說說艦船動力源
■王 憲
最近,世界一些國家陸續有包括航母在內的艦船下水,引起網友廣泛關注。有人發問:「看起來威武帥氣的艦船,動力源頭在哪裡?」今天,就讓我們專門談談這個問題。
19世紀初,隨著美國第一艘蒸汽輪機動力裝置戰艦「德莫洛戈斯」號的出現,世界上第一個應用熱力發動機的艦艇動力裝置宣布誕生。進入20世紀後,雖然柴油機、燃氣輪機動力裝置陸續出現,但蒸汽輪機動力裝置具有單機功率大、壽命長、可靠性高、可用劣質燃料等優點,深受艦船市場的歡迎,因此仍廣泛應用於大、中型水面艦船上。
隨著現代軍艦對動力標準要求的不斷提升,蒸汽輪機動力裝置啟動時間長、機械設備和管路系統複雜、經濟性較差等短板開始遭到「嫌棄」,同時也遭受新興技術的猛烈衝擊,20世紀進入下半葉以來,蒸汽輪機動力裝置的使用率逐漸下滑。
「啟動速度快、動力強勁、耐用性強。」由於柴油機動力裝置具有這些優點,它已伴隨各型軍艦走過100多年的歷史。與使用汽油作為燃料的汽油機相比,柴油機具有更大的扭矩和動力,且相關技術十分成熟,在常規動力中佔有重要的一席之地。
號稱在世界軍艦中技術水平「最先進」的燃氣輪機動力裝置,具有功率大、體積小、質量高、故障率低等特點,其聯合動力系統可有效降低油耗,消耗較少的燃料而產生較大的動力輸出。但燃燒昂貴的蒸餾油,也使其應用成本居高不下。據悉,2017年服役的英國「伊莉莎白女王」級航母使用的就是英自行研發的MT30燃氣輪機。
航海界曾有人調侃:「在海上,只有扛不住的水兵,沒有扛不住的航母。」核動力航母可持續航行長達幾年超強續航和持續戰鬥能力,就是源自動力裝置核心處的「小太陽」。使用核動力裝置,可節省大量用於搭載航海燃油的載重量和寶貴的艙體空間,省下部分可用於搭載更多裝備物資和改善船員生活的空間。同時與傳統渦輪機相比,它不需要設計過於複雜的進排氣管道,沒有進排氣管道的航母整體強度更高、抗打擊能力更強,而且不會產生廢氣,可減少對艦上電子設備的腐蝕,更為安全清潔。
可是「尺有所短」,強大的核動力裝置讓人「很不輕鬆」:為了防止核洩漏,其動力艙設計複雜,燃料更換困難,防護等級要求也更為嚴格。同時,由於長時間高強度運轉,保養水平要求極高。
「從前以常規、核動力系統為主的時代怕是要成為過去式了!」如今,開闢「新紀元」的則是綜合全電力推進系統。它的橫空出世,迅速成為艦船動力系統的一個新的發展方向。「全電力」大大減少了專門用於產生動力的柴油機或燃氣輪機的數量,把艦船動力、電力系統進行整合優化,將所有的機械能都用來發電,而後再通過計算機進行精準分配。與傳統推進系統相比,它的艦艇動力效率更高、更節省燃料,並且會大幅降低噪聲,為艦船提供強大持久的電力供應,從而能保障大型耗電設備更高效地運行。
來源:解放軍報