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追赶世界第一,对比德法舰艇柴油动力,中国水平到底如何?

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在之前的文章中,作者和大家聊了一系列关于我国舰艇燃气轮机、战机涡扇发动机、直升机涡轴发动机的发展历程。今天,我们聊聊我国护卫舰使用的柴油发动机。一直以来,我国各种类型的护卫舰,长期以柴油动力系统为主,即便是最新的054B型护卫舰,也极有可能是柴油动力系统。那么,对比德国、法国先进水平,中国舰艇柴油动力系统的水平,到底如何呢?



首先,我们聊聊舰艇动力系统。目前,舰艇动力大体上分为核动力、柴油动力、燃气轮机动力、蒸汽动力等4个类型。其中,核动力主要以航母、巡洋舰等大型主力舰艇为主。同时,采用蒸汽动力系统的舰艇,目前已经越来越少。在解放军海军舰艇中,4艘现代级驱逐舰、1艘051B型驱逐舰、2艘051C型驱逐舰,仍然使用蒸汽动力,被网友们称为“全蒸七子。”

在世界各国的主力驱逐舰中,基本上以燃气动力、柴油动力为主,或者柴燃联合动力。对于一个国家的海军来说,肯定会分为一级舰、二级舰、三级舰。一般来说,一级舰会采用燃气动力或者柴燃联合动力,例如055型驱逐舰、阿里伯克3级驱逐舰等等。至于二级舰、三级舰会根据实际需要,选择柴油动力或者柴电动力。



以解放军海军舰艇为例,055型驱逐舰采用了全燃动力,052D、052C型驱逐舰采用柴燃联合动力。我国053H3型、054A型、054B型护卫舰,基本上都采用了柴油动力系统。

柴油、燃气两种动力系统各有千秋。其中,燃气轮机拥有几个优点:单机功率较大,起动和加速性能好,重量轻、体积小,机组独立运作能力强、生命力好,振动和噪音小。对于加速性有很高要求的舰艇来说,一般会使用燃气轮机。但是,燃气轮机也有几个缺点:对环境条件较为敏感,无法实现直接反转、需要配置专门的倒车装置,经济性较差,进排气通道截面积大。



请注意,最后一点,凡是使用燃气轮机的舰艇,无论哪国舰艇,都需要粗壮的排气烟囱、巨大的独立进气口,这两个特点是燃气轮机舰艇的标配。与燃气轮机相比,柴油机也有自己的优点:能直接进行反转,经济性高,抗冲击、振动的能力较好,进排气通道所占用的空间较小,便于机组在舱内进行布置等等。

缺点:单机效率小,振动噪音大。对于要求加速性非常强的舰艇来说,不适合使用柴油动力。不仅仅是,我国护卫舰长期使用柴油动力,英国31型护卫舰、德国F125型护卫舰、法国FDI级等新一代护卫舰,都选择了柴油动力系统。由此可见,柴油动力系统也有自己的优势,关键在于舰艇的定位需要。



一直以来,解放军海军的护卫舰,长期使用柴油动力系统。90年代,我国053H3型护卫舰,采用了两台18E390VA型舰用柴油机。21世纪以来,我国陆续发展了1400吨级的056型护卫舰、4000吨级的054A型护卫舰。056型护卫舰属于轻型护卫舰,安装了16PA6STC系列柴油机。

054型和054A型护卫舰,安装了4台16PA6V280STC型中速柴油机。这一系列柴油机,额定功率5184KW,采用了16缸的配置,全重30.5吨采用了可降低空蚀效应的五叶片大侧倾螺旋桨。16PA6V280STC型中速柴油机是90年代末期,在法国SEMTPielstick技术转让、授权生产的。



以16PA6V280STC型中速柴油机的具体功率,完全符合054A型护卫舰的需要。确保054A型护卫舰的最大航速达到了27节,以18节航速航行,最大航程达到4000公里左右。但是,这一系列柴油系引属于5000KW级别的水平,054B型护卫舰的满载排水量,极有可能达到了6000吨左右。如果继续使用16PA6V280STC型中速柴油机,很明显会出现动力不足的情况。

我们以英国31型护卫舰为例,31型护卫舰属于5700吨级护卫舰,安装了4台德国MTU 20V 8000M71四冲程船用柴油机。MTU 20V 8000M71四冲程船用柴油机属于德国最先进的柴油动力系统之一,采用了20缸的设计,整机全重48吨。额定功率9100~10010kw,属于8000KW到10000KW的级别柴油动力系统的标配,可靠性非常好,号称“35年不需要维修。”



我国并不缺乏大型柴油机,以075型两栖攻击舰为例,安装了4台16PC2-6B型柴油机,单台功率12000KW。不过,这一级别的柴油动力系统机体偏大,对于4万吨级075型两栖攻击舰,没有任何问题。对于6000吨级的054B型护卫舰来说,明显无法安装。

那么,054B型护卫舰到底会使用什么动力系统呢?作者认为,中国船舶集团第711研究所推出的CS16V27中高速柴油机,可能性非常大。按照公开报道,CS16V27中高速柴油机,推进额定功率7280kW、发电额定功率6400kW。额定转速:1066rpm(推进)/1000rpm(发电)油耗:≤197g/kWh(推进)/195g/kWh(发电)。请注意, CS16V27中高速柴油机也是16缸的配置。



与德国MTU系列柴油动力相比,我国各种类型的柴油机,存在功率不足、油耗偏高等问题。但是,与德国、法国先进水平之间的差距,正在逐步降低。以德国MTU 20V 8000M71四冲程船用柴油机为例,属于20缸柴油机,对于我国各种16缸柴油机,自然会有明显的功率优势。

其实,我国也在一步步追赶。2021年,我国首台16VG32型8000KW大功率柴油机交付用户,在中速柴油机产品研发生产领域,取得重大新突破。不过,这一系列柴油动力系统属于民用型号。2020年以来,我国在燃气轮机、柴油动力、涡轴、涡扇、涡桨等一系列领域的动力系统,已经陆续出现了重大突破。部分型号已经完成定型,开始批量交付。



与美国、英国、德国、法国等世界第一梯队的各种动力系统相比,我国在陆海空各个领域的动力系统,正在大踏步追赶。其中,部分产品已经接近或者达到了欧美同类型产品的水平。还有很多型号,虽然整体性能仍有差距,但与欧美先进水平的差距,正在逐步缩小,这一点至关重要。



关于我国国防力量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。

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