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拥有世界最大马力的发动机,为何无法在军舰上使用?适合最重要

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文|123军情观察室

就绝大部分人来说,对发动机的认识恐怕大多停留在诸如美国人发明了蒸汽机、汽油发动机是4冲程爆燃式、柴油发动机是2冲程压燃的这样的认识上。的确,在我们的日常生活中所能接触到的发动机大多属于小型汽/柴油发动机,那么大型装备呢?比如船舶、飞机、发电机组?恐怕很多人都不太了解,特别是船用发动机在当今这个技术条件下实际上分化出了很多品类,比如说军用舰艇和民用船舶使用的发动机乃至动力组合就很不一样。

就实际应用来说,无论是汽油发动机还是柴油发动机都属于往复式发动机,目前最常见,应用也最多,而世界上最大的往复式发动机是什么样的呢?

图1 柴油机属于压燃往复式发动机

芬兰瓦锡兰公司生产和制造了世界上最大的往复式发动机-RT-flex96C型柴油发动机,这种低速大功率柴油发动机采用直列气缸设计,单缸容量1810升,6至14 缸可选配置,14缸最大输出功率可达8万千瓦,换算成马力就是10万马力。实际上在中大型民用船舶上,类似RT-flex96C型柴油发动机的低速大功率发动机占据着统治地位,在小到1万吨、大到40万吨的中大型民用船舶上,直接配合大直径螺旋桨使用的低速大功率柴油发动机可以将大型民用船舶推进到27-30节的速度上,而且有着热效率高、燃油消耗率低、使用寿命长的优点。

但是,恐怕很多人都知道,在军舰上,几乎看不到大型柴油发动机,小型军舰多采用经济性较好的高速柴油发动机,中大型军舰上一般都是燃气轮机或者燃气轮机和柴油机交替,联合使用,那么为什么民用船舶上惯用的低速大功率柴油发动机无法用在军舰上呢?

图2 庞大无匹的RT-flex96C型柴油发动机

说起原因主要有两方面,一来,类似RT-flex96C型柴油发动机的低速大功率发动机体积极为庞大,而且多为一体化设计,像RT-flex96C发动机整机长26.59米、宽13.5米,重达2300吨,而军舰作为海上作战的主要平台,9000吨级大型驱逐舰的宽度也不过20米左右,这就意味着要把整体式的RT-flex96C发动机塞进去就要设计一个庞大无匹的发动机舱,对重视抗沉性设计的军舰来说,这样的方案根本无法接受,而且单台发动机作为主机也就意味着没有冗余备份,一旦停摆,军舰就只能被动挨打;另一方面这种低速大功率柴油发动机转速很低(20-120转/分钟),它的动力要配合大直径螺旋桨使用,那么大直径螺旋桨有多大呢?直径接近10米!而且这类发动机的加速启动性比较差,无论就螺旋桨直径还是战术需求上来说都无法应用于军舰。

图3 军用燃气轮机大小相宜

实际上就现代军舰的动力配置来看,燃气轮机或者燃气轮机和柴油机交替使用的设计先让更为使用。以西方海军中大型舰艇几乎通用的LM-2500-30燃气轮机为例,这种长8米、宽2.7米、高3.1米,自重6吨左右的燃气轮机大小适宜,中型舰艇2台、大型舰艇4台即可满足军舰对最大速度、加速性能、启动性能的要求,而且多数舰艇还会配置用于巡航的高速柴油机,不但节省燃料,而且同军舰水密隔舱比例高的特点吻合,更适合军舰使用。(月影)

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