃气轮机由于战斗力偏低，该级舰已 从美国海军中退役为了满足美国/北约近海防御的要求，波音公司为美国海军建造了 6艘“飞马座”级导弹水冀艇，CODOG方式驱动，排 水航行时使用两台柴油机,水翼航行时的动力为1台LM2500 燃气轮机1970 年代后期，美海军原计划设计—型装备“宙斯盾”系统 的核动力巡洋舰，但因为成本问题最终撤销。
取而代之的是 设计一型“斯普鲁恩斯”级的派生舰，即9466吨的CG47“提 康德罗加”级导弹巡洋舰提康特罗加”级巡洋舰的建造 总数为27艘，也使用了两组共4台LM2500燃气轮机之 后装备 MK41 多用途导弹垂直发射系统和“宙斯盾”系统的 新型驱逐舰的大量服役，该级舰第一批建造的5艘由于装备 的是Mk26Mod5型双臂式导弹发射装置，“宙斯盾”系统的 威力难以完全发挥，已经提前退役，其中，CG50 “福吉谷” 号已经于2006 年11月2 日作为靶舰被击沉 为了对抗未来的新威胁以及满足美国海军当时计划拥有 60 帅雯舰的要求，1981 年，美国海军开始投资发展新一代的驱 逐舰，即现在的DDG51 “阿利•伯克”级导弹驱逐舰该舰 装备“宙斯盾”系统和 MK41 多用途导弹垂直发射系统，成 本较“提康特罗加”巡洋舰要低，用于弥补后者不能大量建 造而造成的防空火力空白阿利•伯克”级导弹驱逐舰建 造数达到了 52艘，同样使用4台LM2500燃气轮机得益 于新型材料、工艺的发展，以及长期运行的经验， LM2500 的功率提高到了每台 30600马力（22506千瓦），效率达到了 36.2%由于LM2500燃气轮机的优异性能，其他国家海军的舰艇也 大量采用LM2500作为推进动力。
到上世纪末，LM2500燃 气轮机的总装机数已经超过1800台，近30个国家的海军共 350多艘各类舰艇装备了 870多台舰用LM2500，累计海上 运行时间超过600万小时，总运行时间超过了 1800万小时 结构与系统燃气轮机工作原理图 压气机压气机是燃气轮机的主要部件之一，它的作用是提高流经空 气的压力，向燃烧室供给符合要求的压缩空气压气机性能 的优劣直接影响燃气轮机的功率、油耗、工作稳定性和可靠 性等主要性能LM2500的压气机为16级、高压比、轴流单 转子设计，主要由压气机前承力机匣、压气机转子、压气机 静子（中机匣）和压气机后承力机匣等组成压气机静子的 前端由前承力机匣壳体支撑，后部由压气机后承力机匣支 撑而压气机转子的前端由滚柱轴承支撑，后端由滚珠轴承 支撑前承力机匣形成了压气机进口空气的流通通道，毂部与外壳 之间用导流支板联接，支板为空心结构，内有回油池的滑油 供油和回油管路该机匣同时还支承着压气机前轴承、进气 管、整流罩、压气机壳体的前端、进气导叶内支承、输入齿 轮箱和回油池端盖在机匣中还有密封压力和通风等的空气 通道，以及监测压气机进口空气压力、温度等参数的传感器 压气机转子是一个高速旋转、对吸入空气做功使其压力上升 的部件，核心是一个带有圆周分布的燕尾榫槽的短鼓-轮盘混 合结构，压气机叶片通过燕尾榫槽固定在其上。
所有的法兰 联接都采用过盈配合，以保证零件良好的定心和联接刚性 转子的短鼓-轮盘材料分别为：第 1 到 10 级为钦合金，其余 部分使用 Inconel718 合金制造第 l 到 14 级工作叶片的材料 为钦合金，第 15 和 16 级工作叶片的材料为 A286 合金钢 由于第1 级工作叶片相对比较狭长、刚性较差，为了减少振 动，在叶片的中部有减振阻尼凸台，当所有的第 1级叶片安 装好之后，凸台共同组成了一个阻尼圈压气机静子是气流减速扩压的部件，也是燃气轮机的主要承 力壳体构件之一，它与前承力机匣和后承力机匣构成了一个 整体各级整流器（静子叶片环）固定在静子机匣内，形成 气流通道的静子部分静子机匣由 4部分组成，并用螺栓固 定在一起前两段对分式机匣用钦合金制造，而后两段对分 式机匣用Inconel718合金制造该压气机静子由一级进口导 叶和 16 级静叶组成，进口导叶和第 1 到 6 级的静叶为可调 叶片进口导叶和第1、2级静叶的材料为钦合金，第 3到 16级静叶的材料为A289合金钢为了保证压气机工作的效率，要求工作叶片、静叶片与静子、 转子之间的间隙。