追赶世界第一,中国的新一代舰艇柴油机,到底什么水平?

追赶世界第一,中国的新一代舰艇柴油机,到底什么水平?

在之前的文章中,作者和大家聊了一系列关于我国舰艇发展的故事,例如055型驱逐舰、054B型护卫舰等等。无论是什么舰艇,都离不开动力系统,例如柴油机、燃气轮机等等。从目前的情况来看,054B型护卫舰,极有可能采用了柴油动力系统或者柴电联合系统。那么,中国新一代舰艇柴油机,到底是什么水平呢?

054A型护卫舰动力系统

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首先,我们聊聊现阶段舰艇的几个主要动力模式,基本上包括了核动力、燃气动力、蒸汽动力、柴油动力。其中,核动力系统拥有自己的优势,但是对舰艇的要求非常高。因此,基本上只有航母或者大型舰艇,才会考虑使用核动力。目前,对于非常强调出动率的军用舰艇来说,使用蒸汽动力的比例越来越少。例如在解放军主力舰艇中,只有7艘使用蒸汽动力。

分别是:1艘051B型、2艘051C型、4艘现代级驱逐舰,被称为“全蒸七子”。目前,世界各国主力舰艇,基本上以燃气轮机、柴油机或者柴燃联合为主。请注意一个问题,燃气动力和柴油动力,各有优劣,并不是使用柴油动力就一定性能滞后。我们以欧洲新一代主力舰艇为例,英国31型护卫舰、德国F125型护卫舰、法国FDI级等新一代舰艇,都使用了柴油动力系统。

解放军海军053H3型护卫舰

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总体来说,燃气轮机拥有几个优点:单机功率较大,起动和加速性能好,重量轻、体积小,机组独立运作能力强、生命力好,振动和噪音小。对于加速性有很高要求的舰艇来说,一般会使用燃气轮机。但是,燃气轮机也有几个缺点:对环境条件较为敏感,无法实现直接反转、需要配置专门的倒车装置,经济性较差,进排气通道截面积大。

使用燃气轮机的舰艇,无论哪国舰艇,都需要粗壮的排气烟囱、巨大的独立进气口,这两个特点是燃气轮机舰艇的标配。与燃气轮机相比,柴油机也有自己的优点:能直接进行反转,经济性高,抗冲击、振动的能力较好,进排气通道所占用的空间较小,便于机组在舱内进行布置等等。也有几个缺点:单机效率小,振动噪音大。

052D系列驱逐舰,属于柴燃联合动力

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对于要求瞬间加速性非常强或者以反潜为主的舰艇来说,不适合使用柴油动力。在解放军海军舰艇中,052C、052D系列驱逐舰,采用了柴燃联合动力系统。055型驱逐舰采用了4台GT25000燃气轮机,属于全燃动力舰艇。至于我国各种护卫舰,053H3型、054型、054A型都采用了柴油动力系统。

至于2023年刚刚下水的054B型护卫舰,从排气烟囱和整体布局来看,作者认为,054B型护卫舰采用了柴油动力系统或者柴电联合动力系统。按照国外媒体的报道,054B型护卫舰原计划使用全电动力系统。由于我国全电动力系统尚不成熟,暂时使用了柴油动力。054B型护卫舰的后续改进型号,肯定会采用全电动力系统。

055型驱逐舰采用了全燃动力

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那么,054B型护卫舰会采用什么型号的柴油机呢?我国054型、054A型护卫舰,都采用了4台16PA6V280STC型中速柴油机。额定功率5184千瓦,采用了16缸的配置,全重30.5吨,使用可降低空蚀效应的五叶片大侧倾螺旋桨。请注意,16PA6V280STC型中速柴油机是90年代末期,我国在法国SEMTPielstick技术转让、授权生产的。

法国血缘浓厚,拥有可靠性好、维护成本低等特点。对于这一系列柴油动力机,解放军海军的评价非常高。按照一些退役官兵们的描述,这种柴油机极少出现故障,几乎能够全勤出动。不过,16PA6V280STC型中速柴油机,存在功率偏小的问题。4台柴油机能够支撑4000吨级的054A型护卫舰,对于6000吨级的054B型护卫舰,明显小马拉大车,非常不合适。

中国海军054B型护卫舰

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从现阶段,国内各种主力柴油机来说,中国船舶集团第711研究所推出的CS16V27中高速柴油机,可能性非常大。按照公开报道,CS16V27中高速柴油机,推进额定功率7280千瓦、发电额定功率6400千瓦。额定转速:1066rpm(推进)/1000rpm(发电)油耗:≤197g/kWh(推进)/195g/kWh(发电)。 CS16V27中高速柴油机也是16缸的配置,从各方面来说,对于054B型护卫舰非常合适。

在很长一段时间内,与德国、法国等欧洲国家的先进柴油机相比,我国的各种柴油机,一直存在功率不足、可靠性低、油耗偏高等实际问题。不过,近年来,这一差距正在逐步缩小。英国正在建造的31型护卫舰,属于5700吨级护卫舰,在吨位上与054B型护卫舰基本相当。31型采用了4台德国MTU 20V 8000M71四冲程船用柴油机,属于20缸柴油机。

德国海军F125型护卫舰

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MTU 20V 8000M71四冲程船用柴油机属于德国最先进的柴油动力系统之一,采用了20缸的设计,整机全重48吨。额定功率9100~10010千瓦之间,属于8000千瓦到10000千瓦的级别柴油动力系统的标配。我国海军护卫舰采用了柴油动力,基本上以16缸柴油机为主。

最后,我们聊聊引以为傲的全电推进系统。目前,在世界各国主力舰艇中,英国的45型驱逐舰,采用了全电推进系统。但是,曾经出现了6艘45型驱逐舰全部趴窝的情况。全电推进系统拥有自己的优势,例如节省空间、操作性好、噪音和震动小。与此同时,也有几个绕不开的缺点,例如系统脆弱、结构非常复杂、可靠性无法保障。

法国海军FDI型护卫舰

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目前,各国对全电推进系统,都在进一步的改进和完善。例如我国建造的3万吨级“远望8号”远洋测量船,就已经采用了全电推进动力。不过,对于主力舰艇采用全电推进,目前还需要经过各方面的测试、改进。

英国海军45型驱逐舰

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关于我国海军舰艇建设发展的一系列故事,还有很多。作者在以后的文章中,和大家慢慢聊。

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