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聯合動力裝置
來源:互聯網

聯合動力裝置是由多種類型的主機、傳動裝置、軸系和推進器組成的動力系統,旨在滿足艦艇在不同航行條件下的動力需求。這一概念最初是為了提升水面艦艇的戰術性能而提出。

簡介

聯合動力裝置的設計理念是在低速航行狀態下由一種發動機單獨運作,而在更高航速至全速航行時,則由另一種發動機單獨運作或兩者同時運作。在這種設計中,用于低速航行的發動機被稱為巡航機組,而用于高速航行的發動機被稱為加速機組。巡航機組通常采用耗油率低、壽命長且功率較小的發動機,如輕型柴油機、蒸汽輪機或小型燃氣輪機,其功率約占總功率的25%至50%。加速機組則采用啟動快、單個機組功率大、體積小的發動機,如燃氣輪機。這種設計使得艦艇能夠在短時間內快速達到全速,增強戰斗能力,同時在長時間巡航中減少燃料消耗,延長續航里程,并減輕裝置的重量和尺寸,提高機動性。基于此設計理念,各國海軍艦艇上出現了多種以燃氣輪機為主的聯合動力裝置。

形式

汽-燃聯合動力裝置

這種聯合動力裝置結合了蒸汽輪機裝置的優勢,適用于功率較大的輕型艦艇。蒸汽輪機裝置負責在80%全速以下航行所需的動力,以實現最佳的經濟性和質量尺寸指標。

柴-燃聯合動力裝置

這種動力裝置以柴油機作為巡航的基本動力,燃氣輪機作為加速或高速航行時的動力。其中,柴油機+加速燃氣輪機(CODOG或CODAG)的應用較為廣泛。CODOG型柴-燃交替推進方式中,柴油機負責低速巡航,燃氣輪機負責高速航行。柴油機和燃氣輪機之間的切換通過自動同步離合器實現,從而簡化了裝置結構、控制和操作,提升了系統的可靠性。柴油機的功率按照巡航速度需求選擇,突出了艦艇在巡航工況下的低油耗優勢,增強了續航力;燃氣輪機則按照全速航行狀態選擇,確保其接近額定工況運行,滿足高速航行時的功率需求,同時也保持了較低的油耗,實現了經濟效益。

燃-燃聯合動力裝置

這種動力裝置根據巡航主機和加速主機的功率大小,可分為燃-燃交替使用動力裝置(COGOG)和燃-燃聯合使用動力裝置(COGAG)。在COGOG中,加速機組的功率遠大于巡航機組;在COGAG中,巡航燃氣輪機的功率較大。在高速航行時聯合使用,能夠提高艦艇的最高航速。

特點

聯合動力裝置的特點包括:

1. 采用輕質燃氣輪機裝置提供大部分裝置功率,顯著降低了單位重量和絕對重量。

2. 采用低耗油率的巡航裝置,增加了續航力或減少了燃油儲備量。

3. 加速機組和巡航裝置相互獨立,提高了裝置的可靠性,即使其中一個機組發生故障也不會完全破壞動力裝置的功能。

4. 采用燃氣輪機裝置,提高了艦艇的機動性,啟動迅速,巡航到全速工況的過程加快。

5. 燃氣輪機裝置的進、排氣管道龐大,增加了機艙結構的復雜性和布局難度。

6. 由于采用兩種不同類型的機組,使用的燃油不同,相應的燃油管路較為復雜;并且兩個機組共用一個主減速器,導致減速器結構復雜。

發展現狀

聯合動力裝置的發展趨勢和研究問題包括:

1. 燃氣輪機聯合動力裝置作為一種新型動力裝置,相對于傳統動力裝置具有明顯優勢,已被各國海軍廣泛采用和大規模建造。

2. 隨著燃氣輪機技術的進步和發展,艦艇聯合動力裝置的形式也在不斷演變和完善。目前,護衛艦普遍采用CODOG形式裝置,驅逐艦則采用COGOG形式裝置和COGAG形式裝置。早期出現的COSAG形式裝置和CODAG形式裝置因常規部分占比過大,優越性受限,現已被淘汰,不再建造此類艦艇。

3. 除燃氣輪機外,聯合動力裝置還必須配備一套復雜的推進傳動系統,包括大功率高速齒輪、液力耦合器、各種離合器和同步離合器、彈性聯軸器以及大功率調距槳等傳動設備。這些傳動設備的技術水平及其在推進傳動系統中的配置合理性,將顯著影響聯合動力裝置的性能。隨著聯合動力裝置的發展,推進傳動系統也逐漸簡化和完善。

4. 燃氣輪機的進、排氣道和自動同步離合器是伴隨著燃氣輪機聯合動力裝置的出現而產生的特殊裝置,在研發這種動力裝置時必須進行研究和妥善處理。

參考資料 >

镵斿悎鍔ㄥ姏瑁呯疆.國際船舶網.2024-11-04

為什么有的船需要聯合動力裝置,它的優點是什么?聯合動力裝置類型(COSOG等的含義).為什么有的船需要聯合動力裝置,它的優點是什么?聯合動力裝置類型(COSOG等的含義).2024-11-04

船舶聯合動力裝置的介紹.科易網.2024-11-04

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