军舰使用的发动机有哪些?军舰使用的发动机有哪些种类

2023-05-29 08:39:13 文章来源 :网络 围观 : 评论

  

军舰使用的发动机有哪些?军舰使用的发动机有哪些种类

  

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军舰使用的发动机有哪些?军舰使用的发动机有哪些种类

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  军舰可以采用的发动机种类、发动机组合模式是很多的,用什么发动机、采用什么发动机组合模式和军舰的吨位大小、对航速的要求、主要作战任务有直接关系。

  一般来说,如今的军舰动力系统主要分为蒸汽动力、柴蒸交替动力(CODOS)、柴燃动力、燃燃动力(COGAG)、全电推进系统等这几种。

  其中蒸汽动力系统使用的发动机当然就是蒸汽轮机。以中国的051型驱逐舰为例,它就是采用蒸汽动力系统,装备四台锅炉和两台453型蒸汽轮机,总功率约为7万2千马力,某艘051型驱逐舰曾经在试航中飙出过38节的高航速。和其他动力系统相比,蒸汽动力存在体积重量大、管路设备复杂、备航时间长、动力响应迟缓等缺点,所以逐步被其他动力系统取代了。

  柴蒸交替动力(CODOS)顾名思义就是同时装备蒸汽轮机和柴油机,两者交替使用。鉴于两种发动机的特性不同,采用柴蒸交替动力的军舰在巡航时使用省油、响应快的柴油机,在需要高速航行时则启动功率更大的蒸汽轮机,保证军舰能达到最高航速,柴蒸交替动力是比较少见的。

  柴燃动力则是指军舰同时装备了柴油机和燃气轮机。其中燃气轮机是如今最为常见、最为优秀的一种舰艇动力系统,它的优点恰恰对应了蒸汽轮机的缺点。凭借着体积小、重量轻、功率大、启动响应快、维修便利、可靠性高等优点,燃气轮机成为了现代舰艇最青睐的动力系统。

  不过,燃气轮机的研发,制造技术难度很高、价格高昂、油耗较高、燃油经济性较差,所以一般国家、一般军舰都不会全部采用燃气轮机。为了经济实惠,很多军舰都增加柴油机。军舰在低速巡航航行时,使用经济性好、耗油较少的柴油机,高速航行时则启动功率强大的燃气轮机来快速增加动力,实现了较长续航力能力和高航速要求的完美结合。

  燃燃动力(COGAG)是指军舰全部采用燃气轮机,上面已经说了,燃气轮机固然非常先进,但是也存在着价格高昂、油耗大等问题,所以能够采用燃燃联合动力(COGAG)的军舰往往不是等闲之辈,一般是大型主力作战舰艇才能享受到这种待遇。

  全电推进系统的军舰装备的发动机仍然是燃气轮机等传统发动机,只不过是取消了传动轴,由燃气轮机等发动机带动发电机发电,供应电力给电动机,电动机直接带动舰艇螺旋桨旋转,全电推进的确是目前全球最先进的舰艇推进方式,不过目前它还没有完全成熟,性能优势不是非常明显,大规模推广仍尚需时日。

  军舰发动机归根结底主要有两种,第一种是外燃机,也就是第一次工业革命时的成果,由于煤炭的利用催生出改良的蒸汽机,并且随着时代的发展由最初的蒸汽机改良为蒸汽轮机。第二种是内燃机,这是第二次工业革命时期的产物,由于这时开始利用石油,而提炼石油时由于纯净度不同分离成纯净度最高的汽油、次之的航空煤油、再次的柴油、最后剩下的残渣就是重油了,所以俺按时间顺序出现的发动机也就是汽油机、柴油机、燃气轮机。这些都是属于内燃机,但军舰一般不会使用汽油机做发动机。

  所以现在的军舰要么是使用蒸汽轮机,要么就是使用柴油机和燃气轮机这三种,而发展到今天内燃机已经成为1万吨级左右的军舰的动力首选,如果穷一点的就使用柴油机,而且这两种发动机是可以组合搭配的使用的。而燃气轮机的优点在于体积小、启动速度快噪音低,但是油耗大,而相比之下柴油机的优势在于油耗没那么大,有利于远程经济巡航,而且对恶劣环境的适应强,就算轮机舱进水,发动机泡在水里发动机依然会不停的工作,而燃起轮机是不可能的。

  而像2万吨级一下的军舰一般不会使用蒸汽轮机这种外燃机,因为它的锅炉和气缸是分开,而且体积非常大,而且启动速度慢,因为把几百吨的锅炉水烧开至少也得半个小时以上,而且噪音非常大,所以一般只有航母这种大体积的军舰才会使用。现在4万吨级以上的航母,除了英国用燃气轮机和柴油机的组合外无一例外是使用蒸汽轮机,因为它的输出功率大呀,能让10万吨级的航母跑到30节以上。而且发动机也不挑食,无论是煤、汽油、柴油、煤油、重油、豆油、花生油等,只要是能烧的着的东西它都可以用。

  军舰因为空间较大,对于动力设备都有备份,使用的都是机轮组,所以没什么几部发动机的问题。目前有军舰使用的动力主要有三种联合动力装置:汽轮机+加速燃气轮机(COSOG或COSAG),柴油机+加速燃气轮机(CODOG或CODAG),燃气轮机+加速燃气轮机(COGAG或COGOG)。三种动力方式的特点及优劣如下:燃气轮机体积小,质量轻,功率大,但是油耗相对较高,尤其是低速时效率很低,对于进气排气有严格的要求。柴油机功率密度相对较低,转速低,高转速时振动噪声都很大,体积也偏大,但是油耗低,进气排气设计简单。为了一定程度上综合两者的优点,在满足使用功率的情况下,出现了柴燃交替和柴燃联合动力的形势。交替就是柴油机负责军舰低速时的动力,高速航行必须启动大功率的燃气轮机,此时柴油机是不参与驱动工作的。而联合低速航行时也用柴油机,高速时加入燃气轮机,柴油机继续工作。

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