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2024年12月,我国公开展示了新一代30兆瓦、40兆瓦级的燃气轮机。不得不说,随着新一代燃气轮机的出现,对我国各种主力舰艇的发展,提供了全新的动力选项。目前,我国各种舰艇,普遍使用CGT-25系列燃气轮机。如果我国新一代主力驱逐舰,采用了4台CGT-40M燃气轮机,满载排水量达到了2万吨,丝毫不用奇怪。

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美国阿里伯克3型驱逐舰

首先,我们聊聊世界上非常经典的两种燃气轮机,分别是美国的LM2500系列、欧美的MT30系列。其中,美国LM2500系列属于30兆瓦级别的燃气轮机,欧洲联合发展的MT30系列属于40兆瓦级的燃气轮机。目前,美LM2500的最新版型,LM2500-G5燃气轮机,额定功率36.3兆瓦,最大功率38.3兆瓦,净效率达到了38.4%。

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英国6800吨级26型护卫舰

预计美国阿里伯克3型驱逐舰、星座级护卫舰等等,都会使用最新批次。与之相比,欧洲联合发展的MT-30系列燃气轮机,额定功率36兆瓦,最大功率40兆瓦,热效率40%左右。英国的26型护卫舰、日本的最上级护卫舰、韩国的大邱级护卫舰等舰艇,普遍都是使用1台MT-30系列燃气轮机。在燃气轮机领域,我国与欧美各国曾经出现了非常明显的差距。

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日本5500吨最上级护卫舰

在80年代,我国也是从美国进口了LM2500系列燃气轮机。例如90年代建造的2艘052型驱逐舰,都是采用2台LM2500燃气轮机。但是,进入90年代以后,我国已经无法继续从美国进口燃气轮机。依靠自己自己的技术,在短时间内,根本无法推出自己的燃气轮机。因此,90年代后期建造的051B型驱逐舰,不得不重新使用蒸汽动力系统。

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欧洲的MT30系列燃气轮机

为了解决燃气轮机领域的燃眉之急,我国在90年代中后期,从乌克兰进口了UGT25000系列燃气轮机。21世纪初期,我国建造的052B型、052C型驱逐舰,就是采用了UGT25000燃气轮机。但是,UGT25000燃气轮机的性能,并不算成熟。而且依靠国外进口燃气轮机,会面临受制于人的问题。例如俄罗斯很多舰艇迟迟无法服役,就是缺乏燃气轮机。

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21世纪初期开始,我国开始对UGT25000燃气轮机的国产化工作,并且进行了一定的技术升级。2011年左右,国产CGT25000燃气轮机终于定型,开始批量生产、批量交货。同一年,我国第二批次的052C型驱逐舰、052D型驱逐舰,先后开工建造,全部使用了CGT25000系列燃气轮机,简称为CGT25燃气轮机。按照公开报道,我国GT25燃气轮机的基本型,额定功率 26.7兆瓦,热效率 36.5%。

052D型驱逐舰,现役28艘左右

由此可见,与欧美燃气轮机在功率、热效率上,存在一定的技术差距。同时,CGT25燃气轮机的尺寸和重量偏大,以7000吨级的052D型驱逐舰为例,采用了2台CGT25000、2台MTU-12 V1163 TB83型柴油机相互配合。输出总功率63.2兆瓦左右,功率相对有限。

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052D型驱逐舰,明显偏长偏瘦

由于052D型驱逐舰的输出功率有限,在舰艇设计上,不得不采用更高的长宽比,对舰艇的整体适航性,出现了一定的影响。按照公开报道,7000吨级的052D型驱逐舰,长157米,宽18米,吃水6.1米。9000多吨的阿里伯克2型、2A型驱逐舰,长154米,宽20.4米,吃水9.3米。由此可见,052D型驱逐舰的吨位,比阿利伯克2型,少了2000多吨,舰长反而更长。

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054A型护卫舰,属于全柴动力舰艇

由此可见,052D型驱逐舰的长宽比,确实非常高,这也是不得已的设计。当然,与052D型驱逐舰相比,13000吨级的055型驱逐舰,采用了4台CGT25型燃气轮机,堪称动力充沛。CGT25燃气轮机,属于我国燃气轮机发展的第一步,也属于过渡产品。在很长一段时间内,燃气轮机动力不足的问题,限制了我国各种主力舰艇的发展设计。

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055型驱逐舰,采用了4台CGT25燃气轮机

2024年12月,我国公开展示了CGT30、CGT40两种不同级别的新一代燃气轮机。根据报道,CGT-30-D燃气轮机,额定功率33.5兆瓦,热效率39.3%。CGT-40-D燃气轮机,额定功率44兆瓦,热效率40.5%。上述两种燃气轮机,属于民用版本。同时,我国还推出了CGT-30M、CGT-40M两种不同的舰载型号。输出功率和热效率,与民用版本,大体上在一个水平线上。

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换而言之,在CGT-30M、CGT-40M两种燃气轮机,性能全面稳定以后,为我国各种主力舰艇的发展,提供了新的动力选择。例如我国在设计各种舰艇配置的过程中,不再需要因为燃气轮机动力不足,不得不减少吨位。同时,对我国各种主力舰艇的后续改进型,也有很大的促进作用。

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国产CGT-40燃气轮的公开参数

我们以052D型驱逐舰为例,采用了两台CGT25燃气轮机、2台辅助柴油机的配置。如果两台CGT25能够更换为2台CGT-30M,在大体框架不变的情况下,052D型驱逐舰的长宽比,可以进一步压缩。宽度进一步增加1—2米左右,052D型驱逐舰的后期批次,满载排水量能够达到8000吨以上。有利于提升舰艇的适航性,加强远洋航行能力。

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国产CGT-30燃气轮机的公开参数

既然052D型驱逐舰,能够更换发动机、适当增加吨位。那么,我国发展全新的055B型驱逐舰,在动力上没有任何束缚。例如新一代主力驱逐舰,采用了4台CGT-40M燃气轮机,那么,新一代驱逐舰的满载排水量,能够达到2万吨左右。国外媒体推测,我国在第二批次的055型驱逐舰,建造完毕以后,就会考虑发展1.8—2万吨级的055B型驱逐舰,前后拥有144个垂发单元。

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国产CGT30、CGT40燃气轮机公开

在定位、设计框架、综合配置等方面,类似于美国的朱姆沃尔特级,但又不完全一样。例如在我国高校的论文中,也出现了发展2万吨级驱逐舰的设想。采用4台CGT40M燃气轮机,让发展2万吨级的可能性,大大提高。与此同时,对于我国的护卫舰发展来说,也有更大的选择余地。

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美国朱姆沃尔特级驱逐舰

例如英国6000吨级的26型护卫舰、日本5500吨级的最上级护卫舰,都采用了1台MT30燃气轮机+辅助柴油机的动力模式。如果我国5000—6000吨级的新一代护卫舰,采用1台CGT-40M燃气轮机和辅助柴油机。从输出功率来说,并没有太大的问题。关键在于,我国CGT-30M、CGT-40M燃气轮机的成熟程度,能否在几年时间内定型、批量生产、批量交付。

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言而总之,刚刚过去的2024年,对于解放军部队来说,堪称是各种先进技术井喷式亮相的一年。例如对于空军来说,歼35A战机公开亮相,南北两种六代机首飞成功。对于海军部队来说,076型两栖攻击舰下水,CGT30、CGT40燃气轮机公开亮相等等。

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江南造船厂,推出的新型舰艇宣传图

关于解放军海军舰艇发展、建设的一系列故事,还有很多。作者在以后的文章中,和大家慢慢聊。