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如何將飛機發動機裝到坦克軍艦上

現代無論是軍用飛機還是民航飛機,幾乎都無一例外的安裝了渦輪風扇噴氣發動機,而渦扇發動機的技術水平也是衡量一個國家航空科技硬實力的一個關鍵指標,其實,給飛機用的高性能渦扇發動機也是可以用於坦克軍艦的,那這是怎麼一回事呢,讓筆者給大家細細道來····

船用燃氣輪機其實在工作原理上與航空渦輪發動機非常類似,都是以空氣為介質,靠高溫燃氣推動渦輪機械連續做功的大功率、高性能動力機械。

它主要是由壓氣機、燃燒室和渦輪三大部件組成(與我們前面講到的航空發動機核心機三大部件相同),再配以進氣、排氣、控制、傳動和其他輔助系統。當燃氣輪機機組啟動成功後,燃氣輪機就會開始進入穩定的熱力學循環過程。壓氣機連續不斷地從外界大氣中吸入空氣並增壓,被壓縮後的空氣溫度升高有利於與燃料進行更猛烈的化學反應(化學反應速度和程度與溫度成正比),更大的膨脹比也有利於壓縮空氣燃燒後釋放更大的能量。

壓縮空氣從壓氣機出來後即進入燃燒室,在燃燒室進口被噴入燃料進行摻混後點火燃燒,燃燒產生的溫度可高達上千度,壓力也會激增。

如此作用下的高溫高壓燃氣從燃燒室出口噴出推動渦輪葉片做功。渦輪將燃氣的能量轉化為動能後,一方面用於壓氣機壓縮空氣持續進行熱力學循環,另外一方面由主軸將轉子的扭矩輸出,經過減速器減速以後用於推動船舶前進。

與傳統的船用動力的推進設備——蒸汽輪機和柴油機相比,燃氣輪機主要具有以下三大優勢,

首先是功率密度極大。一般情況下,同等功率的燃機體積是柴油機的三分之一到五分之一,是蒸汽輪機的五分之一到十分之一左右。

這是由於燃氣輪機本身由精巧的連續轉動熱力學循環結構造成的,體積小、功率大,非常適合軍艦分艙小、航速要求高的特點。

當然在這裡特地強調一下,我們並不能就此認為船用燃氣輪機在船上所佔的空間就一定是柴油機和蒸汽輪機的五到十分之一,因為畢竟要考慮燃氣輪機一些其他的附屬設備,經過綜合考量進行對比,

一個最簡單的例子,美國的M1主戰坦克使用的就是燃氣輪機作為主動力,但是由於要配套安裝空氣過濾器等附屬設備,M1坦克的動力艙相較於其他國家的主戰坦克沒有表現出體積的優勢來。

其次,燃氣輪機的啟動速度很快,對於軍艦的戰時出動和反潛作戰時加減速性提高大有裨益,

燃氣輪機可以在啟動機幫助下在1-2分鐘就可以達到最高轉速。而柴油機由於轉子運動源於活塞的往複,加速較慢,蒸汽輪機就更不用說了,

由於蒸汽鍋爐啟動前需要進行預熱,整個啟動過程更是「反應遲鈍」,整個系統達到最高功率輸出可能需要長達一小時甚至數小時的時間。

最後,燃氣輪機的雜訊低頻分量很低。由於燃氣輪機本身處於高速穩定轉動當中,產生的雜訊更多是高頻嘯聲。

而柴油機的活塞往複產生了大量低頻機械振動雜訊,恰好迎合了海洋容易傳播低頻雜訊的特點,導致軍艦容易被敵方聲納探測,所以柴油機動力尤為不適合給反潛軍艦作動力系統。

所以從這個角度上說,很多人認為我國的054護衛艦可以充當未來海軍航母戰鬥群的反潛主力的觀點非常值得商榷,因為054護衛艦採用的主動力正是柴油機,不光有著上面所說的雜訊問題,就連最大航速也只有28節,這對於反潛作戰無疑會有著一定的負面影響。

所以綜合以上三大優點,燃氣輪機無疑成為了各國軍艦動力系統發展的最優選擇。

現如今世界上有很多國家已經實現了主力水面作戰艦艇的燃氣輪化,如美國海軍、英國皇家海軍以及日本海上自衛隊等。

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