大家伙儿都以为中国首款全燃驱动的055万吨大驱,以及中华神盾052CD的发动机用的是QC280燃气轮机,其实并不是,严格意义上应该叫GT25000,这是到底是怎么一回事呢?其实观众朋友们对舰用燃气轮机领域存在着比较多的误解,本期我就详细带大家了解中国军舰发动机——舰用燃气轮机的幸酸发展史,非常硬核。

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从发电用的重型燃气轮机、到驱动用的工业燃气轮机、航空发动机,舰用燃气轮机一般是从后两者改进而来的。中国国产舰用心脏来源于乌克兰,苏联解体后,1993年中国和乌克兰合作签订了一批UGT25000燃气轮机的大单,一共10台,其实就是个民用半成品,UGT25000还有个名字叫DA80就是军用的,当时迫于俄压力于是转给中国民用版本的生产许可证和技术文件,其实两者差别不大。中国为什么要引进UGT25000呢?一个是中国正在搞052C型中华神盾,装备了垂直发射导弹和相控阵雷达,这种先进的现代化军舰急需一个好发动机。另一个就是西方对中国禁运了LM2500舰用燃气轮机,上世纪中美两国关系正处于蜜月期,美国大方的允许通用卖了两台先进的LM2500给我国,用在了052型首舰112号哈尔滨舰上,让中国海军主力军舰第一次换上了燃气轮机,之前中国用的都是英美这些国家淘汰的不用的蒸汽轮机,后来1996年服役的113号青岛舰也用上了LM25000。

后来海军计划搞排水量6000吨的051B型167号深圳舰,正好欧美对中国实施军贸禁运,我们不能再买到LM2500,最后只能无奈的塞了两台落后的蒸汽轮机在里面,所以让很多军迷不爽的地方,就是落后的心脏拖着看起来现代化时髦的舰体。随着我国对海军的建设愈发重视,想要将现代化舰队规模扩大,就必须要实现燃气轮机自给自足,这就是中国要引进乌克兰UGT25000的原因。但是买回来的UGT25000又大又重,驱逐舰上每个地方都是寸土寸金,没法直接用在052驱逐舰上,UGT25000叶片也有点问题。于是在1998年中国军工开始了UGT25000国产化,中国船舶重工下属的703研究所、西安航空发动机和哈尔滨汽轮机公司三个单位联合研制,其中703所负责监制,但是图纸是和西安航空发动机公司共享的,后来用了近六年,2004年第一台国产UGT25000下线,被命名为GT25000,当时国产化达到了60%,直到2011年才实现了98.1%的国产化率,这也是中国成为继美英俄之后,全球第四个掌握大功率舰用燃气轮机的国家。

这里要提一下当时西安航空发动机由于也参与了国产化进程,GT25000刚开始是用于工业驱动领域的,西航于是想接过GT25000负责军用这一块,推出了QC280和QD280系列,这也是我们军迷常说的052CD上的发动机,但实际上GT25000和QC280基本是一样的,最终海军坚持使用了中船的GT25000作为军舰动力的。

相比于美国通用LM2500 19800千瓦的输出功率,GT25000甚至比它还高出44.9%的动力输出,为26.7兆瓦至30兆瓦间,而且GT25000的热效率达到了36%,跟LM2500的差不多,虽然GT25000各项指标非常优秀,但有一个缺点就是重量数倍于LM2500,但还好在保证热效率的情况下,几吨增重相对于军舰来说并无大碍。

其实中国舰用燃气轮机的发展不仅仅只有上面说的那些,早在1959年咱们就从苏联引进了M-1型燃气轮机,功率较小只装备在了护卫艇上。GT25000是中国第一台国产大功率舰用燃气轮机,而1961年上海汽轮机厂就搞出了中国首台燃气轮机,列装在了062型高速护卫艇上。后来我们又学西方,走航改发动机的路线,尝试将航空发动机改进为舰用燃气轮机,像我们将涡桨-6改装成了409型燃气轮机,被用在722型气垫船上。70年代,我国从英国引进了斯贝MK202涡扇发动机,并进行国产化后取名涡扇9,80年代我们在涡扇9的基础上搞出了GT1000,1993年才完成样机鉴定,当时的功率也仅有10兆瓦,这些燃气轮机功率太小都没法上舰,直到2010年我们才将基于太行发动机研制的QC185投入使用,这时的国产航改燃机才能用在军舰上。

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话说话来,全球范围内欧美老牌巨头搞的舰用燃气轮机水平是怎么样的呢?中国舰用燃气轮机在国际上是什么水准呢?首先舰用燃机实力最强的国家是英国,他们有着罗罗公司这样的航空发动机巨头,全球最大功率的舰用燃气轮机就是罗罗公司制造的MT30,最大功率可达40兆瓦,这里要提一下美国通用、普惠和英国罗罗三大航空发动机公司搞了个“联合先进燃气轮机计划”,主要就是将航空发动机改进成工业和船用燃机,成为全球最高水平的舰用燃气轮机。像普惠公司将PW4000改进为FT4000燃气轮机,单台功率达到47兆瓦,不过是用在工业驱动领域的。还有罗罗公司将给波音777配备的Trent 800涡扇发动机,就改型成了MT30舰用燃气轮机,2007年就实现了交付,如美国朱姆沃尔特号驱逐舰、西班牙高速货船就用到了MT30。还有通用在CF6-80C2航空发动机基础上研制的燃气轮机LM6000,功率达到了43至50兆瓦之间,热效率高达42%,这种大型燃气轮机装舰对象就是航空母舰。还有一个比较知名的舰用燃气轮机是美国西屋公司和英国罗罗搞的WR21,最大输出功率21兆瓦,热效率达到42%,是美国下一代主推的舰用发动机。

我们来看这张图,就很清楚的标明了WR21、MT30和LM6000的使用对象、功率和热效率。我们再看这张图,展示了全球典型军舰使用燃气轮机的型号,像美国提康德罗加级导弹巡洋舰、阿利伯克级导弹驱逐舰、日本金刚级巡洋舰、澳大利亚安扎克级护卫舰等都是用的各方面性能稳定优秀的老牌燃气轮机LM25000,全图望去,可谓是LM2500占了半边天啊!这里还要提一下日本石川岛播磨重工业,就是被授权生产LM2500的企业之一。

我国目前可以大批量生产比较先进的心舰用燃气轮机,但是技术积累和顶端设计暂时没达到欧美的高度。我们除了搞出了跟LM2500性能相当的GT25000,技术已经完全吃透了,还研制了QD128、QD70、QC185多款燃气轮机,而且中航工业606所早就完成了QC400技术验证机的试验,功率可以达到40兆瓦,中船703所在GT25000基础上也在搞40兆瓦级的舰用燃气轮机,今后也能根当今最强舰用燃气轮机一较高下。总体上说,中国舰用燃气轮机的水平基本跟欧美处于同一梯度,可以说是准一流水平,但也正在向着一流迈进!