說到艦用燃氣輪機,許多老一輩人首先想到的,可能還是船上的柴油機或者蒸汽機。可實際上,如今世界各大海軍驅(qū)逐艦、護衛(wèi)艦上的“心臟”,早早就被燃氣輪機取代。
讓人意外的是,這個看似不起眼的發(fā)動機小圈子,如今真正能批量造出大功率艦用燃氣輪機的國家,其實只有英國、美國和中國三家。
為什么英國能一直領(lǐng)跑?美國為何被說“錯了半步”?而中國又如何一步步追了上來?
一、
英國在艦用燃氣輪機領(lǐng)域的地位,可以說是當之無愧的“老大哥”。這一點,連美國人都不得不承認。追根溯源,英國是最早把燃氣輪機真正用到軍艦上的國家。
無論是上世紀的“G6”發(fā)動機,還是后來家喻戶曉的“奧林普斯”“海神”,每一步都走在世界前列。
英國的工業(yè)基礎(chǔ)雄厚,羅羅公司(羅爾斯·羅伊斯)更是世界頂級的發(fā)動機制造商。英國人最早就想到,把自家航空發(fā)動機的“核心技術(shù)”搬到艦船上。
經(jīng)過多年努力,英國MT30燃氣輪機一問世,就成了世界各國海軍競相采購的“香餑餑”。這臺機器最大功率能到40兆瓦,是目前全球現(xiàn)役軍艦上最強勁的動力核心。它不僅裝在英國自己的航空母艦和驅(qū)逐艦上,美國“朱姆沃爾特”級大驅(qū)、韓國、意大利、澳大利亞、日本等國的新型軍艦也都在用。
英國人之所以能一直領(lǐng)跑,除了歷史底蘊,更有敢于創(chuàng)新的魄力。早在二戰(zhàn)后期,英國就下大力氣攻克了高溫合金、葉片冷卻等難題。到了冷戰(zhàn)時期,英國海軍先后在多型軍艦上嘗試不同的燃氣輪機方案,積累了大量實戰(zhàn)經(jīng)驗。MT30的成功,是厚積薄發(fā)的結(jié)果。
當然,英國也不是沒有短板。比如MT30對進排氣系統(tǒng)要求極高,油耗也偏高,維護成本不低。可即便這樣,英國燃氣輪機的可靠性和高性能,依然讓全世界大多數(shù)國家難以望其項背。
二、
美國在艦用燃氣輪機上的地位,絕對不能小看。雖然和英國相比,起步晚了十年左右,但憑著雄厚的航空工業(yè)基礎(chǔ)和“拿來主義”的聰明勁,美國也很快追了上來。上世紀五六十年代,美國海軍發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的蒸汽動力已經(jīng)難以滿足反潛艦艇的高航速、高機動需求,于是下決心發(fā)展燃氣輪機。
美國通用電氣公司直接以波音噴氣發(fā)動機為藍本,開發(fā)出了著名的LM2500系列燃氣輪機。1970年代開始,LM2500迅速成了美軍各型艦艇的“標配”。這臺發(fā)動機最高輸出接近37兆瓦,雖然比英國產(chǎn)品略低,但勝在技術(shù)成熟、維護方便、適應性強。幾十年下來,LM2500裝機總數(shù)突破5000臺,堪稱“半個地球的海軍都在用”。
美國的強項在于標準化和批量化。無論是自己用,還是賣給盟友,LM2500都是“傻瓜式”操作,容易維護,零部件也好配。澳大利亞、加拿大、土耳其、韓國、印度、沙特等國的主力艦艇大都用的是美國發(fā)動機。
當然,美國也有自己的遺憾。與英國相比,LM2500的升級步伐慢了一點,原本想在新一代軍艦上“彎道超車”,但始終沒能把功率和效率推到MT30的高度。英國在材料和燃燒技術(shù)上的突破,讓美國略微落后了那么一點點。這也是為什么業(yè)內(nèi)一直說“美國錯了半步”。但就實際應用和普及度來說,美國依然是這個領(lǐng)域繞不開的“巨頭”。
值得一提的是,雖然美國工業(yè)基礎(chǔ)強大,但在追新求快這方面,倒是沒英國靈活。美國的優(yōu)勢,更多體現(xiàn)在扎實的研發(fā)、完善的售后和龐大的用戶基礎(chǔ)上。
三、
中國在艦用燃氣輪機領(lǐng)域的崛起,可以說是一部典型的“逆襲”故事。1960年代,中國剛剛起步,最早仿制的是蘇聯(lián)的M-1型小功率燃氣輪機,只能勉強帶動幾千噸的護衛(wèi)艦。那時,技術(shù)、材料、工藝全都受制于人,想要自主研發(fā)幾乎是天方夜譚。
真正的轉(zhuǎn)折點,發(fā)生在上世紀80年代末。中國一方面從美國引進了幾臺LM2500發(fā)動機進行學習;另一方面,從德國MTU公司引進了柴油機和傳動系統(tǒng),著手技術(shù)消化和吸收。90年代初,中國又從烏克蘭引進了UGT-25000燃氣輪機(蘇聯(lián)第四代艦用燃氣輪機),并在此基礎(chǔ)上自主研發(fā)出GT-25000型大功率燃氣輪機。
GT-25000的問世,讓中國艦艇首次擁有了自家“心臟”。這臺機器的最大功率達到26.7兆瓦,熱效率超過36%,已經(jīng)可以滿足大型導彈驅(qū)逐艦如052D、055型的動力需求。更關(guān)鍵的是,中國在消化吸收后實現(xiàn)了全流程國產(chǎn)化,完全擺脫了外部依賴。
近年來,中國不斷加快技術(shù)升級,已經(jīng)著手開發(fā)40兆瓦級別的新型艦用燃氣輪機。2023年,國內(nèi)媒體報道中國已成為世界上第三個能自主批量生產(chǎn)40兆瓦級艦用燃氣輪機的國家,躋身世界頂級行列。
中國的成功,靠的不是一步到位,而是幾十年不懈追趕。從最初的“學徒”到如今的“三強”,中國燃氣輪機的進步不僅體現(xiàn)在技術(shù)參數(shù),更體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈的完善、人才的培養(yǎng)和自主創(chuàng)新能力的提升。如今,不僅本國海軍用上了自家發(fā)動機,俄羅斯等國也開始進口中國制造的燃氣輪機。過去被人卡脖子的局面,已經(jīng)徹底改變。
縱觀全球艦用燃氣輪機三強,英國憑借工業(yè)底蘊和創(chuàng)新精神始終領(lǐng)跑,美國則以標準化和批量化站穩(wěn)腳跟,而中國則用幾十年時間實現(xiàn)了從無到有、從追趕到領(lǐng)先的逆襲。如今,三國各有優(yōu)勢,也都面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn)。對于中國來說,從“后來居上”到“敢于爭先”,還需繼續(xù)深耕技術(shù)、厚植產(chǎn)業(yè)。未來的海洋之爭,歸根結(jié)底,還是靠自己的硬本事。對于我們這些關(guān)注國家發(fā)展的普通人來說,這份踏實和進步,是最值得自豪和安心的地方。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.