从船舶推进原理的角度来说,只要功率满足,任何发动机都可以作为船舶的主机。但是我们纵观全球现役的大型水面舰艇(8000吨级以上),除去军辅类的船舶外,几乎无一例外的采用了燃气轮机或蒸汽轮机(包含核动力装置)作为主动力装置。这样,我们难免会产生疑问:难道除了燃气轮机和蒸汽轮机,就没有其它动力装置可以满足大型军舰的功率需求吗?其实你要说汽油机无法满足功率需求,那还说的过去,但是你要说柴油机,就有点说不过去了。
汽油机适合作为小型船舶的主机
在大型民用船舶领域,大型低速二冲程的船用柴油机具有统治地位,它能满足小到一万吨,大到四十万吨,甚至更高的各类船舶推进功率需求。更有甚者,如“14RT-flex96C"这样的”扛把子“,在单机单桨的状态下,能把近400米长的大型集装箱船推到最高近27节的高航速。这样来看,大型低速二冲程的船用柴油机是完全能满足大型军舰的功率需求,且相较于燃气轮机和蒸汽轮机,还具有热效率高、燃油消耗率低、使用寿命长的优点。
40万吨的矿砂船采用了一台二冲程的低速柴油机做主机
看到了这里,大家可能更加疑惑了:既然功率满足了,为何大型水面舰艇(战斗类舰艇)不采用大型低速二冲程柴油机作为主动力?其中是存在哪些技术难点吗?为解开疑惑,笔者想简单模拟舰船动力系统选型:选用”14RT-flex96C“这款世界最的柴油机,试着把它塞入到美国的”伯克“级 “Flight 2A”型驱逐舰中去,看看到底会面临哪些问题。
美国海军的”伯克“级驱逐舰
在模拟之前,我们先简要了解两者的参数。”伯克“级“Flight 2A”型驱逐舰是美国”伯克“级驱逐舰“大家族”中的某一改进型,它长155.29米、型宽20.4米、吃水6.3米、满载排水量9238吨,是个十足的“大家伙”。为了推动这个“大家伙”跑到31节,在动力系统方面,选用了四具LM-2500-30燃气轮机,总功率105000马力。而“14RT-flex96C”是一款采用直列14缸设计的二冲程低速柴油发动机。该机长27.3米,高13.5米,装机总重2446吨(净重2300吨),同样也是个“大家伙”。该机最为亮眼的是:使用重油,热效率达到50%,在额定转速102转/分时,能发出近10.9万马力(80056.2Kw),能完全满足“Flight 2A”型驱逐舰的功率需求。