和燃气轮机联合动力|以英国海军为例,浅析水面战舰主动力装置的常见类型及发展趋势( 二 )

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22型护卫舰同样采用COGOG动力装置22型护卫舰是英国在1970年代建造的一种大型导弹护卫舰,采用的也是COGOG动力装置。该级护卫舰的吨位要超过21型护卫舰不少,满载排水量4000多吨,第三批次甚至接近5000吨。22型护卫舰的第一批次搭载两台Rolls Royce Olympus TM-3B燃气轮机,总功率49400马力,主要用于加速;巡航用主机是两台Rolls Royce Tyne RM-1C燃气轮机,总功率9700马力。采用双轴推进,最大航速30节,巡航速度18节。第二批次22型护卫舰的动力系统及主机和第一批次相同。第三批次的22型护卫舰使用的也是COGOG动力装置,但是更换了主机。其高速主机为两台Rolls Royce Spey SM-1A燃气轮机,总功率降至37540马力,巡航主机为两台Rolls Royce Tyne RM-3C燃气轮机,总功率仍是9700马力。
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42型驱逐舰是英国海军第一种采用COGOG动力装置的驱逐舰42型驱逐舰是英国海军第一种采用全燃气轮机的导弹驱逐舰。该级舰的第一艘于1970年开工,1971年下水,1975年服役。42型驱逐舰的COGOG动力装置和21型护卫舰相似,前主机舱安装了两台Rolls Royce Olympus TM-3B燃气轮机,后主机舱安装两台Rolls Royce Tyne RM-1A燃气轮机和两部齿轮传动装置。TM-3B燃气轮机的最大功率为27200马力,持续功率为21000马力,RM-1A燃气轮机的最大持续功率为4250马力。42型驱逐舰也采用双轴推进,使用两个5叶变距螺旋桨。第三批次的42型驱逐舰的COGOG动力装置进行了细微调整,加速主机保持不变,巡航主机换成了Tyne RM-1C,总持续功率提高到10680马力。CODLAG动力装置CODLAG动力装置的全称是柴油机电力和燃气轮机联合动力装置,由柴油发电机进行电力传动,燃气轮机作为加速主机。该动力装置的工作模式为:在低速航行时,由推进轴的直流电动机直接驱动定距桨,电动机的电源由柴油发电机组通过交直流、交流机组提供,减速齿轮箱脱开;在高速航行时,启动一台或多台燃气轮机,通过双级减速齿轮箱驱动螺旋桨,在减速齿轮箱轴的输出端装有离合器,电动机主要提供辅助动力;在中速巡航时,保持一台燃气轮机运转,另外一个推进轴由电动机驱动;在倒车时,由柴油发电机组驱动,燃气轮机不工作。CODLAG动力装置运行时的噪音很低,具有很高的经济性,可以在短时间内为战舰提供较高的瞬时输出功率。
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23型护卫舰采用了CODLAG动力装置23型护卫舰是英国海军第一种使用CODLAG动力装置的战舰,也是全球少数几种使用该动力装置的水面舰艇之一。23型护卫舰的前7艘搭载了两台Rolls Royce Spey SM-1A燃气轮机,后9艘升级为改进版的Rolls Royce Spey SM-1C燃气轮机。该级护卫舰安装了两部阿尔斯托姆电力发动机,由四台帕克曼维莱特12RP-200CZ柴油机提供动力。为了降低噪音和振动,23型护卫舰为动力系统安装了减振装置和隔音罩,以及船体振动监视设备,还采用了斜5叶固定纵向推进器。另外,该级舰的CODLAG动力装置还配备了监视控制系统和D86计算机。23型护卫舰的巡航速度为16节,两台燃气轮机工作时的最大航速超过28节,续航力为7800海里/15节。CODLOG动力装置CODLOG动力装置是和CODLAG动力装置相对应的一种舰用动力系统,和CODLAG柴电燃联合动力不同,CODLOG动力装置采用的是柴油机电力和燃气轮机交替动力。使用该装置的战舰在低速或巡航时使用柴电系统推进,加速或全速航行时由燃气轮机单独提供推进动力。CODLOG动力装置的技术难度更大,对燃气轮机的功率要求也更高。但是CODLOG动力装置有着很多优点,结构相对简洁,维护和检修也更加方便,是一种新兴的动力装置类型,已经开始在一些新型水面战舰上使用。
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26型护卫舰采用CODLOG动力装置
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MT30燃气轮机最大功率高达36兆瓦以上26型护卫舰是英国海军正在建造的一种大型导弹护卫舰,使用的正是CODLOG动力装置,由全电力或者燃气轮机直接驱动。26型护卫舰将搭载一台MT30燃气轮机,功率约36兆瓦。Rolls Royce MT30燃气轮机由Trent航空发动机改进而来,是目前世界上功率最大、功率密度最高的舰用燃气轮机,具有极佳的性能,已被美国“朱姆沃尔特”级驱逐舰和英国“伊丽莎白女王”级航母所采用。26型护卫舰的CODLOG动力装置还包括四台12兆瓦的MTU柴油机和两台6.4兆瓦的推进电动机组成,最高航速26节,续航力为7000海里/15节。综合电力推进系统作为一种新型舰用动力系统,比CODLOG和CODLAG动力装置更加先进。CODLOG和CODLAG动力装置在低速航行或巡航时采用柴油发电机-电动机电力推进,而综合电力推进系统则是由电力驱动整个推进装置。综合电力推进系统通过一套综合电力设备,为全舰动力系统和其他系统提供动力支持;用电缆取代了机械连接,与动力系统直接相连驱动螺旋桨,可靠性更强,维护起来更方便;运行噪音更低,经济性更好。该系统的核心综合电力系统,采用模块化设计,使用了新型永磁电机,所占空间和重量更小,体积只有普通电机的四分之一,重量只有后者的三分之一。综合电力推进系统的可改造空间较大,便于支持电磁炮等新型电力驱动武器。由于具备以上优点,美英等国已相继建造了多款使用综合电力推进系统的水面舰艇。
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