近日有消息说国产新一代CGT30和CGT4G舰用燃气轮机研制成功,国产水面获得了更加强劲有力的中国心,从而为国产新一代水面舰艇建造铺平了道路。
国产水面舰艇现在使用GT25000燃气轮机,这型发动机来自乌克兰,实际上研制工作早在上世纪80年代就开始了。GT25000燃气轮机原计划用于苏联90年代水面舰艇,但是研制工作还没有完成结束,苏联就解体了,这型燃气轮机留给了乌克兰。乌克兰既无力完成研制工作,也没有合适的舰船配备这型燃气轮机,最终引进了燃气轮机,完成了研制工作。
GT25000的引进解决了国产驱逐舰没有配套发动机的问题,国产驱逐舰如052B、0520、052D和055等均采用这型燃气轮机。
进入新世纪,西方国家新一代燃气轮机研制成功并装舰,GT25000燃气轮机与之相比明显落后。首先功率相比来说较低,GT25000燃气轮机功率为25MW,而西方新一代燃气轮机例如英国的MT30功率已超越30MW。
还有就是重量较大,GT25000带箱式安装重量接近26吨,MT30重量只有22吨。油耗高,GT25000燃气轮机热效率为34.5%,而MT30燃气轮机超过39%,就是美国LM2500燃气轮机也超过35%。
从这里对比不难得知,GT25000功率比MT30低,但是体积、重量明显高于后者,油耗也要比后者多,这样就相当影响舰艇的性能,给舰艇总体设计带来诸多不便。
国产055型驱逐舰满载排水量为12000吨,美国朱姆沃尔特级驱逐舰满载排水量为14000吨。由于发动机功率差距,055型驱逐舰要安设4台GT25000燃气轮机,而朱姆沃尔特级驱逐舰只需要2台MT30燃气轮机就行了。对于水面舰艇来说,发动机越少,内部结构越简单,设计建造起来更容易。
前面说过GT25000燃气轮机是苏联在上世纪80年代研制的,其原型机GT15000更早,早在上世纪70年代就投入到正常的使用中了,这样就导致GT25000燃气轮机技术起点较低。并且发展的潜在能力受到原始设计限制较大,性能提高越来越困难。
MT30来源于罗罗公司的遄达800大涵道涡扇发动机,后者是波音777客机的发动机,上世纪90年代才投入运用,因此MT30技术水平比GT25000要高的多,发展的潜在能力也要大的多。
现代燃气轮机多从航空发动机发展而来,因此国产燃气轮机落后实际上就是国产航空发动机落后的体现。国产航空发动机一直到2010年之后才取得技术突破,这样才为国产燃气轮机的升级扫清了障碍。
国产新一代燃气轮机瞄准MT30燃气轮机的水平,着眼于2030年之后国产新一代水面舰艇缩小体积、降低重量、提高热效率,同时发展复杂循环技术,就是在燃气轮机上面加装间冷器、回热器等设备,进一步提升燃气轮机的热效率,以此来降低发动机油耗,提高舰艇航程、自持力。
这就是CG30和CG40燃气轮机。国产CG30和CG40燃气轮机性能与MT30相当或者相近,为国产新一代水面舰艇性能升级打下了坚实的基础。以055万吨驱逐舰为例子,即使考虑舰艇升级,满载排水量提高到14000吨,动力系统也可以从4台GT25000减少到2台CG30燃气轮机。
而054B型护卫舰这个级别的水面舰艇更是只用1台CG30燃气轮机就行了,这样就简化舰艇内部结构,增加载荷,提高航程和自持力。因此可能会在2030年左右启动新一代水面舰艇建造,实现国产水面舰艇的升级换代,进一步提升中国海军的作战能力。
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