在耀眼的正午阳光之下;——苏系大功率舰用燃机在解体后的发展(下)
在向乌方引进GT25000舰用燃气轮机之前,CN已经开始走上了自主研制舰用燃气轮机的道路,并已经取得了一些成绩。20世纪70年代,CN从带英引进了“斯贝”MK202涡扇发动机,经国产化后定型为涡扇-9。
自80年代起,相关部门开始在涡扇9的基础上开展航改燃气轮机GT1000的研制,该机于1993 年通过了样机性能鉴定,ISO标准下最大输出功率达 10.5MW。
航改燃气轮机,顾名思义是基于航空发动机上改进而来的燃气轮机。目前西方所有的舰用燃机,如GE的LM2500系列、罗罗的SM1系列、MT30和MT7,均基于现有航空发动机改进而来。基于斯贝系列涡扇发动机发展出来的SM1系列舰用燃机,目前仍装备在23型护卫舰、秋月级驱逐舰等主力海军战舰上。
具体可见这里:秋月与朝日,霓虹两型主力驱逐舰有何异同?
若GT1000航改燃机继续发展下去,或许在今天,我们会看到与SM1系列极为相像的“华系斯贝”系列燃机,在水面舰队中大规模装备的景象。
但是,LM2500-30 型航改燃机的引进和装舰,似乎击碎了“华系斯贝”的发展之路,LM2500-30在ISO标准下输出功率为19.8MW,比10.5MW的GT1000 多出近10MW的功率。
具体可见:不同的燃气轮机,相同的舰艇安装箱!
在已经选定采用柴-燃交替推进系统(CODOG)作为新一代驱逐舰动力系统的前提下,拥有更大功率输出的LM2500-30会比SM1/GT1000更加合适。即使是后来无法再引进LM2500-30,已经生产出样机的GT1000仍然未能迎来翻身之日——相关部门看中了由曙光机械设计科研生产联合体研制的GT25000型燃机,并在90年代中后期与乌方签署了引进协议。这也宣告着“华系斯贝”的舰用燃机发展之路也就止步于此,GT1000这一型号也就慢慢的埋没在了历史的长河中。
值得注意的是,GT1000的研制单位是哈尔滨船舶锅炉涡轮研究所,属于船舶工业部门。进入新世纪后,船舶工业燃机部门开始转向吸收消化-自主生产GT25000。而航改燃机这一路线,则以“另起炉灶”的方式,出现在了航空工业部门的发展条线之中,并发展出了广为人知的QD/QC(船用)系列航改燃机家族。
在航改燃机家族中,最受瞩目的莫过于QC70和QC185这两个型号,前者是基于涡扇10发动机发展出的7MW级燃气轮机,自90年代末开始研发,如今已装备于野马气垫登陆船上,是水面舰队目前两种可用的舰用燃气轮机之一。
QC185是基于涡扇10发动机发展出的大功率舰用/工业用燃气轮机,功率可达18MW,是首个自主研发的可用于驱护舰主动力的先进舰用燃机。QC185的问世,标志着CN航改燃机技术路线取得了重大突破和进展,并在一定程度上使得航发燃机系统拥有了与船舶燃机系统在舰用动力方面正面竞争的实力。
然而,从2004年QC185问世至今已有近20年,我们仍未看到除QC70之外的任何一款航改燃机装备于水面舰艇之中。QC185在几经风波之后,以“太行15”这一新名称于今年通过了阶段成果评审鉴定,如果对燃机行业新闻不甚了解,甚至都不知道该型燃机已经至少改了三次名称(QD/QC185—AGT15—太行15)。
倒是船舶燃机系统的GT25000系列燃机,随着052D和055这两型驱逐舰的批量建造,乘着造舰大潮的东风,在仅仅8年时间内就成为了世界上装备数量最多的大功率舰用燃气轮机之一,并已经发展出了工业驱动机组、工业发电机组、工业低排放型机和舰用燃气发电机组等多个型号。成为了人尽皆知的明星工业产品。
有意思的是,航发燃机也从乌方引进了GT25000,这就是曾经广为人知的QD/QC280燃气轮机,在很长一段时间内,很多人都以为水面舰队采用的是QC280,而不是船舶燃机出品的GT25000。时至今日,历经两次更名(QD/QC280-AGT25-太行25)该型燃机,依然是航发燃机产品序列中功率最大的轻型燃机产品,已经在工业领域获得了应用,但未获得船舶领域的订单。
GT25000系列(又名CGT-25)之所以能如此的强盛兴旺,主要原因还是因为其实力足够的强大、技术基础足够的扎实。GT25000基于GT15000发展而来,GT15000在ISO标准下输出功率为17.6兆瓦,在输出数值上接近同时期的LM2500基本型号,GT25000在输出功率上增加到了25-26兆瓦(ISO标准下),可满足052B/C等中型驱逐舰的推进动力需求。首批引进自乌方的GT25000于2003年前后已进口到位,而此时QC185尚未完成验证机的测试工作。
同时期船舶工业燃机部门已开展GT25000的国产化工作,并制定了为GT25000改用国产一体化箱装体等一系列改进工作,之后还开展了如进气喷水、S-S循环等以提升功率为目的改进研究工作。进入21世纪20年代,GT25000在ISO标准下输出功率提升到了28.7兆瓦,输出功率更强、技术更成熟且进入舰队序列更早,使得GT25000系列在舰用领域占尽了天时地利人和,
相比之下,QC185的境遇则比GT25000黯淡了不少,时至今日只出现在工业场景内,舰用版则彻底销声匿迹。究其原因还是因为输出功率太小、且背靠的相关技术和产品成熟的太晚。航发产品在很长一段时间内都是CN的短板,其典型案例就是QC185的母型机——涡扇10发动机。作为CN航发不断突破、不断成长的典型案例,涡扇10项目在迈向成熟可靠的道路上遇到了各种各样的困难和挑战。
在首批次052B/C下水后,出现过将近10年的“驱逐舰空白”,在这一段时间内,水面舰队未增购过一艘驱逐舰。如果QC185在这一时期中实现了整机成熟化,且输出功率提高到20-21MW,则很有可能会能与GT25000在舰用领域展开正面竞争,角逐052D乃至055的动力主机选型。但很可惜的是,此时的涡扇10仍处于不太成熟的阶段,而QC185也一直未能实现输出功率上的增加,即使进入了21世纪20年代,QC185在很多方面相比于GT25000都仍旧处于劣势,自然就无法被水面舰队采用,也就错过了装舰的机会。
如今,船舶燃机部门和航发燃机部门均确立了以“引入间冷循环+改进现有燃机”为新一代燃机的技术开发路线。作为王牌产品的GT25000,也就迎来了进一步改进,并由简单循环改进为间冷循环的机会。进入30年代,GT25000家族即将迎来这位有史以来改进幅度最大、额定输出功率最大的新成员。
根据相关公开资料,船舶燃机部门新研制的某型舰用燃机已经进入了考核测试阶段,该型燃机在海军条件下(27 ℃、1.01325bar)输出功率可达35兆瓦,ISO标准下输出功率预计可达40兆瓦,该型燃机的研制成功,或将标志着CN正式成为继带英之后,第二个成功研制40兆瓦级舰用燃机、并成功装舰的国家。也将意味着GT25000系列燃机,将继续作为水面舰队的绝对主力燃机,迎来一个更加闪亮、光明的新时代,如那耀眼的正午阳光一样,散发着那璀璨炫目而又温暖有力的光芒。
虽然QC185在舰用领域“败了”,但航发燃机系统仍未放弃努力,并开始在新的赛道上开始了与船舶燃机之间的新竞争。根据相关资料显示,早在2016年前后,航发燃机已经研制出了首款自主生产的间冷循环燃气轮机样机,并在后来推出了基于QC185发展而来、功率达40兆瓦的QD/QC400间冷循环燃气轮机。
虽然一些消息称QC400未能赢得水面舰队的青睐,但这一系列燃机产品的推出,标志着航发燃机系统已经建成了一个功能齐全、实力雄厚的燃机研发生产队伍。随着涡扇15和CJ2000等新一代大推力航发的研制成功,航发燃机在母型机的选型上已经拥有了绝对优势,在未来或许会推出40兆瓦甚至更高功率的新型简单循环燃机,争取到与GT25000家族一较高下的资本。
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