中國海軍燃氣輪機動力新發展

一直以來，中國海軍水面艦艇的主動力採用的都是蒸汽輪機和柴油機，80年代開始，由於中國海軍同西方各國海軍的廣泛接觸，我們看到了艦用燃氣輪機的巨大優勢，此後燃氣輪機就一直是國產驅逐艦的首選動力。目前，中國海軍中廣泛裝備的燃氣輪機主要有GT25000型燃氣輪機和QC70燃氣輪機這兩種。與GT25000型的引進國產化並改進不同，QC70燃氣輪機發展自WS10「太行」發動機，目前已批量裝備國產726A型氣墊登陸艇。

作為中國海軍現役唯一一款大功率燃氣輪機，GT25000型燃氣輪機的成功引進與國產化為中國海軍近20年的驅逐艦現代化發展提供了可靠的動力來源，可以這麼說，如果沒有GT25000型燃氣輪機，中國海軍6000噸級驅逐艦的動力將有可能與印度海軍P15系列護衛艦相同，中國海軍萬噸驅逐艦的發展將受到很大影響。

▲採用兩台GT25000型燃氣輪機的052D型驅逐艦

自海軍發展國產首型護衛艦——65型火炮護衛艦以來，中國海軍的護衛艦一直將柴油機作為主動力，即使是排水量超過051型驅逐艦的054型護衛艦，也採用的是柴油機，但速度卻遠不及051型驅逐艦（設計36節）。不過由於海軍工程大學馬偉明院士及其團隊的不懈努力，我國已成功研製中壓直流綜合電力系統，並且這套系統將首先裝備於054B型護衛艦。該系統的核心是20MW、4MW級中壓整流發電機，分別採用的是GT25000型燃氣輪機和20V956TB92柴油機為原動機。

作為一款滿載排水量不足5000噸的護衛艦，054B型護衛艦很可能採用的是一台20MW級中壓整流發電機+4台4MW級中壓整流發電機，總發電功率可達36MW，同時採用兩台15MW級的推進電機，相較於054A型護衛艦27節的設計航速，054B的航速可達29節，與052C/D型驅逐艦相當，得益於電力推進，艦船的整體噪音水平會降低到一個較低的水平，配合先進的搜攻潛設備和反潛武器以及國產10噸級直20反潛直升機，054B型護衛艦的反潛效果將比054A型護衛艦有著顯著提升。

不僅僅是護衛艦，未來國產驅逐艦也將採用中壓直流綜合電力系統，如果海軍對於052E型驅逐艦的設計和性能非常重視，則其採用綜合電力系統的可能性也是非常大的。當然，對於驅逐艦上綜電，我們更關心的是055驅逐艦的後續型，顯而易見，即使在安裝了電磁軌道炮這種高耗能武器的情況下，055後續型驅逐艦的動力配置採用4台20MW級中壓整流發電機+4台4MW級中壓整流發電機也基本夠用，所要做的只是發展更大功率的推進電機（大約36MW級）。

然而無論是中船還是中航，都一直致力於發展艦用40MW或5萬馬力複雜循環燃氣輪機。雖然中船703所和中航606所採用的是兩種不同的燃氣輪機為母型，不過在複雜循環的選擇上了都採用了間冷循環（IC），而且都借鑒了羅羅WR-21間冷回熱（ICR）燃氣輪機的間冷結構設計。

間冷循環燃氣輪機的低壓壓氣機與高壓壓氣機之間設有一個中間冷卻器，使得空氣在進入高壓壓氣機前被冷卻空氣經高、低壓壓氣機壓縮進入燃燒室，與燃料摻混燃燒後形成高溫、高壓的燃氣，經高壓渦輪、低壓渦輪與動力渦輪膨脹作功，分別驅動高、低壓壓氣機和負荷工作。與簡單循環相比，間冷循環通過中間冷卻器降低了高壓壓氣機的入口溫度進而減少了其壓縮空氣的耗功，從而提高了發動機的輸出功率。

▲IC燃氣輪機原理圖

中船703所的GT25000IC燃氣輪機的初始設計性能為：

相比之下，中航606所的QC185燃氣輪機由於自身功率較小，所以採用了兩步走的發展，首先需要將QC185簡單循環燃氣輪機通過提高壓比和空氣流量的方法，使輸出功率達到30MW左右，然後通過間冷循環技術將燃氣輪機功率提高到40MW級別，按照606所的設計指標，QC185IC的功率為40MW左右，熱效率達到了42.4%。目前該燃氣輪機正在進行集團內部的整機考核試車。

至於海軍最終會選擇了哪一家，估計還得再等幾年才能見分曉，當然如果從海軍後勤保障的角度來看，中船的贏面更大。40MW級燃氣輪機對於中國海軍的作用是巨大的，以其為基礎的綜合電力系統將會產生大量的電能，就可以實現馬院士的最終目的——以高能武器（不僅僅是電磁炮）和綜合電力為基礎的全能艦。

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