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动力 东亚三国新一代护卫舰 大多选用燃气轮机 为何054B选择柴油主机

2024-06-23军事

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在东亚地区,中日韩都拥有强大的海军舰队,在这其中各自护卫舰也有着不同的任务。

随着中、韩、日三国海军最新主力护卫舰即将服役。

中国海军054B护卫舰,韩国海军忠南级、日海自最上级,三级护卫舰动力系统有何特点。

中国海军054B新护的动力水平在其中水平如何,为何只有中国海军护卫舰选择了柴油机动力呢。

舰船用燃气轮机动力系统

当今护卫舰主流动力分类:

01.柴油机动力装置

以柴油机为主机的推进装置,军舰用主柴油机一般为中、高速柴油机。

柴油机动力装置优点是经济性好,重量和尺寸小,机动性高,操纵管理方便。缺点是噪音高,振动大,单机功率小。

02.燃气轮机动力装置

以燃气轮机为主机的推进装置。

燃气轮机为主机的推进装置优点是,单机功率、经济性和寿命等性能指标较高,已被大、中型水面舰艇和特种艇广为采用。

03.联合动力装置

由几种不同类型或型号的主机联合组成的推进系统。

为提高航速,舰艇须装大功率的动力系统。

但舰艇以高速航行的时间比较少,大部分时间都是以巡航或经济航速航行。

因此,一种类型的主机很难满足舰艇对主动力装置的全工况要求,联合动力装置能较好地满足上述要求。

中国海军054B护卫舰

054B护卫舰的详细参数如下:

长度约为148米,宽度约为18米,排水量估计在5500到6000吨之间。

武器系统方面,054B型护卫舰拥有与054A相同的H/AKJ-16型热垂发系统,总计垂发数量为32个,可以发射海红旗16防空导弹,舰体中部倾斜式发射架,用于发射鹰击系列反舰导弹。

054B护卫舰动力系统:

从054B型护卫舰的曝光照片来看,它的烟囱布局仍然是典型的全柴动力系统,没有进排气装置尺寸巨大的烟囱,所以它并没有配备国产新一代的燃气轮机。

所以054B护卫舰很有可能使用新一代的高速舰用柴油机。

CS16V27中高速柴油机:

此型号柴油机是我国自主研发的新一代中高速舰船用柴油机。

该柴油机是我国对标国际同类型先进机型,自主开发的新一代中高速舰船用柴油机。

该型柴油机燃烧效率高、噪声低、采用模块化等先进技术,具有功率密度高、低油耗、低排放、高可靠性等许多优点,技术指标在某些项目上达到了国际同类产品的先进水平。

从单机功率来说,CS16V27型高速柴油机,比054A护卫舰用的16PA6V-280STC柴油机高出了40%左右。

054B护卫舰动力结构图

054B型护卫舰最有可能使用的动力系统,估计是4台CS16V27型中高速柴油机两台为一组,组合的柴-柴联合动力系统。

柴-柴联合动力系统 CODAD:

CODAD动力系统,用2台同型柴油机通过离合器、减速器共同驱动同一个螺旋桨,巡航时使用一台,加速和全速时使用两台。

优点:

CODAD动力系统较省油,结构简单,造价较低,适合大批量快速建造。

缺点:

但柴油机重量大、震动大、噪声大, 整个动力系统有一定的振动,不利于反潜作战时对潜艇的搜索,而且功率相对较低,所以054B护卫舰的会航速受到一些限制。

054B护卫舰动力主机参数:

CS16V27柴油机单台推进功率达到了7280kW,等于7.28MW,约等于为9893马力。

四台CS16V27柴油机总推进功率达到了29.13MW,总输出约等于为3.95万马力。

以4台CS16V油机为动力系统,能够确保054B型护卫舰的最大航速,基本刚刚达到30节航速。

虽然航速不高,但对于054B型护卫舰来说,需要承担航母编队外围各种繁杂工作,可靠性和出动频率是首先要考虑的因素。

韩海军忠南级护卫舰

忠南级护卫舰详细参数如下:

忠南级护卫舰长129米、宽14.8米、高38.9米,标准排水量3500吨,满载排水量4300吨,是韩国海军最大的护卫舰。

忠南级护卫舰舰艏配备一门美制127毫米主炮,主炮后布置两座8单元K-VLS垂直发射装置,可发射天弓舰空导弹,具备拦截短程弹道导弹能力,也使该舰拥有区域反导拦截能力。

舰上还有2组4联装SSM-700K海星反舰导弹、2组3联装324毫米反潜鱼雷发射装置,以及1座密集阵近防系统。

忠南级护卫舰搭载一面新型双波段有源相控阵雷达,其探测距离达450千米。

忠南级护卫舰动力系统:

忠南级护卫舰的动力系统为柴电-燃交替动力系统,最高航速30节。

忠南级护卫舰动力结构图

柴电-燃交替动力系统 CODLOG:

CODLOG动力系统,柴油机不直接通过机械传动系统驱动螺旋桨,而是发电,通过电力带动电动机,再通过离合器-减速器来驱动螺旋桨,柴电为巡航动力,加速和全速时燃气轮机直接全力带动舰船动力系统。

优点:

多个小型柴油机分散发电,CODLOG的动力布置灵活,还增加冗余备份。

而且柴油发电机不必布置在同一个主机舱,抗损能力较为强大,在综合配电的控制下,电力可以在驱动系统之间合理分配。

缺点:

燃气轮机造价高,油耗较高,而且维护也比柴油机要复杂,而且主机只能单向旋转,因此舰艇要另外加装换向装置或者调距桨,但也是当今护卫舰动力的一个发展方向。

南忠级动力主机参数:

该舰配备有1台罗罗MT30燃气轮机。

同时拥有2台MTU 12V1163 TB83柴油机。

以及2部莱昂纳多DRS永磁低速推进电动机。

罗.罗公司的MT30燃气轮机,最大功率为40MW,热效率40%左右,目前是世界上功率最大的船用燃气轮机。

在加力全速推进情况下,1台罗罗MT30燃气轮机,单台推进功率约36MW,约等于4.89万马力。

加之其排水量不大,可以轻松的跑到最大30节以上的航速。

日海自最上级护卫舰

最上级护卫舰详细参数:

最上级护卫舰舰长133米,宽16.3米,标准排水量3900吨,满载排水量5500吨。

其采用紧凑型船体,采用了隐身设计,并装备了一体化综合桅杆,外观非常简洁。

具有多模块作战功能与拓展能力,该级舰除了传统护卫舰功能外,还可以执行猎扫雷任务。

最上级护卫舰的武器配置为:海拉姆近程防空系统、127毫米舰炮、四联装反舰导弹发射系统、SH-60K反潜直升机和三联装鱼雷发射器。

舰艏一套16单元MK41型垂直发射系统,可搭载改进型海麻雀、标准-2Block3B防空导弹等。

该舰的反潜、防空作战各方面能力比较均衡。

最上级护卫舰动力系统:

最上级护卫舰采用柴-燃联合动力系统。

最上级护卫舰动力结构图

柴-燃联合动力系统CODAG:

CODAG动力系统,柴油机和燃气轮机通过离合器、同步器、减速器等,可以只用柴油机巡航,也可以在加速和全速时柴燃共同出力,最大限度地利用了全部的装机功率。

优点:

柴-燃联合动力系统CODAG,最大限度地利用了装机功率,可以提供更好的舰船加速能力。

缺点:

燃气轮机和柴油机的转速、扭力和工作特性差别很大,两种不同动力装置的耦合很复杂。

系统复杂性也使得其可靠性相应降低,维护会比较复杂。

最上级护卫舰的动力主机参数:

两台曼恩柴油机公司12V28/33D STC柴油发动机,单台推进功率约为9.4MW,约等于1.28万马力 。

罗.罗MT30燃气涡轮机单台推进功率约36MW,约等于4.89万马力。

在加力全速推进情况下,燃气轮机和柴油机共可以输出54.8MW,约等于7万马力,可以让最上级航速轻松达到30节以上。

综上所述三级护卫舰动力对比为:

中国海军054B护卫舰:

排水量估计在5500到6000吨。

四台CS16V27柴油机总推进功率达到了29.13MW,总输出约等于为3.95万马力。

054B型护卫舰的最大航速,基本刚刚达到30节航速。

韩国海军忠南级护卫舰:

标准排水量3500吨,满载排水量4300吨。

在加力全速推进情况下,1台罗罗MT30燃气轮机,单台推进功率约36MW,约等于4.89万马力。

可以轻松的跑到30节以上的航速。

日海自最上级护卫舰:

标准排水量3900吨,满载排水量5500吨。

在加力全速推进情况下,燃气轮机和柴油机共可以输出54.8MW,约等于7万马力。

可以让最上级航速轻松达到30节以上。

当今世界海军护卫舰动力发展趋势:

可以看到,燃气轮机体积小,可靠性更强,操作和保养快捷方便,动力输出无时滞,而且噪音明显低于柴油机动力。

联合动力装置为当前各国海军水面战舰主动力装置的发展方向。

由于单一的柴油机和燃气轮机存在各自固有的缺点,同时也都有其所擅长之处,于是将它们联合起来运用,为当今军舰动力系统的发展方向。

联合动力系统能够按照战舰的实际作战需求,采用不同的动力方式组合,最大地发挥出各种动力主机的强项。

通过分析发现,在东亚地区中日韩三国的新一代护卫舰中,只有我国海军采用了单纯的柴油机为主动力,054B护卫舰在这些新舰艇中速度,加速能力也比较慢。

在伴随航母编队共同行动的时候,054B护卫舰可能会有些跟不上航母编队,反潜时也会有些跟不上攻击型核潜艇。

那么为何中国海军新护054B为什么不装备国产新一代燃气轮机作为主机,与柴油机组合为联合动力系统呢。

此问题将在下一篇文章里继续详细的探讨。

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