055蕴含的思想解放:发挥动力在装备设计中的决定性作用

曾经流传这么一句话:一架战斗机的性能好坏并不决定于飞机设计师,而是取决于发动机设计师,这个论断放在驱逐舰身上也同样适用,QC280发动机就在很大程度上决定了055型驱逐舰的基本样貌。

055型驱逐舰第三艘大连舰的入列仪式


055所用QC280燃气轮机源自乌克兰八九十年代研制的UGT-25000,它的功率、燃气初温、热效率要比LM-2500早期型好,但是重量、体积要明显大于后者,另外在可靠性、可维护性方面也不理想,但这些都是苏系发动机的通病,对我国的战舰设计影响较小,真正有决定意义的还是UTG25000的功率水平。

乌克兰UGT25000燃气轮机


UGT25000的单机功率为36000马力,即26.7兆瓦,这是一个比较高的指标,美国伯克级的LM-2500-30燃气轮机单机功率才22500马力。正是这个功率水平对055型驱逐舰的设计产生了决定性的影响。这主要体现在以下三个方面:


一,决定了055只能采用四台燃气轮机。现代战舰常用的动力布局方式是双轴推进,意味着只能采用两组或四组动力装置。更重要的是QC280并非我国自行研制,而是由UGT25000研仿而来,我国并不完全掌握其原始设计资料,通过改进短时间内大幅度提高功率是非常困难的。这就决定了我国驱逐舰只有两个选择:


要么设计两台燃气轮机。这个思路形成了052C/D系列,它们的满载排水量在7000吨左右,与8300吨的伯克级形成了的一定落差,这倒问题不大,它们虽然小了点,却用柴燃组合动力带来了更大的续航力。

052D型驱逐舰


要么设计四台,这种配置至少现在还看不出毛病,但在未来055升级全电动力系统的时候,每台燃气轮台要分别驱动一台大容量发电机,然后再用它们发出来的电供应四台超大功率的电动机驱动螺旋桨,发电机和电动机的功率都在八九十兆瓦左右,周边的冷却等支持系统也小不了。因此,055若向全电动力方向升级,不仅会面临系统庞大的问题,总体复杂性也会增加。世界上做到全电推进的主力舰只有英国的45型和美国的朱姆沃尔特级,但它们都只用了两台燃气轮机,四台燃气轮机的055要做到这一点,难度只会更大,所以必须用吨应来保证足够的改进空间。

英国45型驱逐舰


二,决定了055只能采用全燃动力。在055已经有四台燃气轮机的情况下,若再用柴燃动力组合就太过复杂了,它毕竟比不了排水量4万多吨的075型两栖攻击舰,况且还是8台不同型号的发动机,光是减速器和传动系统及管线的兼容设计就是一个大难题。


因此,055采用了全燃联合动力方式( COGAG),它是一种由两组燃气轮机交替或同时驱动传动轴的动力配置方式。 通过传动轴及离合器,该系统可以选择使用任意一组燃气轮机,或两组并车同时驱动。

055型驱逐舰首舰南昌号


三,决定了055型驱逐舰会拥有创纪录的吨位。QC280体形庞大,其长度为10米,宽3.8米,高3.4米,装四台的情况下,在空间局促的水面舰艇上已经非常可观了。


另外,QC280还继承了苏联发动机油耗大的通病,再加上燃气轮机本身就比柴油机耗油高。燃气轮机怠速或者加速时效率很低,油耗极高,尽管它在高速稳定运转时,油耗相对较低,却无法长时间满负荷运转,且此时的绝对油耗仍然不低。如055型驱逐舰以15节速度巡航时,续航力仅4000海里。而美国伯克级驱逐舰却是20节/4000海里,这源自于UGT25000有着比LM2500更大的低工况油耗。因此,055还需要带更多的燃料。这样一来,造就了它13000吨的满载排水量。


但这也是符合世界范围内主力军舰大型化趋势的,朱姆沃尔特级就有15000吨的排水量。因为更大的导弹需要更大的垂直发射装置,多面阵的双波段乃至多波段雷达也需要更大的空间去容纳它们的天线和液冷系统,未来的能量武器也需要很大的储能装置。

通用垂直发射装置有大型化的趋势


另外,052D以7000吨的排水量设计了64单元垂直发射装置,而吨位相近的英国45型驱逐舰却仅有48单元,因此,限制了舰内官兵的活动空间,这方面055型驱逐舰应有很大改善。

052D型驱逐舰内部


军舰的设计同发动机一样,真正核心的部件是发动机,它甚至比整个舰体还重要。055的设计表明,发动机是附庸的固有观念在我国已经被彻底打破。如果早做到这一点,涡扇6就不会因为歼9的下马而夭折,而会成长为一种新型战机的心脏。

你可能感兴趣的:(055蕴含的思想解放:发挥动力在装备设计中的决定性作用)