珠海航展開幕在即目前各類展品已陸續開始布展。在布展現場的一款R0110燃氣輪機,其輸出功率可達114MW,可能將會被用在未來的中國航空母艦上。
在R0110母型機基礎上,可以實現 60兆瓦、160兆瓦與200兆瓦以上系列燃氣輪機組。據悉,R0110艦用型號論證工作已經開展,可以作為中型常規動力航空母艦的主動力。
新聞延伸:隨着最近國產航母的信息披露,中國自行研製的艦船用燃氣輪機、核動力系統受到了人們格外的關注。有讀者常問,現在的民船都很大,超級油輪有30多萬噸,軍艦尤其是航空母艦,為什麼不能用超級油輪的發動機?
最近幾十年,由於海運繁榮的需求以及造船技術的發展,一些民船的噸位越來越大。比如運送原油的超級油輪(VLCC)入門標準是30萬噸級,這個數字只是表示它的載貨能力,加上船體的自重,30萬噸級VLCC的滿載排水量達36~37萬噸。相比之下,當今現役最大的航空母艦,滿載排水量也才10萬噸出頭。但為什麼各國建造的航母,都沒有採用超級油輪的發動機?這要從現代民船發動機的特性談起。
民船要投入商業運營,因此經濟性是民船設計時首先要考慮的因素。民船的發動機要省油、造價和維護費用也是越低越好。而且,為了進一步降低成本,除非是運送應急生鮮貨物的商船,普通的商船航速都較慢。比如廣州龍穴造船廠2010年建造的“新埔洋”號VLCC,運載能力為210萬桶(30.8萬噸),滿載航速僅15.7節。一般30萬噸的VLCC主機功率只有4~5萬千瓦,相比之下,6萬噸的遼寧艦,最高航速超過30節,主機功率達15萬千瓦,等於3~4艘VLCC的主機功率總和。
不過可能也有人會問,在航母上安裝幾台VLCC的主機行不行?確實,航母上一般安裝多台主機,而現代大部分商船,包括30萬噸的VLCC,採用的都是單主機推進。但這實際上也是很難辦到的。
現代航母的動力系統,一般有燃氣輪機、蒸汽輪機、核動力(實質上是核鍋爐的蒸汽輪機系統),而現代VLCC的動力系統為大型低速柴油機。之所以要低速化,是為了使發動機轉速接近螺旋槳的理想轉速,簡化船用變速箱的結構。之所以大型化,是因為要想讓柴油-空氣混合物在氣缸里充分燃燒做功,柴油機的活塞運動速度不能太慢,但又要保證柴油機的轉速很低,那麼唯一的辦法就是加大氣缸尺寸。此外,海運公司也希望在一艘上只安裝1台主機,這樣可以縮減建造成本和發動機維護成本,這樣就必須讓單台柴油機的功率達到很大,才能驅動30萬噸的商船。
大型船用低速柴油機的體積到底有多大?我們看圖就能獲得一個直觀的印象。VLCC使用的低速柴油機全重近千噸,高十幾米,柴油機上的一條曲軸全長就達16米,重200噸。低速柴油機單機功率驚人、效率高,而且巨大的氣缸“不挑食”,各種劣質柴油、重油都可以燒。但現役航母——即便是全長超過300米、排水量10萬噸的尼米茲級,它的動力艙室無論如何是放不下這個“大傢伙”的。而且,低速柴油機的啟動慢、功率轉換慢,也不符合航母動力系統的技戰術要求。