有人说英国伊丽莎白女王号航母的燃气轮机很牛,为什么呢?

英国海军二战之后发展的新航母,都是依靠燃气轮机作为动力,这在世界各国海军中极为罕见,要知道,另外4个常任理事国,也就是美俄中法,可都是蒸汽轮机航母。英国从二战后发展的第一种航母“竞技神”号轻型航母开始就是燃气轮机,“无敌”级轻型航母也是燃气轮机,到现在“伊丽莎白女王”级航母依然是燃气轮机,尤其是现在“女王”级使用的MT-30燃气轮机,更是世界上最先进的舰用燃机。
图片图为女王级航母,他的航速为26节,拜燃气轮机放少了所赐。
英国为何如此钟情于燃气轮机?当然,这和燃气轮机固有的变速快、噪音低、热效率高有一定关系,但是更重要的是,英国二战后经济状况不太好,大型战舰最适合使用的蒸汽轮机是既庞大又昂贵,维护还非常复杂,所以英国还是更倾向于使用燃气轮机,毕竟全寿命使用费用要比蒸汽轮机低得多。
图片图为MT-30燃气轮机箱装体。
图片图为MT-30燃气轮机裸机。
英国的“女王”级航母使用的MT-30燃气轮机,在目前全球燃气轮机中,算是功率最大的。他的最大功率可达40MW,即便是在普通环境下的功率也有36MW,在35℃以上温度条件下,依然有超过29MW的功率,在最大功率下,他的热效率高达40%,这些数据都是当前燃气轮机中最高、最先进的。
图片图为美国LM-2500燃气轮机各个型号的动力和性能情况。
与其相比,美国海军为“伯克”级驱逐舰、“提康德罗加”级巡洋舰等装备的LM-2500+燃气轮机,最大功率却只有最大30MW的功率,在高温环境下,功率还会降低到25MW左右,其热效率只有38%。从重量来看,LM-2500的燃机裸机重量只有5.25吨,MT-30则为6.25吨,稍微重一些,但是并不过分。考虑到英国所处纬度较高,因此天气炎热的季节很短,MT-30燃气轮机可以经常性发挥出大功率,非常适合英国的气候条件。
图片图为MT-30燃气轮机的箱装体尺寸。
再比如和我国的QC-280,也就是我们仿照乌克兰UGT-25000燃气轮机,加装新的设备改进而来的燃机,这款燃机一直都以功率大著称,在ISO理想环境下,他的热效率超过36%,最大功率为34MW,普通环境功率,也就是环境温度为30℃时,为30MW,当环境温度提升到35℃,他的功率开始较大的下滑,最低时只有25MW左右。不过,他的功率比起LM-2500+燃气轮机来看,还是够用了。
图片图为伊丽莎白女王级航母的内部构造,两台燃气轮机的位置就在其航母的最下层甲板。
美国也有一款功率很大、热效率较高的燃气轮机,就是LM-2500 G4燃气轮机,该燃机也广泛应用在很多护卫舰、驱逐舰上,比如法国海军的“地平线”级驱逐舰。该燃机的最大功率可达35MW,是美国舰用燃气轮机中功率最大的型号,他的热效率也比较高,达到了39%,这已经是美国技术能力的极限了,相比来看,还是和MT-30的功率及热效率有差距。
图片图为新生产下线的MT-30燃气轮机。
除了功率大、热效率高,MT-30燃气轮机还有一大特点就是安全稳定。他的总体寿命超过了12000小时,无故障平均间隔为2000小时。注意,这里的小时数是指运行小时数,几乎能做到全寿命不用更换燃机,如果延长航母的服役时间,那么只需要吊出燃气轮机箱装体,然后更换就可以了。因此,该燃机可以稳定的持续运行。
图片图为我国的GT-25000燃气轮机,也使用了箱装体,不过尺寸要大一些。
当然,由于英国财力有限,本来应该装备4台MT-30燃气轮机的“伊丽莎白女王”级航母,最终才装备了2台燃气轮机,导致最大功率依然不足,这艘排水量6.5万吨级的航母,最终只有26节的最大航速,还不到30节。所以说,燃气轮机虽然好,也还得是舍得花钱才能发挥出威力来,否则再先进的单个系统技术,也起不到整体军力提升的作用来,到头来,“女王”级航母还是落了个动力不足。
图片图为正在安装的MT-30燃气轮机。
当然,英国此前为“竞技神”号和“无敌”级轻型航母使用燃气轮机,还能起到轻型航母省钱、强调机动性、方便独立反潜作战的作用,这也是“无敌”级最早被称为反潜巡洋舰的原因。但是现在,英国继续为“女王”级航母使用MT-30燃气轮机,就不是那么简单的原因了。“女王”级使用了综合电力管理和综合电力推进技术,军舰的主机中包括4台20MW级别的电动机,这样航母就等于把燃气轮机产生的功率直接转化为电力来驱动航母。
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英国的理念无疑是先进的,这样就能让动力系统在巡航状态下产生的电力提供到航母的雷达和生活系统中,提供全舰用电。同时,也避免了驱动轴功率不足,导致燃气轮机运转吃力的问题。可以说,电力推进是“女王”号航母最大的亮点,还不是那个独特的双舰岛设计。当然,这也是英国敢于在“女王”级航母上应用燃气轮机的原因。不过还是那句话,最适合大型航母的,依然是蒸汽轮机,他稳定、持久、可靠、耐用,而且动力输出平滑,可以让大型军舰长期稳定运行,要比燃气轮机好很多。