全球艦用燃氣輪機三強:英國執牛耳,美國錯半步,中國後來居上

很多人把航空發動機稱爲一個國家工業皇冠上的鑽石,那麼以航空發動機爲基礎研製的艦用燃氣輪機,也可以稱爲工業皇冠上的鑽石。目前全球只有四個半國家擁有軍用大功率艦用燃氣輪機技術,這四個國家分別是美國、英國、中國、烏克蘭,另外半個是俄羅斯。

美國最典型的艦用大功率燃氣輪機是LM2500系列燃氣輪機,這是美國通用電氣公司於上世紀六十年代以TF39渦輪風扇發動機爲藍本研製的航改式燃氣輪機。LM2500幾乎佔領了“半個地球的海軍”,裝機總檯數達到5000臺以上。該系列燃機經過數十年改進,至今依然是世界最好的大功率艦用燃機,最新改進款是LM2500+G4燃氣輪機,輸出功率可達36.98兆瓦。

英國的大功率艦用燃氣輪機技術也很頂尖,全世界最強大最先進的艦用燃氣輪機MT30,就是英國產的,是“一臉煞白女王”號航母和DDG1000朱姆沃爾特級驅逐艦的動力,最高輸出功率可達40兆瓦及以上,老牌帝國還是有一些底蘊的。

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不過,烏克蘭已經不算是掌握先進艦用燃氣輪機的國家,烏克蘭始終在吃老本,甚至現在老本吃的也很困難,燃氣輪機企業多次遭到俄羅斯的轟炸。因此烏克蘭已經失去了艦用燃氣輪機的持續發展能力,只能維持蘇聯時期留下的技術。

俄羅斯比較慘,蘇聯解體後沒能繼承和掌握大功率燃氣輪機技術,因此俄羅斯到現在也沒有發展出自己的大功率燃氣輪機。俄羅斯剛剛仿製了烏克蘭的一種並不很先進的M55R中型機,這套M-55R柴油-燃氣渦輪機組,由2臺俄羅斯國產的M90FR型燃氣輪機、2臺10D49型艦用柴油機和RO55R型重型減速箱組成。

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這款M90FR燃氣輪機實際上是烏克蘭的UGT-15000型燃氣輪機的俄羅斯山寨版,10D49型艦用柴油機也都是烏克蘭柴油機的俄羅斯山寨版。

因此俄羅斯只是初步地解決了排水量4000噸級的中型水面戰艦的國產化燃氣輪機,如果想要建造大型水面艦,還需要研製一款與中國GT25000燃機系統類似的大功率燃機,因此俄羅斯目前還沒有能適用於七八千噸甚至數萬噸戰艦的大功率艦用燃氣輪機。

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至於剩下的髪國、德國、日本和意大利等西方工業強國,他們也有自己的先進燃機技術,但他們沒能整體設計和製造大功率艦用燃氣輪機,他們只是在小功率的燃機、民用的燃氣或個別燃機領域有一些建樹。例如德國西門子的優勢在於民用燃氣輪機,而大功率艦用燃氣輪機,這個德國真沒有。日本三菱重工的頂級重型燃氣輪機功率可以達到680兆瓦,國際市場份額是全球排名前列,但這些都是民用機型。

中國海軍在80年代末首次接觸到先進艦用燃氣輪機,當時中國從美國一次進口了五臺LM2500型燃氣輪機,除了教學研究的一臺樣機以外,其餘四臺分別裝配於052型導彈驅逐艦112哈爾濱艦和113青島艦。此外,中國從德國MTU公司引進了續航艦用柴油機和減速齒輪箱,並同時引進技術。中國引進德國艦用發動機和傳動系統,就是爲了學習技術,然後踹了洋人,自己發展的。

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目前我國的大功率燃氣輪機技術已經達到世界領先水平。主要代表機型是軍迷黑話“狗頭2500”的GT-25000燃氣輪機,來源於上世紀90年代我國從烏克蘭“曙光-機器製造”聯合體引進的UGT-25000燃氣輪機,這款大功率燃氣輪機原本是蘇聯海軍的第四代艦用燃氣輪機。中國引進該燃機以後,除了用於海軍大型艦艇,還改進用於陸上的發電和天然氣驅動等用途。

GT-25000大功率燃氣輪機的額定功率高達26.7兆瓦(大約爲3.6萬馬力),熱效率約36.5%,已經有數十臺安裝於052D和055型導彈驅逐艦上。該機還有民用改型,俄羅斯在去年決定從我國採購20臺GT-25000陸用燃氣輪機。這是俄羅斯首次向西方以外的國家採購大功率陸用燃氣輪機,此前這一領域被西門子或美國通用壟斷。

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此外,中國還在以GT-25000爲基礎發展更高級的艦用燃氣輪機,我國在2023年已經繼美國和英國之後成爲世界上第三個可自主研發生產40兆瓦級艦用燃氣輪機的國家,

總結一下,在軍用大功率艦用燃氣輪機技術領域,烏克蘭和俄羅斯兩家全都是湊數的。實際上,全世界只有三個國家站在了大功率艦用燃氣輪機的金字塔尖上,那就是英國、美國和中國。

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這裡面唯一例外的,是大放光芒的印度,印度海軍是目前全世界唯一集齊了美國LM2500,英國MT30,以及烏克蘭(蘇聯)M7N艦用燃氣輪機的國家。

只是,我們中國的燃氣輪機是自行生產的,而印度的燃氣輪機是自行進口的。