DDG-1000驅逐艦和伊麗莎白女王級航母的綜合電力系統有什麼好處?
電力推進作為一種新興的推進方式,在對比傳統柴油機方面有著十分明顯的優勢。首先是經濟性,由於電力推進系統可以把發電機發的電最大程度的運用在各系統中,使得DDG-1000和伊麗莎白女王級的主機數量相對以往的軍艦大幅減少。而且綜合電力系統大幅提升了船舶的巡航能力,從最新的伊麗莎白女王級就能看出,同為大型航空母艦遼寧艦的續航力只有7000海里,而伊麗莎白女王級最大航程已經超過了10000海里。綜合電力系統提升船舶巡航能力顯而易見。並且綜合電力系統噪音低,隱蔽性好。我們從朱姆沃爾特級航行中的聲音就能聽出來綜合電力系統帶來的隱蔽性優勢。
而且綜合電力系統還極大的提升了船隻的操縱性和機動性能,對於像朱姆沃爾特級這樣的用於在近海作戰的軍艦,這一點十分重要。並且綜合電力系統還可以完成精準的調速,對於像伊麗莎白女王級航母這樣使用垂直起降的航母而言,和戰鬥機保持在同一速度可以更好的完成戰鬥機的起降工作。而且整合式電力系統還可以模塊化布置,使得拆卸更換,位置布置更加靈活,維護時只要把整個電力系統艙吊裝下來,就可以進行維修,非常方便。以伊麗莎白女王級的只用6個小時就能完成對系統的更換來看,整合式電力系統確實在船舶運用上有著很大的優勢。
整合式電力系統在提升軍艦自動化程度,減少船員上也有很大的發展潛力,朱姆沃爾特級高達15000噸的艦體上,艦上人員數量卻只有052D的一半,也是拜了綜合電力推進系統所賜。但是整合式電力系統目前也有很多缺點,比如造價昂貴,系統使用複雜,對人員技術要求較高,但是仍然無法否認整合電力推進系統未來的發展前景。
圖注:美國「朱姆沃爾特」號驅逐艦,採用了綜合電力推進系統技術
綜合電力推進系統具有其他推進系統不可比擬的技術優勢:
(1) 經濟性好。自動化程度得以提高;布置的靈活性使得艦船的結構得以優化,也改善了艦船的生產效率,有利於模塊塊製造,降低了生產費用;航行時,只讓保持最小數量的原動機運行,減少了原動機的總運行時間,節省了維護費用和燃油總消耗。
(2)提高了艦船的戰鬥力。由於減少了原動機數量,特別是取消了大型傳動軸承和齒輪箱的使用,可騰出有效空間以裝載更多貨物或武器;能為未來的激光、電磁等高能武器提供足夠的電力;提升了艦船的操縱性,推進器由電機控制,能在全速範圍內實現無級調速,比起機械傳動能大大提高對指令的響應速度;續航力得到提升,不僅降低了耗油量,同時節省的重量可裝載更多的燃油;突破了將發動機、推進器、傳動軸系布置在一條直線上的傳統設計模式,用電纜完全取代機械連接,原動機可以布置在任何地方,使全艦系統和設備布置更加靈活,可降低艦船排水量。
(3)增強了艦船的生命力。降低了雜訊,提高了隱蔽性,由於原動機可以布置在水線以上,從而可以降低水下輻射雜訊,且由於取消了傳動軸和齒輪箱,也大大降低了振動雜訊;操作人員可選擇最合適的發動機組合形式,確保每台發動機都以最佳效率工作,避免了發動機的低負載運行;由於集中供電,且從發電機組到推進電機等各個環節都有一定的冗餘,某台柴油機故障不會影響推進器的工作,從而航速和續航力的明顯降低。通過合理布局和控制分配等保護保護手段,使得系統具有很強的抗故障能力,提高了艦船的生命力。
開展綜合電力推進系統的研究的意義主要有:有利於優化艦船總體設計;有利於簡化艦船動力系統結構;有利於提高艦船的隱蔽性;為未來使用艦載高能武器系統提供電力保障;對未來艦船作戰方式產生重大影響。
綜合電力推進系統的優點,一所有的原動力如核反應堆,燃氣輪機,柴油機等都帶動發電機發電,輸入統一的電網進行電力分配。所有系統之間電力可以電網間靈活調配,並可以向艦外輸出電力,如30年代列剋星敦號向小鎮供電的故事。推進系統的布置方便靈活。推進器,傳動軸,減速器,動力系統不必布置在同一層甲板和一條直線上,並可以簡化。如果用吊艙式推進器,傳動軸,減速器都可以省略。其它還有添加設備方便,節省能源等等。國內有些人嘲笑伊艦的雙艦島布置,其實,這樣布置的一個重要原因,是因為動力發電系統就布置在艦島下面的甲板上,方便了煙道布置和拆裝維修。
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