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我国攻克10兆瓦吊舱推进器全电推进核心关键打破西方国家垄断

来源:爱游戏APP手机登录网页版    发布时间:2024-11-06 01:29:39

  不久前,哈工程发布的一张关于未来驱逐舰的设计概念图,引起了军事爱好者们的热烈讨论。这艘设计中的驱逐舰,预计将拥有超过两万吨的排水量,并配备各种先进的定向能武器,极大地提升了其作战能力。

  然而,许多人可能没注意到的是,在这张概念图的后方,舰尾处安装了一个吊舱式推进系统。通常情况下,这种推进系统只有在装备了综合电力推进系统的舰船上才会被采用,这在某种程度上预示着未来的大型驱逐舰肯定会采用这种综合电推技术。

  最近传来的消息更是让人感觉到,这种万吨级驱逐舰可能很快就会成为现实。就在本月早一点的时候,我们的704研究所成功完成了国内自主研发的10兆瓦T型吊舱推进器的全负荷动态试验,这是我们在综合电推技术领域取得的一项重大突破。

  吊舱推进器是一种将电机直接安装在船体外,并与螺旋桨直接连接的推进系统。由于它能够直接进行360度的水平旋转,因此能被视为舰船版的矢量推进系统。

  与传统的舰船轴系推进装置相比,吊舱式推进系统去除了复杂的传动机械、主轴和舵机,显著减少了动力单元占用的舰内空间,从而简化了整个舰船的动力系统。

  此外,吊舱式推进系统在运行时几乎不会产生噪音和震动,加上其可以任意水平旋转的能力,使得装备了这种推进系统的舰船在海上的转向更为灵活,回转半径也大大缩小。

  这种推进系统也是综合电力推进系统的核心,综合电推是目前海军舰船动力技术中最先进的解决方案,它改变了以往动力系统和发电系统各自独立运行的情况。无论是燃气轮机还是辅助发电机组,都用于发电,为全舰的电力设备和动力单元供电。

  在吊舱式推进系统成熟之前,早期的综合电推一定要通过传动轴将电动机和螺旋桨连接起来。而随着吊舱式推进系统的成熟,发电机组可以直接通过电线与推进器连接,从而释放了原本被传动轴占据的舰尾空间,能够适用于其他用途,如舰员舱室或储藏室。

  总的来说,吊舱式推进器的军事意义大多数表现在其紧凑的结构设计,减少了被攻击的风险。发电机组与动力单元之间的简单连接,即使舰体受损也可能不可能影响电力传输,并能根据需要灵活设计推进器的安装的地方,这些都有助于提高舰船在战场上的生存能力。

  此外,吊舱推进器的使用还有助于舰船加装减震降噪装置,降低整舰的震动和噪音,从而增强舰艇的隐身能力。总之,吊舱推进器技术的突破对我们海军整体实力的提升具备极其重大意义。

  尽管我们在吊舱式推进系统的研发上起步较晚,国外市场主要被“A-B-B”、“GE”等外国公司垄断,他们的吊舱推进器功率范围从400千瓦到30兆瓦不等。

  而我们在这一领域仍处于起步阶段,许多大型船舶使用的吊舱推进器都是进口的,因此在设计、制造、故障诊断和事故处理等方面与国外仍有差距。

  以推进电机技术为例,国外主要是采用永磁同步电机技术,从20世纪70年代就开始研究。

  法国的CEM公司首先研发出了18.5千瓦的高效永磁同步电机,随后西门子和肖特尔公司联合研制了SSP推进电机,采用了独特的双螺旋桨设计。

  俄罗斯的电气物理装置研究所则开发了功率达到4100千瓦的切向式磁路结构永磁推进电机,并已实际应用于船只。可见,发达国家对大型永磁同步电机的研究很看重,相比之下我们的研发进展和技术积累就显得较为落后。

  在中国,只有712所和几所高校在研究永磁同步电机,直到2013年,我们才研发出了首个3兆瓦的永磁同步电机,标志着我们具备了应用大容量中压电力推进系统的能力,但与国外相比仍有差距。

  此外,吊舱式推进器除了需要大功率之外,还需要一个能在不同海况下安全航行的控制管理系统,即变压变频调速。要解决这一难题,就需要对恒压频比控制变频调速、矢量控制和直接转矩控制进行技术攻关,这将是一个漫长而枯燥的过程。

  我们不缺乏技术人员,唯一缺乏的就是时间。只要给军工科研工作者足够的时间,我相信我们肯定能赶上西方国家的进度。

  但由于我们进入吊舱式推进器领域较晚,直到2007年才开始应用这种技术。虽然我们已研制出了400千瓦、2兆瓦和5兆瓦的紧凑级吊舱推进器,但与国外的技术竞争长期处在劣势。

  幸运的是,今年我们成功完成了10兆瓦级大功率吊舱推进器的全负荷动态试验,这标志着国产吊舱式推进器技术迈出了一大步。整个10兆瓦吊舱推进器的国产化率达到了100%,显示了我们在军工领域的稳步发展态度,不盲目追求高功率,而是逐步从小功率做起,逐步解决研发过程中遇到的问题。

  然而,这个10兆瓦的推进器对于军用舰船来说还不够强大。一艘6、7千吨级的舰船以30节的速度航行,至少需要44兆瓦的动力单元。对于万吨级的驱逐舰,所需功率还要更高。

  因此,704所的这个10兆瓦级吊舱式推进系统,目前只能解决海军舰船是不是具备吊舱式推进器技术的问题,还不能满足海军大型军舰的需求。

  接下来,我们将关注704所是否能在这个10兆瓦级吊舱式推进器的基础上,研发出20兆瓦甚至30兆瓦级的推进器。那时,我们的万吨级驱逐舰将基于全国产的吊舱式推进系统推出综合电推版本,而我们下一代万吨大驱从设计到实物的转变时间也将大大缩短。

  说实话,与前几年相比,今年关于国产航空发动机和舰船动力的新消息似乎不那么频繁。我希望这是因为保密等级的提高,导致这些消息没有对外公布。也许军工部门正计划在今年的珠海航展上给我们一个惊喜,给所有军事爱好者一个巨大的震撼。

  基于这一点,我对今年的珠海航展越来越期待,希望能看到代表海陆空装备未来发展趋势的新装备。感谢每一位看到这个地方的观众朋友,谢谢大家,我们后会有期。

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