船用燃气轮机技术发展路径[2009]2009年钜35鲲6号V01.35第6期Dec. 2090B/4B/4船舶燃气轮机技术发展途径（沉阳海军发动机专业代表处，沉阳1101５） 摘要：本文分析了国外舰船燃气轮机的发展现状、趋势和技术途径。情况，提出中国船的策略，即走策略：舰改型：舰道路：舰：舰舰舰舰船燃气轮机燃气轮机；；航空航空航空航空发动机发动机发动机； （ｃｈｉｎａ）基于呈现。
5tat 珊瑚 wh 扩展名 ^ 衍生自 theaeeroe/lg/ne？航空发动机；航空衍生物；在新建船舶中，除个别小型船舶外，均采取全部柴油动力部分自主研制、飞机同时改装的发展路径。 1960年代，英国海军部率先宣布，英国所有未来的船舶燃气轮机都将走飞机改装的发展道路。此后，西方各航空发动机公司纷纷将飞机技术转移到船用燃气轮机上中国最大的舰用燃气轮机，并直接从成熟的航空发动机改装中衍生出轻型船用燃气轮机。航改型船用燃气轮机依托航空发动机技术资源，取得了投资少、周期短、见效快、效率高、经济性好、可靠性高、使用维修方便等效果。西方国家的船舶燃气轮机主要由两大航空发动机GE和RR组成。介绍船舶燃气轮机功率大，安装在室外，其余为全燃料或柴油动力装置。燃气轮机在大中型水面：船舶动力中占据主导地位，其中：体积小、重量轻、启动快、加速和机动性好、寿命长、操作简单、维修方便、工作可靠、油耗低、水低频噪声低、箱体更换迅速、功率范围宽等优点，有效提高了舰艇的战术技术性能，大大提高了舰艇的航速。目前，世界各国海军服役的舰船绝大多数采用全燃动力或柴油联合动力装置。
安装范围包括航空母舰、巡洋舰、护卫舰、导弹艇、猎潜艇、鱼雷艇、登陆艇、潜艇支援舰，破拆应用已成为海军现代化的重要标志。船用燃气轮机多由航空发动机改装而成，主要由GE和RR公司生产。通过分析国外先进船对船燃气轮机的发展情况，提出我国船对船燃气轮机的发展战略。国外船用燃气轮机的发展：现状与趋势 国外船用燃气轮机的发展开始：1940年代，首先通过L：公司的开发和生产，主要是航改型燃气轮机，万方数据，2009年第35期、第6期, V01 .35No, 6Dec. 2009年有LM250０、SM1C、501K、WR-21、高推重比设计的发动机。与传统的地面燃气轮机相比，更容易满足船舶动力装置的综合性能要求。自涡轮机投放市场以来，已售出 2,000 多台。在应用领域，LM2500的总运行时间已超过4107MT-30等，在数量和型号上均占优势。西部船用燃气轮机按功率等级分为小型、中型和大型三个等级，功率分别在10MW以下、15-25MW、25-40h以下；在船舶应用方面，开发了LM2500和3款国外典型的船用燃气轮机，最典型的例子是GE公司生产的LM2500船用燃气轮机。
3.1 LM2500+燃气轮机总运行时间已超过5107h。这一切都得益于其成熟的飞机基础，也得益于LM2500燃气轮机采用先进且不断发展的航空发动机技术不断升级和改进。 3.2MW。表 1 列出了每个功率等级的典型船用燃气轮机概览。各种功率等级的燃气轮机可与柴油机等其他动力装置组合使用，满足船舶的动力需求。从西方国家舰船动力的发展来看，随着排水量的增加、自动化程度的提高以及携带武器的不断发展，舰船所需的动力也越来越大，军舰对驾驶的要求也越来越高设备。未来10到20年，外国舰船将采用更多高性能武器、探测设备和电子设备。例如，美国新航母拟使用的电磁弹射器平均电功率为10MW，未来电磁炮的平均电功率为5.-10MW，相控阵雷达所需功率同样是1万亿 WR-21燃气轮机 WR-21燃气轮机是在RR的RB21l和TRENT航空发动机的基础上，在简单循环发动机的结构中引入中冷和热回收技术而研制的。的。在典型的美国海军舰艇运行模式下，与简单循环燃气轮机相比，WR-21 燃气轮机可以节省 25% 或更多的燃料。在 30% 的工作条件下。效率可达41.16%，接近中高速柴油机LM2500系列燃气轮机。 LM2500燃气轮机由TF39CF6-6航空涡扇发动机改装而成。
图1为LM2500燃气轮机与TF39发动机的结构对比。图1 LM2500燃气轮机与样机的结构对比水平可单独替代柴燃联合动力加载级。这些都需要大功率、高功率密度的电能保护，直接推动了大功率船用电站的发展。航改燃气轮机继承了航空LM2500燃气轮机中国最大的舰用燃气轮机，从1968年开始研制；进行了原型测试；它于1975年7月安装在DD963舰上并交付给美国海军。此后又进行了一系列改进，开发了多款机型，衍生出LM2500+。 LM2500+（排量。中冷再生循环不仅可以大幅度提高燃机在额定工况下的效率和功率，而且在大多数功率工况下显着提高机组的经济性。另外，紧凑高效的换热器低- WR-21燃气轮机的压气机、高压压气机和低压涡轮由RB211-535E发动机改装而成，高压涡轮由RB211-524G/H发动机改装而成，动力涡轮取自特伦特发动机低压涡轮，增加了变面积叶片；燃烧室由斯贝船三个功率等级的典型船用燃气轮机改变。燃气轮机LM2500LM2500+LM2500+的发展历史C、440500139.147370/39.3等性能改进的船用燃气轮机已形成系列化发展谱。
LM2500系列燃气轮机的发展历程如表2所示。来自LM2500燃气F6j | 霍雨浮睡zE。 MT30燃气轮机除了LM Island 2500 New+燃气装置的低排放燃烧和窒息，适用于盐雾环境和含硫量高的燃料外，还保留了原航空发动机的部件到最大程度（TrentS00发动机80%的通用部件，如网状设计，燃气轮机和Tay航空发动机大修间隔为12000。WR-21燃气轮机的结构和循环如图2所示。 4 发展现状与战略 中国海军燃气轮机的发展从 1958 年至今已有 50 多年的历史，经历了模仿、自主的过程。在燃气轮机领域，我国面临的主要差距如下（１）应用数量少，使用成熟度低。燃气轮机的应用不仅y 落后于世界海军强国，但与日本、印度、韩国等周边国家也有很大差距。 （２）燃气轮机装备体系尚未形成，不能满足海军装备的发展需要。目前我国可用于装备的燃气轮机还远远不能满足各种舰船的发展需要。海军舰艇类型，在燃气轮机性能和可靠性方面也与海军并驾齐驱。大国差距明显。中国海岸线长。随着全球经济一体化进程的推进和复杂在国际形势下，迫切需要提高中国海军舰艇的性能。
众所周知，国防武器装备中的动力系统是制约装备整体作战性能提升的瓶颈技术，各国对此都非常重视。严禁出口其核心技术。因此，为防止船舶动力受制于人，有必要开发具有完全自主知识产权的船用燃气轮机。在海军燃气轮机的研制中，西方国家经历了自主研制和机舰改装，整机寿命达到10小时。 24,000 MT30 燃气轮机是美国海军 DD(x) 多用途驱逐舰综合动力系统 (IPS) 丁诚开发模型的动力装置。迄今为止已完成的初步测试包括功能测试、耐久性测试、组合功能和耐久性测试、2WR-21 燃气轮机结构和循环测试、性能和控制系统测试以及机械性能测试。 MT30燃气轮机是RR公司！从国外成熟的Trent800涡扇发动机改进型船用燃气轮机的发展情况来看，研制额定功率达36MW、热效率的船用静音型燃气轮机的主要技术途径如下。高达39.8，TM30燃气轮机配！ （１）船用燃气轮机与遄达800发动机的对比大致如图3所示，由航空发动机改造而来，显示的是核心发动机。没有大的改动，只是自适应改动不同用途，降低成本，缩短周期，降低开发风险。（２）在可靠成熟的航空发动机核心发动机基础上，进行系列改进，形成不同性能的燃气轮机。与T-par n-distillation 00发动机相比功率水平。在确保高可靠性、高效性和可靠性的基础上，船用燃气维护工作稳步有序推进。
MT30燃气轮机的设计；涡轮机的整体性能。除了添加必要的海军涂层； （３）采用了先进的热循环。万方数据的发展路径，但最终选择了飞机和船舶改装的发展模式。仔细分析原因，将有助于中国海军燃气轮机业务的发展，2009年第35期Transcript No. 6 V01.35No.6Dec.20 09. 海军燃气轮机行业和航空发动机行业都是资金密集型、技术密集型、人才密集型产业，需要大量的国民因此，航空业一直被各国奉为“工业之花”，船用燃气轮机和航空发动机的设计技术是一样的，国外的船用燃气轮机供应也是一样的，上都是航空发动机的制造商。主要原因是以船舶燃气轮机最关键的技术为动力，具备批量装备能力，培养了一支管理经验丰富、技术水平高的科研队伍，攻克了无休止的航空。该发动机的关键技术积累了宝贵的经验，为飞机和船用的改进提供了强有力的技术支撑。中国航空工业集团公司从事工业燃气轮机航空发动机改装工作历史悠久，改装燃气轮机遍布全国。在各个行业发挥了巨大的作用，功率范围覆盖100kW-110MW。如WR10０、QDIO和燃气轮机已按计划研制成功并通过技术鉴定。在此基础上，研制出一系列中档、大功率船用燃气轮机。
中航工业的发展历程表明：以飞机为母机的机到舰转型之路，既是提速省钱之道，也是发展低风险船用动力装置发展之道小路。 5 结语 本文通过对国外舰用燃气轮机发展的分析，结合我国的具体国情和燃气轮机的发展现状，认为我国船用燃气轮机的发展应走航空改装的道路。也是由船用燃气轮机的技术特点决定的。走舰载燃气轮机航改的道路，可实现设计、加工、试验资源共享，减少研发资金投入，缩短研发周期，降低安装后采购和保障成本是适合中国国情的发展模式。 ——核心引擎的研发难度极大。一台综合性能可靠的核心发动机，往往是通过数以千万计的各种试验和飞行小时数获得的。核心发动机技术只有少数大型航空发动机公司拥有。并且外界被严格封锁。建国以来，白先生在航空事业上投入了巨额的科研经费。依托国家对航空发动机的巨大支持，中航工业先后定型了“昆仑”、“太行”等高性能航空发动机WJ5AIG２、WJ6G等燃气轮机。特别是由高性能太行发动机核心发动机衍生的QD7０、QD70A等工业燃气轮机，综合性能居世界先进水平，已在示范电站投入运行；在昆仑发动机核心发动机的基础上衍生的QDl2S工业燃气轮机一次连续运行超过7000小时，初步具备商业运行条件；小动力船dE?tE?Man E?lt?lt?tt?tl衍生自太行发动机悦图（上接）G Sa (3.462lO-earn s4".27410-20S: 2--1.02210'bos+节日时间变化不大，三种情况下的静态误差变化很小，分别代表仿真模型验证了3个0.024参数的初始值，检查了工作稳定性和动态性能是否系统能满足要求，设计参数通过反复调试达到最佳效果。
针对航空发动机，此设计方法修改为 10.2.80810。 ９）/(3.806lo..s5+20 58i0.'s.+8.328lo.983".20910.6006s2+o.005273s+11 极点值为10'(-0 31374.6631i,-0.0210,- 0. 01470.0742i)，但忽略传递函数中相对较小的系数，可以将系统简化为一阶模型。传递兼顾动静态性能，最优K.值为25.10.N/ m. 类型与设计 具有参考应用价值 参考文献 [1] 王丹丽, 赵燕, 邱志平. MATLAB 控制系统设计仿真应用[MI. 北京: 中国电力出版社, 2007. [21 宋志安. 分析与设计基于MATLAB的液压伺服控制系统研究[m1.北京:国防T工业出版社.2007.结论(１）以P'压力测量装置为例,提出一种非线性液压机械系统的设计方法.在分析系统工作原理的基础上，建立了非线性动力学模型和线性动力学模型。(２）Accordi根据设计工作要求和稳态平衡关系，得到关键设计函数G(s)=02.00.80582xde 1i0d。 K ．取不同值时，单位阶跃响应如图 6 所示。从图中可以看出，随着 K 的不断增大，系统的超调量变小，船用燃气轮机的发展轨迹万方数据调整技术 : 标题: 英文标题: 引文: 张忠文, 张忠文 沉阳海军发动机专业军事代表处, 沉阳, 110015 Aeroengine AEROENGINE 2009, 35 (6)1 中冷器燃气轮机发展现状[期刊论文] - Aero Engine 2010 (3) 链接到本文：
