最高效率46%!大型军舰首选动力燃气轮机耗油率怎么样?

最高效率46%!大型军舰首选动力燃气轮机耗油率怎么样?

Fly Knight/文

燃气轮机和航空发动机具有重量轻、启动快、功率大、污染小、加速性好和可靠性高的特点。目前世界知名航空发动机已经进展到第四代轻型燃气轮机了,例如2003年美国开始研制的LMS100航改燃气轮机就传承了 CF6-80C2/E1航空发动机和重型燃气轮机技术,它的压比高达42,效率更是提升至46%,可以说是大型水面舰船的首选动力。

航改燃气轮机具有投资小、周期短、见效快、经济效益高、可靠性高和使用维护便利等特点。燃气轮机的工作过程是压缩机从大气中吸入空气并压缩,压缩后的空气进入燃烧室,并和喷入的燃料混合燃烧成为高温燃气,它会流入燃气涡轮中膨胀做工,并推动涡轮带着压气叶轮共同旋转,高温燃气此时的做功能力提升明显。

早在1940年代末,航空燃气涡轮发动机就开始往其他领域应用。1950年,英国就成功将“海神”航空燃气涡轮机改成舰用燃气轮机,并在“勇士”号快艇上得到应用。

1960年开始,英美苏都开始将各种类型航空发动机改装成轻型燃气轮机,并应用在工业发电、舰船推进,于是第一代航改燃气轮机应运而生。典型的有奥林帕斯、埃汶、TF4等,当时的压比能达到14,涡轮进口温度能达到1050摄氏度,效率在30%左右。

后来在1970~80年代,航发厂商又在RB211、JT9D、JT8D、F404、PS-90A的基础上衍生出压比为20,效率在36%~42%的第二代航改燃气发动机。1980~90年代,第三代航改燃气走上历史前台,它主要在CF6-80C2、遄达、GE90、PW4000等基础上研制而成,其压比能达到25,效率为42%,涡轮进口温度能达到1450摄氏度。

可以说航改燃气发动机直接继承了航空发动机的成熟技术,未来产品趋势也会向热力参数不断优化,性能也会逐步提升。污染排放量也会明显降低,可靠性和维修性也不断提高。可以说前景非常广阔。