40兆瓦舰用推进电机开始招标!

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40兆瓦舰用推进电机开始招标!

舰船的动力系统,其核心归类不过两种。一种是电力驱动,原理是原动机驱动发电机发电,再由电力传输给推进电机,最终带动螺旋桨旋转;另一种则是机械驱动,即原动机通过变速箱等机械设备带动传动轴,进而驱动螺旋桨。当前阶段,绝大多数舰艇沿用机械驱动方式,像055型驱逐舰、052D型驱逐舰以及阿利伯克级驱逐舰等,均是如此。而采用电力驱动的舰艇则极为罕见,例如朱姆沃尔特级驱逐舰、英国45型驱逐舰以及伊丽莎白女王级驱逐舰等,此外,076型两栖攻击舰也属于此类。

需要明确的是,舰船的电力推进与综合电力系统并非同一概念。电力推进或许仅指推进系统实现了电力化,由独立的发电设备供能。舰上其他设备的电力需求,则由另一套独立的发电系统提供,两者之间无法相互调配。反观综合电力系统,其核心在于动力系统及其他用电设备均由同一套发电系统供能,且两者间可相互调配。从目前的发展态势分析,综合电力系统无疑是舰船未来的发展趋势。

要实现综合电力系统,大功率的推进电机缺一不可。毕竟,舰船的推进系统离不开推进电机,没有它,综合电力系统便无从谈起。最近,一张招标图片引发了广泛关注!(图源网络,为保护隐私,敏感信息已做处理)这张图片展示的招标内容是某研究所对40兆瓦电动机的需求,而这个研究所正是国内军舰动力系统陆上联调试验基地。这几乎意味着,未来军舰动力将彻底从机械传动转向电气化,从而最终实现综合电力系统的目标。

当然,招标只是招标,国内是否具备研发如此功率电动机的能力尚不得而知。然而,既然已经发布招标公告,想必国内已有相关企业能够研发出40兆瓦的电动机。目前,功率40兆瓦的CGT40型燃气轮机以及功率40兆瓦的推进电机均已有相关产品问世。关键在于,还需一个40兆瓦级别的舰用整流发电机,如此便可组成一套40兆瓦的电站。早前曾有报道提及国内拥有21兆瓦的整流发电机和20兆瓦的推进电机。基本上,076型两栖攻击舰上的设备便是如此配置,由CGT25D作为原动机,带动一台20兆瓦级别的中压整流发电机。

若以CGT40D作为原动机,带动两台整流发电机,也是可行的方案。只是,这种方式会占用较多舰艇空间,且对可靠性的影响也存在一定风险。当然,若有40兆瓦的整流发电机,与CGT40D组合成燃气轮机电站,可在节省空间方面带来诸多好处。

我们可以大致估算一下,055型驱逐舰以30节的速度航行时,仅需78兆瓦的推进功率。两台40兆瓦的推进电机,完全能够满足055型驱逐舰30节航速的需求。如同长宽比相对较小的朱姆沃尔特级驱逐舰,使用两台39兆瓦的推进电机,同样能实现30节的高航速。那么,长宽比更大的055型驱逐舰,即便配备80兆瓦的推进功率,也能达到30节的航速。尽管055型驱逐舰的理论推进功率高达112兆瓦,最大航速超过30节,可达32节,但功率完全过剩。毕竟,CGT25M在15℃时输出功率达28兆瓦;但随着温度的上升,输出功率便会相应下降。而驱逐舰所处的海洋环境又极不稳定,其需航行至何方无人能知。

因此,三台CGT25M的输出功率仅有75兆瓦,若燃气轮机的功率再降低一些,30节的航速恐怕都难以保证。此外,对于全燃动力的舰艇而言,很少采用单数燃气轮机的设计。多一台燃气轮机,安全冗余自然更大。所以,一般会选择安装四台。假设在后续的055改进型驱逐舰上使用两台40兆瓦的推进电机,航速无疑会降低,甚至无法达到原本055的32节最大航速,这是否还能满足海军的使用需求,便成了一个问题。若要继续保持超过30节的高航速,也可以选择三台40兆瓦的推进电机。其中两台各自推动一根轴,另一台电动机则通过齿轮箱和离合器并联到两根轴上,总体实现120兆瓦的推进功率。巡航时,则可仅开启一台电动机,以40兆瓦的功率运行。

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