中國經典艦用發動機的發展目標，超越世界級遍布艦隊

國產QC-185燃氣輪機是瀋陽黎明發動機公司基於國產「太行」渦輪風扇發動機研製的一款航改燃氣輪機，採用三軸、後輸出、軸流式結構，額定功率17.78MW，最大輸出功率18.5MW，熱效率37.2%。該型燃氣輪機熱效率及可靠性高、靈活性強，可廣泛應用於常規發電、電力調峰、管道增壓及其它機械驅動領域。

國產QC-185型燃氣輪機

不妨對比一下QC-185和美國通用電氣公司（GE）於60年代研製的LM-2500燃氣輪機基本型的主要技術參數：

不難看出，從各方面來看，QC-185都和LM-2500很相似。LM-2500系列燃氣輪機是通用動力公司於20世紀60年代以TF39渦輪風扇發動機為基礎研製的一款航改式燃氣輪機。由於該型燃氣輪機性能優秀，所以美國與很多其他國家海軍均採購LM2500燃氣輪機作為作戰艦艇的動力裝置。從20世紀70年代初到現在，LM2500系列燃氣輪機已經銷售了2000多台（包括工業和艦船），佔據了世界艦船燃氣輪機的絕大部分份額，堪稱一代名機。認真研究一下LM-2500的發展軌跡，可以對QC-185未來的發展有所啟示。

要說LM-2500，得從它的原型TF39渦輪風扇發動機談起。TF39是通用電氣公司為滿足遠程重型運輸機C-5的要求而研製的一種大涵道比渦輪風扇發動機。1959年，美國空軍提出「輕重量燃氣發生器」計劃，後改稱「先進渦輪燃氣發生器計劃」，第一次明確提出以核心機研製為牽引的航空發動機研製方針。1963年，在「先進渦輪燃氣發生器計劃」的支持下，通用電氣公司開發出第一台「先進技術核心機」——GE1。在GE1的基礎上，又衍生出了三型驗證機——GE1/6、GE9和GE1/10。1965年4月，通用電氣公司以GE1/6驗證機贏得了C-5「銀河」戰略運輸機的動力裝置競標。1965年12月，基於GE1/6驗證機的新型TF39發動機首次試車，1967年6月開始試飛，到了1968年10月，TF39發動機便開始了生產型交付。值得一提的是，以GE1的另一個衍生型號——GE9為基礎，通用電氣公司後來研製出了F101中等涵道比加力渦扇發動機（用於戰略轟炸機B-1，後來用於F-14/15/16的F110系列渦扇發動機就是它的發展型）和CFM56大涵道比民用渦輪風扇發動機。

1968年4月，應美國海軍的要求，通用電氣公司開始為美國海軍研製新型燃氣輪機動力裝置，這就是後來的LM-2500。在此之前，通用電氣公司曾以J79渦輪噴氣發動機為基礎，為美國海軍成功研製了最大功率11MW的LM-1500燃氣輪機。為了有效的提高新型燃氣輪機的性能，通用電氣公司決定採用剛剛研製成功的TF39渦輪風扇發動機（這時TF39還未正式投產），作為研製LM-2500的基礎。

由於之前研製LM-1500已經積累了相關經驗，LM-2500的研製十分順利。TF39渦輪風扇發動機採用1級風扇、16級高壓壓氣機、整體機匣、環形燃燒室、2級高壓渦輪和6級低壓渦輪，與TF39相比，LM-2500的主要改動，就是將原TF39的風扇去掉，將原先用於驅動風扇的低壓渦輪改為動力渦輪，其它沒有大的變化。1969年，通用電氣公司生產出第一台LM2500樣機。次年的海試證明，LM-2500的輸出功率達到17.9MW，熱效率達到35.5%，完全滿足美國海軍的要求。隨後，通用電氣公司開始了LM-2500的量產。到70年代末，經過技術改進，LM-2500的最大輸出功率已經達到了23.3MW。

一代名機LM-2500

20世紀90年代初，美國海軍提出了將其「黃蜂」級兩棲攻擊艦的動力裝置從蒸汽輪機改為燃氣輪機的要求。黃蜂級原由兩台總功率7萬馬力（51485千瓦）的蒸汽輪機推動，如果要改為燃氣輪機，就要求燃氣輪機的單機最大功率達到35MW以上。為滿足這個要求，通用電氣公司在LM-2500的壓氣機前增加了一個零級壓氣機，大幅提高了空氣流量，從而提高了熱效率和輸出功率——輸出功率達到29.8MW，熱效率達到了38%。通用電氣公司將這個功率增強型LM-2500命名為LM-2500+。

2005年，通用電氣公司在LM-2500+的基礎上再次進行改進，通過對壓氣機葉片進行修形，進一步提高空氣流量，同時壓氣機和渦輪葉片換用新型材料，以承受更高的溫度。通過這些改進措施，通用電氣公司將LM-2500的最大輸出功率提高到了33MW。通用電氣公司將這個「終極版」的功率增強型LM-2500命名為LM-2500+G4。

值得一提的是，1992年，通用電氣公司還在CF6渦輪風扇發動機（TF39的民用版）核心機的基礎上，加上了5級低壓壓氣機，再配上5級動力渦輪，從而獲得了最大輸出功率43MW的LM-6000燃氣輪機，熱效率41%，是這一功率等級最先進的燃氣輪機。

LM-6000型燃氣輪機結構圖。可以清楚的看到，它的高壓壓氣機部分和LM-2500是一樣的

縱觀LM-2500的發展史，我們可以看到，通用電氣以TF39的核心機為基礎，通過漸改，讓LM-2500的功率從17.9MW起步，連續邁上了23.3MW、30MW、33MW三個台階。這個漸改過程，對於QC-185來說，具有重要的參考意義。具體的說，QC-185未來的發展，可以參考LM-2500和LM-6000的發展史，分這樣兩步走：

第一步，在現有QC-185的基礎上，參考從LM-2500到LM-2500+的做法，在壓氣機前增加一個零級壓氣機，提高進氣流量，再配上FT-8燃氣輪機的動力渦輪，從而將最大輸出功率提高到24MW。增加零級壓氣機可以採用太行發動機的風扇頂切，也可以重新設計，中國80年代在進行斯貝發動機改燃機工作時對這兩種方式都做過研究，有技術積累。FT-8燃氣輪機的最大輸出功率就是24MW，其動力渦輪由我國成都發動機公司研製，不存在任何技術困難。這樣的一款燃氣輪機，可以成為海軍目前使用的GT-25燃氣輪機的備份，也可以用於出口型軍艦。

第二步，參考LM-6000的做法，對QC-185的低壓壓氣機和低壓渦輪進行重新設計，用新設計的低壓渦輪既驅動低壓壓氣機，又帶動負載，輸出功率沖40MW。這樣的一款燃氣輪機既能用於未來的萬噸級大型驅逐艦、兩棲攻擊艦等大型軍艦，也可以用於燃氣電站，用途十分廣泛。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！