摘要:可小兵兵覺得,全電推進的技術應用還有個重要原因就是省錢,比如已經使用了綜合全電推進技術的DDG-1000朱姆沃爾特級驅逐艦,由於燃油基本會轉化爲電能,保證推進系統運轉,因此相比燃氣輪機有着更高的燃油效率。不過又因爲在研究電推系統的時候,我們的燃氣輪機(原動機)發電機組的發電功率匹配度存在問題(畢竟交流電那玩意不咋聽話,這點學理科的朋友一定很清楚),所以那時候要是模仿美國的中壓交流綜合電力技術路線,整個電網的穩定性是個大問題,只要有一個分系統癱瘓罷工,或是一條主要線路燒了,那就萬事皆休啊。

今年6月,美國海軍正式公佈了其新規劃的《海軍電力與能源系統技術路線圖》,明確將艦船中壓直流綜合電力系統、共享及分佈式儲能系統列爲重點發展方向,並計劃在2030年正式列裝。

哎,等等,中壓直流綜合電力系統……這莫不是之前海軍馬偉明院士所研究的艦艇電力系統路線?話說,鷹醬你這嘴上嚷着不與我們走一條路的好禽獸,怎麼這麼快就喊“真香”了呢?讓我們來一起走近科學。

不過,在開始說這個事之前啊,咱還是要先跟不知道什麼是全電推進路線的朋友們簡單介紹一下。

全電推,全稱是“綜合全電力推進系統”,具體作用是把傳統艦船中相互獨立的動力系統和電力系統合二爲一。簡單點說就是艦船所有設備包括髮動機,通通10塊錢……額不對,是通通都用電做能源;也可以理解爲使用全電推技術的船,都是“電動船”。

其實,軍艦本就是用電大戶,那些武器系統、信息系統、雷達系統,還有什麼生活用電等等,加在一起用電需求量是極大的,雖然現在軍艦的性能都很好,但在傳統的動力系統上改進的空間還是非常大的。

就拿我們的052C驅逐艦來說,052C驅逐艦安裝了2臺柴油機和兩臺燃氣機,其中那2臺柴油機大多時候是用來發電的,而另外的2臺燃氣機則是用來爲軍艦提供航行動力的。這種動力系統不但結構複雜,而且造價非常高昂。

▲ 中國海軍052C型驅逐艦(資料圖)

而現在的軍艦又極少會有使用最高航速航行的情況,因此推進系統總是有大量剩餘功率可滿足發電需求。那麼簡化動力系統設計,使用全電推進系統,既能降低軍艦造價,又能更好做電能分配。

就現在而言,所有的軍艦使用的都是傳統的機械式推進系統,當然美國的那麼艘動不動就鬧情緒罷工的少爺軍艦“DDG-1000朱姆沃爾特級驅逐艦”除外,因爲它是整合式電力推進系統。

至於英國那艘45型驅逐艦,基本就是個半成品,因爲其電力推進系統和其他用電系統是分開獨立的,並不像美國DDG-1000朱姆沃爾特級驅逐艦那樣,將兩個系統整合在一起。

但是話又說回來了,雖然這倆玩意都不太靠譜,我們也不能輕易否認那倆貨就是未來戰艦發展路上的前輩,雖說是被拍在了沙灘上,可好歹也算爲後來人趟了一次雷。

可小兵兵覺得,全電推進的技術應用還有個重要原因就是省錢,比如已經使用了綜合全電推進技術的DDG-1000朱姆沃爾特級驅逐艦,由於燃油基本會轉化爲電能,保證推進系統運轉,因此相比燃氣輪機有着更高的燃油效率。

按照艦艇服役30年算,光艦用燃油的費用就能省下近2000萬美刀,對於小兵兵這種30年都掙不到200萬美刀的人來說,2000萬美刀那是個遙不可及的數字啊。

咳咳,說正經的。理論上講,綜合電力推進系統的運用,能夠讓艦船節省出很大的空間,由線纜代替以前許多需要機械傳動部件的位置,因此電推進艦艇的內部空間相對而言更加充裕。而推進系統的更新,則高效地降低了戰艦整體的聲學特徵,使得航行的動靜更小。這對軍艦的隱身效果尤爲重要。

不僅如此,還極大減少了能量的損耗,舉個簡單的例子:美軍伯克級驅逐艦的發動機有十萬馬力輸出,足夠支持30節的高航速。假設想要跑到60節(當然它跑不到),那就不是二十萬馬力了,而是需要八十萬以上的馬力,這多出來的七十萬馬力,很大程度上都是損耗。

還有最後也是最重要的一點,就是爲大功率設備上艦做基礎。比如大家翹首以盼的電磁軌道炮、激光武器、電磁彈射啊等等高耗能設備。由於這些設備在短時間內需要大量電能供應,因此對於艦船而言,對電能的分配要求很高。

就拿美國的伯克級驅逐艦來說。伯克級驅逐艦安裝了3臺2.5兆瓦(1兆瓦=1000000瓦)燃氣輪機用於發電,總髮電量能達到7.5兆瓦。但要是把美軍預計在第三艘DDG1000驅逐艦上安裝的電磁炮,強行安裝到伯克級驅逐艦上,那它可就喫不消了。

因爲那門電磁炮的炮口動能就高達64兆焦,以10發/分的射速持續發射時,需要至少12兆瓦的電能供應,遠遠超過伯克級7.5兆瓦的發電功率,因此伯克級要是安裝了那門電磁炮的話,射速就僅能達到5發/分。

而且這還是將所有電能都用在爲電磁炮供能上的結果。要真是在戰場上,誰也不敢真這麼幹——雷達不能用,沒法發瞄準;反導系統不能用,傻愣愣的挨炮,連求個救都做不到;通訊系統也不能用,相信美國人腦子只要沒進水,就不會這麼幹。

所以,有一個可靠的電力分配系統十分重要,而且美國在其下一代軍艦的綜合電力系統技術路線的技術規劃中,也明確提出了“中壓交流電網、高頻交流電網和中壓直流電網綜合使用”的第二代軍艦的定代標準。

然而中壓直流電網這部分,很不巧就是我們領先美國的部分。要說這部分我們能夠領先,也是多虧了美國。當初我們想跟國外買先進的燃氣輪機,但美國就非要封鎖我們,不讓人家賣給我們。那我們能咋辦,自己只能搞唄,反正都習慣了美國封鎖技術那一套了。

不過又因爲在研究電推系統的時候,我們的燃氣輪機(原動機)發電機組的發電功率匹配度存在問題(畢竟交流電那玩意不咋聽話,這點學理科的朋友一定很清楚),所以那時候要是模仿美國的中壓交流綜合電力技術路線,整個電網的穩定性是個大問題,只要有一個分系統癱瘓罷工,或是一條主要線路燒了,那就萬事皆休啊。

看看英國的45型驅逐艦和美國DDG-1000朱姆沃爾特級驅逐艦,老是跑半路就癱瘓,就知道他們那套技術路線有點問題。好在我們一開始就覺得學不了人家,硬件跟不上,就把技術作爲重點的研究方向,結果搞來搞去,我們的技術路線反倒是一條更好的路線,美國還要從頭走我們走過的路。

其實,超前的技術研究就是這樣的充滿不確定性,不一定擁有最好的條件就能有最好的結果,步子一下子邁得太大,容易造成蛋蛋的憂傷。

另外,人品這東西也很重要,說起來他們也該想想爲啥會被人指着鼻子說:做人不能太美國了。

說到這裏,一定有很多的朋友會問,爲什麼我們的沒有全電推軍艦,或是我們的航母會不會有電磁炮或是使用電磁彈射?

對於上述問題,小兵兵只能說:麪包會有的,牛奶也會有的。如果有誰非要問,那可別怪小兵兵抄起手機撥打“12339”嘍。

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