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为什么远洋邮轮、瓦良格航母用的还是蒸汽轮机?

  这是两个问题,现代游轮已经不是当年那个追求航速的远洋邮轮,而是休闲用船舶,其对于航速的要求并不很大,所以普遍采用节油的柴油机。不过也有个别例外,比如还是可以作为远洋班轮使用的玛丽女王2号。

  (海洋量子级的海洋圣歌号游轮安装动力系统照片,可以看出就是大型柴油机)

  同比例模型对比,由近到远分别是蒸汽轮机的毛里塔尼亚、蒸汽轮机的玛丽王后,蒸汽轮机的伊丽莎白2 ,柴油机的伊丽莎白女王和柴燃并列的玛丽女王2号。

  现代游轮因为需要艏侧推和船尾360度旋转荚式螺旋桨,难以使用传统主轴结构,所以实际上都是电推。用柴油机还是燃气轮机最终都是改发电,这一点和英国的伊丽莎白女王级航母有异曲同工之妙。只不过伊丽莎白也没有用茄式螺旋桨毕竟这种结构容易损坏。

  玛丽女王2的剖视图,由于其和一般现代游轮不一样,还兼备一定的跨大西洋航运功能,所以其动力较为强劲,其主烟囱是柴油机烟囱,后面两个小烟囱是燃气轮机排气的。而现代游轮普遍只需要22节左右的最大航速,不需要高航速就不需要燃气轮机。

  老邮轮是作为交通工具的,需要高航速,所以在当时动力强筋的蒸汽轮机比较吃香。其启动慢但是动力足,燃料消耗比较大但是对于当时追求航速的邮轮而言也不是太大的问题,所以实际上有机会大家看到经典邮轮时代的邮轮剖视图可以注意到其船体有一半左右的体积都是被动力系统所占据。

  

为什么远洋邮轮、瓦良格航母用的还是蒸汽轮机?

  长滩玛丽女王号上的卢西塔尼亚号大比例模型,反光效果不太好,凑合看一下,船体中黑色的部分都是动力系统。

  玛丽女王号的动力舱。当时是没有更好的动力,柴油机不稳定,到二战时期也多为配角,而且无法高速航行,这也是后来大和放弃柴油机和蒸汽轮机混合动力的原因。

  再来看辽宁舰,当时的俄国并没有合适的核动力,你看排水量只有辽宁舰45%左右的基洛夫还需要用一个常规动力作为辅助动力,何况6万来吨的库兹涅佐夫。到乌里扬诺夫斯克才使用核动力。那么为了最求航母所需要的高航速,使用蒸汽轮机就是一个最佳选择。不过没有配备柴油机作为低速航行时所用算是个遗憾。

  辽宁舰动力系统内部。

  也有人会提到燃气轮机,不过舰用大型燃气轮机也是在八十年代后期才比较成熟,苏联也只是在大型驱逐舰和巡洋舰(现在看来也就是个驱逐舰的尺寸)上才使用燃气轮机,比如卡辛级。舰用燃气轮机和大型涡扇发动机有一定的关联,许多核心机是相同的,比如著名的 LM-2500核心机用的CFM-56的,也就是平时波音737上用的那个发动机。前苏联民航客机工业比西方落后,大涵道比涡扇发动机也落后一些,所以他们没有在库兹涅佐夫级上使用燃气轮机也是正常的。

  (伊丽莎白女王级排水量略高于辽宁舰,其使用MT30燃气轮机,然后转电力驱动)

  未来我军航母最终的追求应该是核动力驱动的全电推进,但是在002和核动力航母之间应该还会有一两艘常规动力航母,大概率是燃气轮机加柴油机,当然如果QC280性能不那么令人满意,也有可能继续先用大型蒸汽轮机凑合,毕竟都是过渡产品。另外多说一句,当前的核动力舰艇本质上还是用核动力发热,用冷却液冷却产生热蒸汽,也算是一种蒸汽轮机。

  因为分工不一样,而且时代也不对。

  现代的船用动力大致分三种,柴油机,燃气轮机,蒸汽轮机。这三者各有所长而且这三者的起步时间也不一样。由于体积和功率的原因,现代的中小型船舶使用的一般是柴油机,但是一旦到万吨级别的船舶,使用蒸汽轮机的就占了很大一部分了。首先是因为蒸汽轮机早在二战时期就已经被广泛应用在大型船舶上,发展起步很早,已经被证明是一款可靠的船用动力。瓦良格是在上世纪八十年代设计的,当时的燃气轮机在苏联还处在各种花式改进阶段,所以暂时还是选择了以蒸汽轮机作为主要动力。

  图为LM2500燃气轮机

  

为什么远洋邮轮、瓦良格航母用的还是蒸汽轮机?

  燃气轮机和蒸汽轮机区别就在于一个是烧蒸汽膨胀做功一个直接烧空气膨胀做功,燃气轮机的核心机一般来自航空发动机,这二者各有优劣,所以也被用于不同的舰艇。燃气轮机的优点是体积相对与同功率的蒸汽轮机体积小,重量轻,而且启动要比蒸汽轮机快,适合于需要快速反应且需要长时间巡航的舰艇比如驱逐和护卫舰。但是燃气轮机一比较贵,不管是制造工艺还是材料和燃料都比蒸汽轮机贵不少,二是单台发动机的功率最大的比不上燃气轮机,而且研制技术要求很高,现在没几个国家能造。蒸汽轮机单台功率很大所以可以驱动航空母舰级别的舰艇,而且在核航母上有独到的优势,而且燃料便宜,烧重油就行,甚至可以烧煤,但是燃气轮机缺点也很明显,首先费水,而且启动很慢,体积很大很重,所以中型小型的舰艇肯定是装不了的,即使装了也不如同体积重量的燃气轮机。

  图为船用柴油机

  当然现在这二者也在不断改进,而且会混合使用,甚至柴油机也有超大型的装在大型船舶上,主要是看三者性能是否能符合船型的需要。

  

为什么远洋邮轮、瓦良格航母用的还是蒸汽轮机?

  图为蒸汽轮机

  大家都知道,辽宁号在刚来到中国时,没有任何设备,只有一个壳,但在中国自己的慢慢攻克下,原先的空壳现在又变成了一艘完整的航母了。作为整船的动力系统,辽宁号采用了蒸汽轮机动力,最大航速达到32节。在小船上柴油机和燃气轮机是主流,为什么辽宁号还在用蒸汽轮机呢?虽然柴油机和燃气轮机早已成熟,但在这种大吨位船舶中,还是没能撼动蒸汽轮机的位置。因为对它们来说,蒸汽轮机更合适。

  和其它装备一样,选择什么样的引擎,还是要看整船希望达到什么样的效果。现代的绝大部分豪华游轮,吨位大多达到甚至超过航母,使用的大部分是柴油机(电传动)或柴燃联动。这是因为游轮主要为民用,对速度不太在意,追求航行体验,而柴油机噪音小震动小,功率密度大,既舒适省油又节约空间。

  

为什么远洋邮轮、瓦良格航母用的还是蒸汽轮机?

  而如果是班轮,追求速度就需要大功率的燃气轮机或蒸汽轮机。航母也需要较高的速度(方便放飞舰载机)和较长时间的速度持续性,带弹射器的航母还需要发动机供给蒸汽给弹射器,因此多使用蒸汽轮机(无敌级这种中轻型航母使用柴油机)。

  而吨位同样大的各种货轮虽然不追求速度,却大多也选择使用蒸汽轮机,主要是因为这种动力可以使用成本较低的重油或其他廉价燃料,而且在低速下蒸汽轮机经济性较好。前段时间贸易战正式开打时火遍全网的“美国大豆船”飞马峰号,使用的就是蒸汽轮机(并不像网传的它因为过载而爆缸那样,蒸汽轮机根本没有气缸,不存在爆缸一说)。也是因为蒸汽轮机的过载性能强,它才能长时间跑出极速。

  顺便一提,其实核动力航母中,产生驱动力的系统也是蒸汽轮机。核反应堆加热水产生蒸汽,由蒸汽推动轮机产生转动,才能驱动螺旋桨或发电机。

  因为其他国家没有用于航母,大型商船的核技术!世界上能把核技术用于海军武器的国家为了防止核技术外泄,当然不能给普通商船使用核技术!瓦良格号航母本身设计就是用蒸汽轮机,当时苏联没资金,只能用常规动力了!最主要核动力维护要花大钱的,有钱的国家太少!

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