資料介紹
中國啟動了艦船綜合電力系統新技術的研究工作并取得了較大的進展,這對于中國海軍電力艦和電力戰艦的發展起到了至關重要的作用。近日,中國艦艇電力推進系統研發獲得重大突破。隨著中國艦船綜合電力系統的技術成果的不斷創新并被逐步運用到海軍艦船上,中國海軍實現全電艦隊展示自己的海上電力力量已經不再是夢想。
目前世界上大多數軍用及民用船舶的主要推進系統是采用機械方式的推進系統,機械式推進系統的原理是高速旋轉的原動機(柴油機、燃氣輪機和蒸汽輪機等)通過齒輪減速機構將原動機輸出的高速動力降速后驅動螺旋槳以低速旋轉推進艦船運動。使用機械式推進系統的艦船至少需要配置兩套原動機,一套用于推進,另一套用于發電。在采用機械式推進系統的艦船上,推進用原動機的功率占全船總功率的四分之三以上,而且只能提供給艦船推進使用,不能為其它需要提供能量,故此在大型軍用艦艇和一些特種民用船舶上,往往設置數個發電機組來滿足艦船電力負荷的需要。
在電力推進的艦船上,發電機將高速原動機的旋轉機械能量轉換為電能,通過電力傳輸線將電能傳遞到艦船后部的推進電機,驅動推進電機工作,推進電機與螺旋槳直接連接,從而將電能轉換為螺旋槳旋轉的機械能來推進艦船運動。艦船綜合電力系統是從艦船電力推進系統的基礎上發展而來,采用電力推進系統的艦船,可以用一套原動機和發電機組來產生電能,既用于艦船的推進,也用于其它設備對電力的需求,這種系統就稱為綜合電力系統。用獨立的發電機組分別為推進系統和日用系統提供電能的系統稱為電力推進系統和日用電力系統,這種提供電能的方式并非綜合電力系統,只有電力推進系統和日用電力系統合為一體的才稱之為綜合電力系統。
綜合電力系統有著諸多的優點。采用電力推進系統的艦船在總體布局上具有很大的靈活性,發電機組的布置比機械式推進系統更為方便,可以摒棄串聯式布置方式而布置在艦船上其他合適的位置,節省了空間,簡化了動力系統的結構,提高燃料和彈藥的攜帶量。由于只需將推進電機布置在艦船艉部,還可以大大縮短艦船的軸系。由于安裝綜合電力系統的艦船可不再需要龐大的推進動力艙,一些武器如導彈垂直發射裝置的布置可以更為方便和優化。綜合電力系統采用模塊化設計,可以形成標準化和系列化,針對不同種類的艦船,進行不同的模塊搭配組合,這對于減少動力裝置的型號具有很大的意義,并且在勤務保障方面也有著諸多的便利性。
因為電力推進系統具有良好的調速特性,無需配置傳統的減速齒輪箱,原動機部分與軸系沒有剛性連接,發電機組安置在彈性基座上,通過電纜與推進電機聯接,這樣可以大大降低艦船的自身噪聲,提高隱蔽性,這對于作戰艦艇而言是至關重要的,可以提高艦艇反聲導魚雷的效率、降低潛艇的自噪聲、增大反潛艦聲吶的探測威力和探測距離;
采用綜合電力系統的艦船可根據艦船的航速變化、排水量變化、艦船上電力負荷的變化而任意調整發電機組的運行數量,保持高效率的運行,減少燃料的消耗,故此具有較好的經濟性。現代艦船綜合電力系統具有電力實時調節的功能,這對于裝備激光武器高能耗武器的艦船極其重要。綜合電力系統可以在電力推進系統和高能設備之間進行快速切換,比如激光武器在需要大量電能時,可以對電力推進系統的電能和其他系統的電能進行短暫限制,將電力推進系統的電能快速全部或部分轉換給激光武器系統,當激光武器系統工作循環完畢后又快速將電能轉換給電力推進系統。
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