上期我帮大家理清了燃气轮机这种战略性设备的前后,从发电用重型燃气轮机、工业驱动燃机到舰用燃气轮机。而本期我就应观众老爷们的要求,专门讲讲国产舰用燃气轮机,其中包括咱们军迷最关心的QC280,中国从乌克兰引进、并国产化的“动力心脏”,它的前世型号众多,大家极易弄混。
除此之外本期我还要打击下军迷们的激情,因为让我们引以为傲的QC280燃气轮机,并没有装在中国军舰上,这是怎么回事呢?
近几年我们常用下饺子,来形容中国军舰的下水服役的速度。比如在2018年,中国舰艇下水总吨位超过20万吨,远高于美国5.86万吨,位居全球第一。其中包括三艘052D型、三艘055型万吨大驱、一艘054A型、三艘071型船坞登陆舰等等,总吨位相当于一年打造一个法国海军。之所以能达到如此快的速度,国产舰用燃机的顺利仿制、改进和批量生产不可忽视。
本世纪初,中国海军在中华神盾052C型这个新平台上,应用了相控阵雷达和垂直发射导弹系统等新技术,一个重要原因,就是在90年代中期,乌克兰卖给了中国一批UGT25000型燃气轮机,使得我们有能力打造现代化的新式驱逐舰。但从052C型前两艘下水、到2010年后四艘下水,期间中断了长达8年。我想除了造舰档期排不上、新技术验证时间长等原因外,仿制乌克兰UGT25000也是一个耗费时间的重要因素
随着苏联解体,从乌克兰引进的半成品UGT25000,其实是民用产品,它还有一个型号名字DA80,是民转军产品,只不过当时乌克兰为了顶住俄罗斯的压力,出售UGT25000型号,两者其实并无区别。在引进后,1998年UGT25000的仿制和国产化正式开启,并由中船重工703所负责抓总、西安航空发动机集团和哈尔滨动力集团协助完成。2004年国产首台UGT25000完成试制,后续型号也已经改为GT25000,此时国产化率达到60%,中国开始初步掌握全球高水平的舰用燃气轮机技术。
2011年中国完成第二阶段的国产化工作,基本实现材料和工艺的自主化,当时武汉舰搭载国产机组远赴亚丁湾护航,成功通过了复杂的海上考验,标志着国产化UGT25000已经成熟。那么我们常提的QC280是怎么来的呢?
当时参与UGT25000国产化的西安航空发动机集团,留了一个心眼,在合作仿制的过程中搞到了全套图纸,所以自己单独研制出QC280。QC280和GT25000性能指标基本一致,都是乌克兰UGT25000的国产化产品,只是叫法不同罢了,其实大家随便怎么叫都行。但是在055大驱等军舰上采用的机组,是GT25000,并非是西发的QC280,主要原因就是知识产权的纠纷。
我上面提到过,最开始负责抓总乌克兰UGT25000国产化的,是中船重工703所,是703所先搞出的GT25000,但西发在合作仿制过程中另起炉灶,搞出了QC280。如果国产军舰使用上QC280,中船703所肯定不干。凭什么我种的树,你来摘桃子,就是这个意思。所以现在民用发电和工业气体压缩领域,就是用的QC280以及改进版本。
舰用燃气轮机对中国军舰的意义非凡。上世纪70年代后,舰用燃机逐渐成为各国军舰的主动力系统,美国通用研制的LM2500舰用燃机,几乎成为全球一半海军的标配。上期我说过,70年代中美蜜月期,通用就卖了两台LM2500给中国,LM2500也是我国驱逐舰装配的首款舰用燃机。
但至此后,欧美禁运使得LM2500的来源中断,舰用燃机的产量就大大限制中国海军的发展速度,中国军舰也不能做多做大。直到引进乌克兰UGT25000、仿制改进后,动力问题的解决为海军下饺子开辟了道路。目前第二批次生产的052C、052D、055型驱逐舰,使用的燃机就是GT25000,供货已经超过百台。
世界范围内看,国产GT25000舰用燃机的性能可以排到第四,全球最强的舰用燃机是英国生产的MT30,输出最大功率高达40兆瓦,还有WR21燃气轮机,再就是美国通用研制的LM2500系列,像老牌LM2500的功率被开发至29兆瓦的级别,增强型LM2500+最大功率更是达到了34兆瓦。再就是国产GT25000,输出功率稳定在23至29兆瓦左右,热功率超40%,达到了国际第四代舰用燃机的高水准。像055型万吨大驱搭载的四台GT25000,总输出功率超90兆瓦,航速可以轻松达到30节。
如果有观众老爷杠着说:几十兆瓦很大吗?人家欧美都已经有200兆瓦级的重型燃机。那我建议您看一看我上期的视频,百兆瓦级别的重型燃机主要是用来发电的。
最后我再说说GT25000或者QC280的最新开发成果。早在上十年前,在GT25000的基础上,中船703所就开展了40兆瓦燃气轮机的预研,目前进度未知。但有航空发动机配套产业支撑的中航工业606所,已经完成了QC400技术验证机的试验,功率也是40兆瓦,进度更加明显。
其实通过我查阅的资料来看,中航工业目前做燃气轮机更得心应手,因为上期我说过,航空发动机和燃气轮机不分家,本身是同根同源。像中航工业使用太行核心机研制的QC185、QC400,都可以为下一代驱逐舰提供动力。特别是QC400,能与当今最强的舰用燃机MT30一较高下。
总体上说,上世纪90年代的那十年,真的是中国航空、军舰发展的关键十年,中国军工通过引进技术再吸收的策略,在如今终于收到了果实。国产GT25000以及衍生产品,赋予了055型万吨大驱30节以上的航速,解决了长期拖累中国舰艇吨位的难题。