在之前的文章中,作者和大家聊了一系列关于我国各种舰艇发展的故事,例如055型驱逐舰、052D型驱逐舰、054B型护卫舰等等。今天,我们聊聊我国舰艇使用的燃气轮机。目前,我国舰艇普遍使用GT25000系列燃气轮机。但是,GT25000系列燃气轮机的发展潜力有限,对于我国海军各种主力舰艇来说,需要发展新一代的舰艇动力。其中,包括了CGT30系列燃气轮机。

052型驱逐舰,总计两艘
首先,我们聊聊舰艇的动力系统。目前,各国海军舰艇,普遍使用燃气动力、蒸汽动力和柴油动力。其中,蒸汽动力系统已经逐步退出历史舞台,除了航母或者部分舰艇之外,已经很少使用。至于燃气轮机和柴油动力,各有特点,属于大部分主力舰艇的标配。有的舰艇根据实际需要,采用柴燃联合动力,例如052D型驱逐舰等等。
长期以来,发动机技术滞后,严重制约了我国陆海空各个领域的武器装备发展,例如坦克装甲车辆需要的柴油发动机、战机需要的涡扇发动机、舰艇需要的燃气轮机等等。由于动力系统的技术有限,70年代,我国发展的051系列驱逐舰,一直使用蒸汽动力系统。80年代开始,我国与欧美各国进入了非常宝贵的蜜月期。

90年代,解放军海军编队
在这一段时间内,我国接触到了一系列的欧美先进技术和理念,对我国90年代之后的国防现代化,起到了承前启后的关键作用。80年代,我国利用宝贵的时间周期,从美国进口了LM2500系列燃气轮机。截至目前,LM2500燃气轮机的后期改进型,仍然是各国舰艇的动力标配。90年代前期,我国先后建造了两艘052型驱逐舰,正是采用了从美国进口的LM2500系列燃气轮机。
不过,进入90年代以后,我国已经无法继续从美国进口LM2500系列燃气轮机。因此,90年代末期,我国发展的051B型驱逐舰,不得不重新使用蒸汽动力。几乎同一时期,在无法从美国进口燃气轮机的情况下,我国只能转而从乌克兰进口DA80型燃气轮机。21世纪初期,我国先后建造了两艘052B型、两艘052C型驱逐舰,采用了DA80型燃气轮机。

051B型驱逐舰,采用蒸汽动力
但是,依靠进口根本不是办法。2007年左右,我国发展的两艘051C型驱逐舰,不得不再次使用蒸汽动力。很明显,舰艇燃气轮机已经成为我国海军主力舰艇的发展瓶颈,直接限制了我国主力舰艇的建造数量。我国发展主力舰艇的同时,也在一步步发展国产燃气轮机。
我国在乌克兰DA80型燃气轮机的基础上,进一步仿制、优化、改进,终于推出了国产GT25000系列燃气轮机。2010年代,我国先后发展的052D型驱逐舰、055型驱逐舰,都采用了GT25000系列燃气轮机。其中,055型驱逐舰属于13000吨级舰艇,采用了4台GT25000系列燃气轮机。052D型驱逐舰,属于7000吨级舰艇,采用了两台GT25000系列燃气轮机、两台辅助动力柴油机。

052D系列驱逐舰,大批量建造
随着GT25000系列燃气轮机的定型,大批量生产、装备,我国海军的大中型主力舰艇,终于解决了缺乏燃气轮机的关键问题。我国海军的各种驱逐舰,开始批量建造。但是,GT25000系列燃气轮机,并不完美,仅仅解决了舰艇动力的有无问题。
与美国、欧美的舰艇燃气轮机相比,仍有明显的差距。我们以GT2500-D型燃气轮机为例,额定功率28兆瓦,热效率36%。那么,欧美各国的燃气轮机,属于什么水平呢?

日本最上级护卫舰
美国最新的LM2500—G4型燃气轮机。额定功率34.8兆瓦,热效率39.3%。按照美国海军的发展计划,阿里伯克3型、未来的DDGX型等一系列主力驱逐舰,基本上都会使用LM2500—G4燃气轮机。欧洲的MT30燃气轮机,属于新一代大功率燃气轮机。额定功率36兆瓦,最大功率40兆瓦。
英国的女王级航母、美国的朱姆沃尔特级驱逐舰、日本的最上级护卫舰、韩国的大邱级护卫舰、意大利的理雅斯特级两栖攻击舰等诸多舰艇,都采用了MT30系列燃气轮机。一整套MT30燃气轮机,加上附属管线和安装底座,总计全重27吨左右。一整套美制LM2500系列燃气轮机,整个系统全重23吨左右。

美国阿里伯克系列驱逐舰
与美国、欧洲的燃气轮机相比,我国GT25000系列燃气轮机,存在功率偏小、热效率偏低等问题。对于我国主力舰艇来说,如果吨位进一步增加,或者发展新一代的主力舰艇,必须安装新一代的燃气轮机。在这样的大环境下,随着我国科技水平的全面发展,我国先后推出了CGT30型、CGT40型燃气轮机。其中,CGT40型燃气轮机属于40兆瓦级别的燃气轮机。
采用了间冷循环技术(ICR),最大功率40—42兆瓦之间,热效率39.5%。在很多推测中,我国新一代大中型舰艇,极有可能使用CGT40型燃气轮机,因为功率强劲。但是,CGT40型燃气轮机的尺寸偏大,在工业生产领域,没有太大的问题。但是,如果安装在各种舰艇上,困难很多。
作者认为,反而是采用CGT30型燃气轮机的可能性更大,尤其是CGT30燃气轮机的改进型。CGT30型燃气轮机在2022年定型、2023年交付用户使用,代表了我国在燃气轮机领域的最新成果。额定功率33兆瓦,热效率38.5%。如果我国在CGT30燃气轮机的基础上,进一步发展军用舰艇使用的版本,功率还有可能进一步增加。

法国FDI型护卫舰模型
换而言之,在额定功率和热效率等指标上,基本达到或者接近美国LM2500—G4型燃气轮机的水平。由于CGT30型燃气轮机的尺寸比较小,更加符合舰艇使用的实际需要。对于我国海军来说,发展9000吨级驱逐舰、1.5万—1.7万吨级驱逐舰的条件,已经基本成熟。以美国阿利伯克3型驱逐舰为例,主要动力就是两台LM2500—G4型燃气轮机。
对于我国海军来说,一旦拥有了适当动力的燃气轮机。各种主力舰艇在设计过程中,不再需要过分追求长宽比,我国海军的各种大中型舰艇,也会更加“丰满充实”。当然,关于CGT30型燃气轮机的发展,仅仅是国外媒体的推测,并不完全准确或者真实。
