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辽宁舰启动发动机需10小时 为何055驱逐舰只要1分钟?

2020-03-25 14:04来源:科普中国-军事科技前沿

军事问答

  网友提问:

  据说“辽宁”舰启动发动机耗时10个小时,055驱逐舰只要1分钟,为什么差别这么大?

  专家解答:

  这是因为动力装置不同,前者采用的是蒸汽轮机。目前,海军舰船主要使用的动力装置主要有蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机,以及混合动力等,各有千秋。水面舰艇采用何种动力方式,取决于技术能力、舰船的吨位、对机动性的要求等等。 20世纪七八十年代以前,国外海军除了一些航母和巡洋舰以外,大型水面舰船大多采用蒸汽轮机动力装置。锅炉把重油燃烧的热能传递给水,将其烧成高压蒸汽,然后蒸汽轮机将水蒸汽的动能转换为动能。舰船起航前首先要启动锅炉烧水,所以需要的时间较长。蒸汽轮机的特点是:技术成熟,可靠性好;单机功率大、振动小噪声低,但启动时间长,热效率较低。

“库兹涅佐夫”号航母

  ▲ “库兹涅佐夫”号航母“浓烟滚滚”,其原因正是蒸汽轮机动力系统中,锅炉内的燃料燃烧不充分 “辽宁”舰原设计就是使用蒸汽动力,所以复建时保留原来的动力方式。就我国的实际情况而言,采用蒸汽动力是合理的选择。另外,舰船在处于战备值班期间,锅炉是不熄火的,这时出航并不需要花费“10个小时”。

辽宁舰

  ▲ 远航归来的“辽宁”舰,动力来源为舰上的蒸汽轮机

  相比蒸汽轮机,燃气轮机的启动速度快很多。它的基本结构和工作原理与航空发动机接近:涡轮压气机连续地将空气送入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,形成高温燃气;燃气进入燃气涡轮做功,带动涡轮叶片旋转的同时,也带动旋转轴,把动力传递给齿轮箱、螺旋桨。因此它一旦点火,立刻就能产生动力,装备燃气轮机的舰船启动非常快。燃气轮机体积小、重量轻、功率大、机动性好、运行平稳、操作简单。

提康德罗加级巡洋舰

  ▲ 美国“提康德罗加”级巡洋舰上的水手维护LM-2500型燃气轮机

  目前国外大中型舰船,约80%装备燃气轮机。它的缺点是制造工艺要求高、油耗高,制造和运行成本都比较高,使用寿命比蒸汽轮机短。柴油机,启动速度也比蒸汽轮机快,最大功率不如蒸汽轮机、燃气轮机,但油耗则比燃气轮机低,经济性最好。为了节省使用成本,现在国外新服役的一些驱逐舰不再使用全燃动力方式,而是柴-燃或燃-电联合:巡航时使用柴油机或推进电机,需要高速航行时开启燃气轮机,或两种动力装置一起使用。

  侯建军:原海军装备研究院某研究所研究员。长期从事外国海军装备发展研究,曾获国家科技进步二等奖1项、军队科技进步二等奖4项,国防科技信息研究成果一、二等奖多项,被评为国防科技信息事业50周年优秀工作者。曾参与《军事百科全书·海军装备分册》的编撰,著有《未来美国海军》《航空母舰的“天灾人祸”》等30余部科普和专业著作。

  作者:侯建军

  策划:金赫

  监制:光明网科普事业部

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