Fly Knight/文
燃氣輪機和航空發動機具有重量輕、啟動快、功率大、汙染小、加速性好和可靠性高的特點。目前世界知名航空發動機已經進展到第四代輕型燃氣輪機了,例如2003年美國開始研製的LMS100航改燃氣輪機就傳承了 CF6-80C2/E1航空發動機和重型燃氣輪機技術,它的壓比高達42,效率更是提升至46%,可以說是大型水面艦船的首選動力。
航改燃氣輪機具有投資小、周期短、見效快、經濟效益高、可靠性高和使用維護便利等特點。燃氣輪機的工作過程是壓縮機從大氣中吸入空氣並壓縮,壓縮後的空氣進入燃燒室,並和噴入的燃料混合燃燒成為高溫燃氣,它會流入燃氣渦輪中膨脹做工,並推動渦輪帶著壓氣葉輪共同旋轉,高溫燃氣此時的做功能力提升明顯。
早在1940年代末,航空燃氣渦輪發動機就開始往其他領域應用。1950年,英國就成功將「海神」航空燃氣渦輪機改成艦用燃氣輪機,並在「勇士」號快艇上得到應用。
1960年開始,英美蘇都開始將各種類型航空發動機改裝成輕型燃氣輪機,並應用在工業發電、艦船推進,於是第一代航改燃氣輪機應運而生。典型的有奧林帕斯、埃汶、TF4等,當時的壓比能達到14,渦輪進口溫度能達到1050攝氏度,效率在30%左右。
後來在1970~80年代,航發廠商又在RB211、JT9D、JT8D、F404、PS-90A的基礎上衍生出壓比為20,效率在36%~42%的第二代航改燃氣發動機。1980~90年代,第三代航改燃氣走上歷史前臺,它主要在CF6-80C2、遄達、GE90、PW4000等基礎上研製而成,其壓比能達到25,效率為42%,渦輪進口溫度能達到1450攝氏度。
可以說航改燃氣發動機直接繼承了航空發動機的成熟技術,未來產品趨勢也會向熱力參數不斷優化,性能也會逐步提升。汙染排放量也會明顯降低,可靠性和維修性也不斷提高。可以說前景非常廣闊。