导读:新浪军事珠海报道,航展开幕在即目前各类展品已陆续开始布展。在布展现场的一款R0110燃气轮机,其输出功率可达114MW,可能将会被用在未来的中国航空母舰上。
在R0110母型机基础上,可以实现 60兆瓦、160兆瓦与200兆瓦以上系列燃气轮机组。据悉,R0110舰用型号论证工作已经开展,可以作为中型常规动力航空母舰的主动力。
新闻延伸:随着最近国产航母的信息披露,中国自行研制的舰船用燃气轮机、核动力系统受到了人们格外的关注。有读者常问,现在的民船都很大,超级油轮有30多万吨,军舰尤其是航空母舰,为什么不能用超级油轮的发动机?
最近几十年,由于海运繁荣的需求以及造船技术的发展,一些民船的吨位越来越大。比如运送原油的超级油轮(VLCC)入门标准是30万吨级,这个数字只是表示它的载货能力,加上船体的自重,30万吨级VLCC的满载排水量达36~37万吨。相比之下,当今现役最大的航空母舰,满载排水量也才10万吨出头。但为什么各国建造的航母,都没有采用超级油轮的发动机?这要从现代民船发动机的特性谈起。
民船要投入商业运营,因此经济性是民船设计时首先要考虑的因素。民船的发动机要省油、造价和维护费用也是越低越好。而且,为了进一步降低成本,除非是运送应急生鲜货物的商船,普通的商船航速都较慢。比如广州龙穴造船厂2010年建造的“新埔洋”号VLCC,运载能力为210万桶(30.8万吨),满载航速仅15.7节。一般30万吨的VLCC主机功率只有4~5万千瓦,相比之下,6万吨的辽宁舰,最高航速超过30节,主机功率达15万千瓦,等于3~4艘VLCC的主机功率总和。
不过可能也有人会问,在航母上安装几台VLCC的主机行不行?确实,航母上一般安装多台主机,而现代大部分商船,包括30万吨的VLCC,采用的都是单主机推进。但这实际上也是很难办到的。
现代航母的动力系统,一般有燃气轮机、蒸汽轮机、核动力(实质上是核锅炉的蒸汽轮机系统),而现代VLCC的动力系统为大型低速柴油机。之所以要低速化,是为了使发动机转速接近螺旋桨的理想转速,简化船用变速箱的结构。之所以大型化,是因为要想让柴油-空气混合物在气缸里充分燃烧做功,柴油机的活塞运动速度不能太慢,但又要保证柴油机的转速很低,那么唯一的办法就是加大气缸尺寸。此外,海运公司也希望在一艘上只安装1台主机,这样可以缩减建造成本和发动机维护成本,这样就必须让单台柴油机的功率达到很大,才能驱动30万吨的商船。
大型船用低速柴油机的体积到底有多大?我们看图就能获得一个直观的印象。VLCC使用的低速柴油机全重近千吨,高十几米,柴油机上的一条曲轴全长就达16米,重200吨。低速柴油机单机功率惊人、效率高,而且巨大的气缸“不挑食”,各种劣质柴油、重油都可以烧。但现役航母——即便是全长超过300米、排水量10万吨的尼米兹级,它的动力舱室无论如何是放不下这个“大家伙”的。而且,低速柴油机的启动慢、功率转换慢,也不符合航母动力系统的技战术要求。
此外,昨天中国国防部刚公布了国产航母主船体已合拢成型的消息,而航母马上又有了新进展。据网友图片显示,正在大连建造的001A航母目前已安装中华神盾雷达。
中国自主建造的第一艘航空母舰正在大连进行建造,那么航母的主船体已在坞内合拢成型后,001A型接下来还会进行哪些建造工作?
大型舰船的动力机组复杂,主轴较长,并且动力组安装本身精度要求非常之高,因此大型舰船建造中大多都会选择安排在下水舾装之前,在船台上完全静止的状态及时安装并时刻测量。
可以推测,001A在此时将要进行或已经完成动力组的吊装安装,两者的判断标准是甲板中部开口模块是否已经封装。
在动力组安装完成后,船坞将会注水,大连造船厂预计会举行一个不小的下水仪式来庆贺,但朋友们不要心急,航母作为“海上城市”整舰接下来进行的下水舾装工作量非常之大。
据美国航母建造经验,整个舾装过程将占到建造总时间的50%以上,如果说到目前为止的建造工作都是为航母“搭建骨架”,那么001A型还要经过一个同样漫长的舾装过程来“填充血肉”。
航母舾装的具体工作主要是进行管路和电气设备的铺装。据统计,CVN-77布什号各类管道总长达400千米,各类电缆总长更是达2700千米!
除过电缆管道,航母还有很多舰上特装设备,例如拦阻设备,燃料供应设备,着舰引导设备,舰岛电子设备等,都有着各自独特的安装要求,整体安装工艺水平要求更是不低。
预舾装是近年来造船工程管理领域的一个常用技术,所谓预舾装就是将一些舾装工作通过对工程的优化设计,将一些可以在船台同步进行的舾装工作提前到船台进行。
以英国伊丽莎白女王级的建造过程为例,曾计划将预舾装提升到舾装工作的80%以上,从而节省整个舾装工程高达40%的人工费用和时间,但由于整舰是分包于不同船厂进行舾装,计划效果实际并不理想。
与伊丽莎白级不同,001A建造以大连造船厂为主,我们可以相信,001A型也会发挥我们工程管理的才智,通过更合理的预舾装项目设计来优化这个建造过程。
同时还要注意在航母建造期间的各种风险隐患,在舾装的高峰时期,整舰可能会有数千人同时从事各种不同的工作,工程中诸如火灾危险,技术危险等都可能对建造人员的安全产生威胁。
实际上在美国俄国在建造中都发生过数次规模不小的火灾。1960年12月19日,美国海军星座号航空母舰的舾装工程已经完成了90%,准备竣工,但因为当天偶然的一次工程事故,造成机库甲板临时安装的燃油柜泄露,引起了火灾,整个火灾持续了超过12小时之久。
航空母舰作为门类齐全的“海上堡垒”却要浓缩在一个体积有限的移动钢铁中,整个建造无论从设计施工,还是项目管理都是对一个国家整体工业能力的巨大考验。
人类至今的历史上也只有实力雄厚的大国才有能力独立设计建造这一钢铁巨兽。
原标题:独家观察:新型燃气轮机亮相珠海 或用于国产航母