长期以来,中国海军水面舰艇的主要动力一直是汽轮机和柴油机。1980年代以来,由于中国海军与西方国家海军的广泛接触,我们看到了船用燃气轮机的巨大优势。从那时起,燃气轮机一直在国内生产。驱逐舰的首选动力。目前,中国海军广泛装备的燃气轮机主要有GT25000型燃气轮机和QC70型燃气轮机。与GT25000的引进国产化不同,QC70燃气轮机是在WS10“太行”发动机的基础上发展而来,已批量装备国产726A气垫登陆艇。
作为中国海军唯一服役的大功率燃气轮机,GT25000燃气轮机的成功引进和国产化,为中国海军近20年的驱逐舰现代化建设提供了可靠的动力源。可以说,没有GT25000燃气轮机,中国海军6000吨级驱逐舰的功率很可能与印度海军的P15系列护卫舰一样,而中国海军的万吨级驱逐舰的发展将是受到很大影响。
▲配备两台GT25000燃气轮机的052D型驱逐舰
自海军研制出第一艘国产护卫舰——65型火炮护卫舰以来,中国海军的护卫舰一直以柴油发动机为主要动力。即使是排水量超过051型驱逐舰的054型护卫舰也使用柴油发动机,但航速远低于051型。驱逐舰(设计36节)。不过,由于海军工程大学马伟明院士及其团队的不懈努力,我国已成功研制出中压直流综合电力系统,该系统将首先装备在054B型护卫舰上。该系统的核心是20MW和4MW中压整流发电机,分别以GT25000燃气轮机和20V956TB92柴油机为原动机。
作为一艘满载排水量小于5000吨的护卫舰,054B型护卫舰很可能采用1台20MW级中压整流发电机+4台4MW级中压整流发电机,总发电量为36MW . 搭配15MW级推进电机,相比054A型护卫舰27节的设计航速,054B型的航速可以达到29节,相当于052C/D型驱逐舰。由于电力推进,船舶的整体噪音水平将降至 1。在较低水平上,凭借先进的搜攻潜装备和反潜武器以及国产10吨级直20型反潜直升机中国舰用燃气轮机中国舰用燃气轮机,054B型护卫舰的反潜效果将比054A型护卫舰有明显提升。
不仅是护卫舰,未来国产驱逐舰也将采用中压直流综合电力系统。如果海军非常重视052E型驱逐舰的设计和性能,那么采用综合动力系统的可能性也很高。当然,对于驱逐舰上的综合动力,我们更关心的是055型驱逐舰的后续型号。显然,即使加装了电磁轨道炮等高耗能武器,055型后续驱逐舰的动力配置还是采用了四艘20MW级。中压整流发电机+4台4MW级中压整流发电机基本够用了,要做的就是研发更高功率的推进电机(约36MW级)。
但中船集团和中航工业一直致力于研发40MW或50000马力的船舶复杂循环燃气轮机。CSSC 703和AVIC 606虽然使用了两种不同的燃气轮机作为母型,但是在复杂循环的选择上都使用了中冷循环(IC),并且都使用了劳斯莱斯WR-21中冷器作为参考。用于回热式 (ICR) 燃气轮机的中冷结构设计。
中冷循环燃气轮机的低压压气机和高压压气机之间有一个中冷器,使空气经过高压和低压压气机的冷却空气压缩后进入高压压气机并进入燃烧室。高温高压气体经高压涡轮、低压涡轮和动力涡轮膨胀做功,分别驱动高压、低压压缩机和负载工作。与简单循环相比,中冷循环通过中冷器降低高压压气机的入口温度,降低其压缩空气的功率消耗,从而提高发动机的输出功率。
▲IC燃气轮机示意图
中船703的GT25000IC燃气轮机初始设计性能为:
相比之下,中航606的QC185燃气轮机由于功率小,采用了两步开发。一是要提高QC185简单循环燃气轮机的压比和风量,使输出功率达到30MW左右。然后,通过中冷循环技术将燃气轮机的功率提高到40MW。根据606所的设计指标,QC185IC的功率约为40MW,热效率达到42.4%。目前,燃气轮机正在集团内进行试验和测试。
至于海军最终会选择哪一个,估计还要等几年才能知道。当然,从海军后勤保障的角度来看,中国造船的胜算更大。40MW级燃气轮机在中国海军中发挥着巨大作用。基于它的综合动力系统会产生大量电能,可以实现马院士的终极目标——高能武器(不仅仅是电磁炮)和综合动力。基于全能船。