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舰用发动机分为蒸汽轮机、柴油轮机以及燃气轮机这几种,而燃气轮机是目前技术级别最高的发动机,其工作原理与航空发动机是一样的,事实上燃气轮机正是在航空涡扇发动机的基础上改进而来,同样具有体积小、功率大、启动快等优点,因而适合作为军用舰艇发动机使用。全球能独立研制与生产舰用燃气机的国家不多,暂时只有英美中俄英乌这五国,虽然舰用燃气机与航空发动机有密切关系,但这并不意味着能造出航空发动机就一定能造出大功率的舰用燃气机,比如法国能研制出M88型战机发动机,但舰用燃气轮机还需从美国进口。
英美中俄乌这五国中,英国是最老牌舰用燃气轮机研发国,其次是前苏联,接着是美国,最佳新人奖则属于我国。年英国就造出了世界上首台燃气轮机加特里克,如今英国罗罗公司制造出的燃气轮机MT30,仍是世界上最先进的,也是功率最大的军用燃气轮机,额定功率就达到了5万马力;前苏联的研发只比英国晚了9年,年M1型燃气轮机就被装配在鱼雷快艇上了,在乌克兰的曙光工业集团一共研发了4代19个型号的舰用燃气轮机,占据了当时燃气轮机总量的1/3。美国比前苏联又稍晚了一年,得益于其发达的航发工业,如今最新的LM+G4型最大功率已超过了4万马力,排在英国MT30之后。我国在20世纪60年代末开始研发,但被西方紧密封锁技术,到了21世纪才研发出具备4万马力的QC-燃气轮机。
俄乌分家后,俄国不但失去了乌克兰的工业基地,还丧失了研制舰用发动机的能力,俄乌没反目之前乌方根据协议为俄方提供发动机,后来乌克兰投向西方就中断了供应,俄国海军一度陷入了困境,为了在舰用发动机方面不受制于人,上世纪90年代俄国的土星联合集团开始了这方面的研制工作,最开始在AL-31F航空发动机的基础上进行摸索,到了年首部舰用小型燃气轮机M75RU交付使用,虽然功率只有7千马力但好歹走出第一步。自此之后,俄国像重开了科技树,又成功研制出1万马力的M70FRU燃气轮机,如今功率高达2万马力的M90FR燃气轮机也成功了。
燃气轮机就是通过压气机将空气压缩后泵进燃烧室内,然后与喷射成雾状的航空燃油混合燃烧,最后燃烧产生的高温燃气向后喷出推动涡轮的转动。这看起来简单但内部的结构非常复杂,每个部件的精密度与耐压、耐热性能要求极高,这就导致了大功率燃气轮机的研发难度直线上升。燃气轮机的优势首先就是马力大、启动快,以舰载机的启动为例,发动机从怠速到最大功率只需几秒的时间,舰用燃气轮机也只需要几十秒时间而已,特别适用于作战时舰艇紧急变速的需要;其次就是体积、重量小,对于战舰来说就能省出空间搭载更多的弹药;最后就是维护保养方便。
燃气轮机当然也是有弱点的,那就是平常慢车(怠速)情况下,比蒸汽机、柴油机都要耗油,燃油利用效率不高。即使在火力全开的状态下,热效率也只有30%左右,相当于烧三升油只有一升变成了动力,其它的都白白浪费了,当慢车时热效率就更低了,这与汽车发动机的工作情况是类似的。另外,燃气轮机使用轻柴油,吃的是细粮,而燃油机、蒸汽机使用普通柴油也可以是重油,粗细粮都能吃,这里的花销差距就更大了。战舰非战时状态占了90%,平常是以巡航为主,燃汽机就成了鸡肋的存在,这也导致了大多舰艇都不会装备纯燃汽轮机,否则还没开仗就先破产了。