美國將發展新型艦船推進系統
2011-7-1 12:51:00 來源:網絡 編輯:56885 關注度:摘要:... ...
在美國各防務承包商科研團隊的努力下,新的更強大的推進正逐漸走向大海,其中包括柴油機、燃氣輪機和噴水推進裝置。
美國海軍第一艘瀕海戰斗艦“自由”號由洛克希德馬丁公司旗下的一個團隊在威斯康星州馬里奈特的馬里奈特海事船廠建造,該艦推進系統配置是:2臺羅爾斯-羅伊斯MT30 36MV燃氣渦輪機和2臺費爾班克-莫爾斯(Fairbanks Morse)公司的“柯爾特-皮爾斯蒂克(Colt-Pielstick)”16PA6B STC柴油機推進4臺大型羅爾斯-羅伊斯公司的“卡梅瓦(Kamewa)”125SII噴水推進裝置。
另外一艘瀕海戰斗艦“獨立”號,由于通用動力公司瀕海戰斗艦團隊位于阿拉巴馬州莫比爾的奧斯圖造船公司建造,裝備了2臺GE LM2500燃氣渦輪機(使用最廣泛的燃氣渦輪機)以及2臺MTU 20V8000M90 9100 kW燃氣渦輪機,為4臺大型的掌舵和回轉瓦錫蘭公司2 X LJ160E和 2 X LJ150E的噴水推進裝置。
在瀕海戰斗艦諸多特征中,速度可能是最突出的。蘭迪-加納爾(Randy Garner)中校曾經擔任過“自由”號瀕海戰斗艦的執行官和指揮官,他說:“這是一種足以改變游戲規則的戰艦!
加納爾說:“我們把這種新型戰艦部署到第四艦隊作戰區內,來應對重大的非法運輸活動。我們能夠追逐可能進行毒品運輸活動的小型艦艇。它們的速度超過35節,這是非?斓。但是我們的速度達到了40節以上。用這樣的戰艦我們可以戰勝它們。速度要比它們快得多。不同的速度可以帶來完全不同的結果!
“自由”號的裝置系統將燃氣渦輪機和柴油機工程裝置相結合,也就是所謂的“柴燃聯合推進系統”。他表示,自動化和控制系統提供了大量的靈活性和效率,即使是在更高的速度上。
他說:“獲得這樣的速度(我們需要)的唯一方式,是在艦船上使用非常有效的推力。我們可以相對快速地改變速度,而且無論是低速還是高速的時候,我們都可以有很強的機動性能,這在這種大小的戰艦上是史無前例的。”
因此,他認為操作“自由”號比操作平常的艦船要有趣得多。
正在發展的飛機發動機
羅爾斯-羅伊斯公司的MT30發動機實際是波音-777客機上“特倫特(Trent)”發動機的海上型。羅爾斯羅斯特公司的MT7燃氣渦輪發動機也是一種飛機發動機的衍生型號,其原型是用于V-22“魚鷹”傾旋轉翼飛機的AE1107渦輪軸發動機。
根據羅爾斯-羅伊斯公司項目主管安迪-史密斯(Andy Smith)的說法,MT7將是艦到岸連接器(SSC Ship-to Shore-Connector)的推進器候選者,艦到岸連接器將計劃取代美國海軍現有的氣墊登陸艇(LCAC Landing Craft Air Cushion)。史密斯透露,和目前氣墊登陸艇使用的ETF40B發動機相比,MT7發動機更勁,動力更強。MT7發動機將用來為風扇提供動力,推動小艇依靠艇體之下的氣墊在水上穿行。
他表示,這里面有很大的經濟規模效應。7000軸馬力級的MT7發動機和AE1107發動機的共用性達到90%。在那些可以裝載V-22飛機和SSC的大甲板兩棲艦船上,這兩種發動機可以共用庫存的部件。
史密斯表示,MT7發動機與AE1107發動機有一樣的核心部分,AE2100渦槳發動機(為C-130“大力神”運輸機提供動力);同時AE3007渦輪風扇發動機為也為“全球鷹”無人機和EMBRAER 135支線飛機提供動力。
目前有兩個團隊計劃競爭艦到岸連接器的主要合同,一是以德事隆集團為首的團隊(包括L-3通信和美鋁防務公司Alcoa Defense),另一個是馬里內特海事同波音公司組成的團隊(包括海洋工程和格里芬胡弗沃克Griffon Hoverwork)。
羅爾斯-羅伊斯公司北美地區負責海軍海事計劃的副總裁邁克-沃利(Mike Worley)說:“我們正在向所有的艦到岸連接器主要承包商提供MT7發動機。我們還沒有公布選擇哪種發動機。”
GE航空的GE38燃氣輪機,已被選擇用于西科斯基公司的CH-53K直升機。該公司官員表示,這種發動機未來可能也會用到水面艦艇上。通用電氣船舶公司總經理布賴恩-伯爾辛格(Brien Bolsinger)表示,GE38型發動機的船用型,有適應于艦到岸連接器計劃和“阿利伯克”級驅逐艦發電裝備規格的性能。
伯爾辛格指出,空中和地面平臺上使用相同的發動機,可以提供更低的運營和支持成本,因為配件及維修的通用性強,后勤保障需求低。
伯爾辛格說:“GE38船用燃氣輪機和其飛機發動機‘兄弟’在全權限數字發動機控制軟件(Full Authority Digital Engine Controls software)的一些控制時間表的期待上是一樣的!
位于佐治亞州阿爾法雷塔(Alpharetta)的一家MTU航空發動機公司Vericor,正在向艦到岸接連器提供TF60B船用燃氣輪機。
最初的氣墊登陸艇有4臺TF-40B發動機,2臺用于推進,2臺用于升力。延長使用壽命的升級將這些發動機升級到了ETF40B。TF系列的起源是阿芙柯-萊卡明(AVCO Lycoming)。1995年,萊卡明渦輪發動機公司被聯合信號(AlliedSignal)從德事隆集團收購,同時收購的還有其TF40船用燃氣輪機。1999年,聯合信號公司(現在的霍尼韋爾公司)同MTU-航空慕尼黑公司建立了Vericor電力系統聯合企業,生產船用和工業用燃氣渦輪機。
霍尼韋爾公司的燃氣輪機輔助動力裝置(用于飛機的)已經運用到了海洋動力系統上。小型發動機也可以用來為水面艦船提供于啟動和初始輔助動力,如氣墊登陸艇和艦到岸連接器。目前氣墊登陸艇使用的輔助動力裝置是標準動力系統T-62T-40-7燃氣輪機,這也是一種將飛機用輔助動力裝置用于船舶的發動機。
霍尼韋爾公司的131磅的36-200型輔助動力裝置,是海軍所有F/A-18“大黃蜂”戰斗機、C-2A“灰狗”航空母艦艦載運輸渦輪螺旋槳飛機以及現已退役的S-3“北歐海盜”艦載反潛戰和海上監視飛機的基礎。更大的131-9(B)型輔助動力裝置的重410磅,并正用到了新的P-8“海神”海上巡邏機上。這些裝置在主發動機不能運作時用來為啟動和運作系統提供動力。
根據霍尼韋爾公司在鳳凰城負責輔助動力裝置技術的主管杰西-普爾(Jesse Poole)的說法,這些飛機輔助動力裝置系統也可以調整進行海上應用。
他說:“這需要在表面材料和那些暴露在鹽水環境中的熱部分上涂上特殊涂料。1架噴氣式飛機的主動力裝置持續使用,從起飛前,一直到降落之后。這一運作是受到飛行員正在整個時間段內緊密監控的。然而,輔助動力單元由于頻繁的啟動和停止,是不能運作很長時間的,現在由一位職業航空技師進行照看。因此,一個輔助動力裝置是相當頻繁的啟動和重新啟動,所以對可靠性的要求比較高。”
“曲相(WARP Waterjet and Refined Propeller)”推進
南非海軍的“英勇(Valour)”級護衛艦,由布姆沃斯(Blohm+Voss)公司以德國的MEKO A-200SAN設計為基礎為南非海軍建造,采用了螺旋槳和噴水推進器的組合,稱為水射流和精制螺旋槳,或“曲相”的推進解決方案。
柴油發動機分別連接到可控螺距螺旋槳外側,而燃氣渦輪機連接到中心線LJ2-10E噴水推進裝置。這些戰艦計劃建造4艘,首艦已經于去年加入南非海軍艦隊。
小艇
小艇,如33英尺由位于密西西比州格爾夫波特(Gulfport)美國海事造船廠建造的河川突擊艇,有2臺“洋馬(Yanmar)”柴油發動機與噴水推進裝置,可以實現的速度高達40節。
49英尺的河川指揮艇也使用了噴水推進裝置。河川指揮艇由位于華盛頓州的奧查德港(Port Orchard)的安全艇國際(SAFE Boats International)公司建造,裝備2臺“斯堪尼亞(Scania)”柴油發動機。
34英尺SeaArk Dauntless巡邏艇,用于水路安全,配備2臺420馬力“康明斯(Cummings)”柴油發動機和2臺“漢密爾頓(Hamilton)”292噴水推進器。這些船只在阿肯色州蒙蒂塞洛(Monticello)建造。
像爆炸物處理9米鋼質充氣艇這樣的小艇,使用的是2臺“雙星(Mercury)”250 馬力舷外發動機。由位于馬里蘭州北史蒂文斯(Stevensville )北美佐迪阿克(Zodiac of North America)公司建造的爆炸物處理7米鋼質充氣艇,使用了2臺130馬里的“本田”舷外發動機。