有消息稱，華電GE合資的華電通用輕型燃機(jī)設(shè)備有限公司將首期投資1億美元，主要生產(chǎn)航改型燃?xì)廨啓C(jī)；GE將轉(zhuǎn)移部分部件生產(chǎn)的核心技術(shù)，并逐步提高產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化率。除組裝與測(cè)試外，新的合資公司還將負(fù)責(zé)引進(jìn)通用公司LM2500+G4、LM6000PD兩款機(jī)型的銷售、售后/現(xiàn)場(chǎng)等一系列服務(wù)。

　　據(jù)悉，WR-21型船用燃?xì)廨啓C(jī)是目前唯一的一型中冷－回?zé)崾綇?fù)雜循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)，它是根據(jù)美海軍合同并得到英國(guó)、法國(guó)財(cái)務(wù)支持，迄今耗資約4.8億美元，歷時(shí)超過(guò)8年所開(kāi)發(fā)的新一代機(jī)型，羅·羅公司稱WR-21是目前“世界最先進(jìn)的船用燃?xì)廨啓C(jī)”。從上世紀(jì)70年代初正式投入使用以來(lái)，LM2500系列燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)銷售了2000多臺(tái)，占據(jù)了世界艦船燃?xì)廨啓C(jī)的絕大部分份額，目前，用于艦船推進(jìn)的LM2500和LM2500+燃?xì)廨啓C(jī)的總運(yùn)行時(shí)數(shù)已經(jīng)超過(guò)驚人的5千萬(wàn)小時(shí)，這是其他任何一種艦船燃?xì)廨啓C(jī)都難以企及的高度。

　　中冷－回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

　　WR－21這種帶中間冷卻－加熱（ICR－IntercooledRecuperatedCycle）的復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)比目前普遍采用的簡(jiǎn)單循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)多了一個(gè)中間冷卻器和一個(gè)回?zé)崞?。研究表明：中、高壓比的中間冷卻－回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，具有提高壓比、提高熱效率、增加輸出功率的特點(diǎn)。WR-21研制證明：WR-21的杰出性能得益于其三項(xiàng)獨(dú)有的特點(diǎn)：

　　位于低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)之間的中間冷卻器，對(duì)進(jìn)入高壓壓氣機(jī)的空氣進(jìn)行冷卻，減少了高壓壓氣機(jī)所需的功率，改進(jìn)高壓軸的效率并增加約25%的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。

　　回?zé)崞鲗⑴艢庥酂嵊枰曰厥绽?，?duì)進(jìn)入燃燒室的燃?xì)膺M(jìn)行預(yù)熱，明顯地降低了燃油消耗率。實(shí)際運(yùn)行表明：尺寸相同的高壓透平進(jìn)口處的燃?xì)鉁囟热绻嗤?，采用回?zé)崞鞯腤R-21燃?xì)廨啓C(jī)的燃油消耗率明顯小于常規(guī)的船用燃?xì)廨啓C(jī)。

　　第一級(jí)高壓透平采用可變幾何導(dǎo)葉（VAN）葉輪，隨著負(fù)荷的減少，通過(guò)透平的質(zhì)量流量減少，可變幾何導(dǎo)葉逐漸關(guān)小，保持了恒定的透平入口處燃?xì)鉁囟?，從而提高了部分?fù)荷工況時(shí)回?zé)崞鞯男?，其結(jié)果是在整個(gè)運(yùn)行范圍里提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，特別是在低負(fù)荷時(shí)取得令人注目的效果。實(shí)船運(yùn)行表明：WR-21的回?zé)崞骷涌勺儙缀螌?dǎo)葉的節(jié)油效果可達(dá)30～40%。

　　WR－21主要特點(diǎn)

　　在ISO條件（15℃，無(wú)損失）下，WR-21輸出功率為25.2兆瓦，足以滿足護(hù)衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦和輕型航母以及大型高速民船的功率需求。

　　經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　WR-21是目前效率最高的船用燃?xì)廨啓C(jī)——具有柴油機(jī)的燃油耗油率指標(biāo)。

　　由表1可見(jiàn)，WR-21最大功率（ISO條件下，25.2兆瓦）時(shí)的燃油耗油率僅為184克/千瓦·小時(shí)（135克/馬力·時(shí)）。從表2的比較可見(jiàn)，WR-21是迄今效率最高的船用燃?xì)廨啓C(jī)，這樣的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)足以與大功率低速船用柴油機(jī)相媲美。

　　變負(fù)荷工況和低負(fù)荷工況時(shí)的經(jīng)濟(jì)性

　　在部分工況時(shí)，WR-21比典型的簡(jiǎn)單循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)也具有較高的推進(jìn)效率。這樣，在使用最為頻繁的21節(jié)和17節(jié)航速（假設(shè)艦的最大航速為30節(jié)）時(shí)，與簡(jiǎn)單循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)相比，WR-21可節(jié)約燃油分別為27%和30%。即使在約11節(jié)航速的低負(fù)荷時(shí)，WR-21節(jié)油竟可高達(dá)40%。對(duì)于要求在這種航速游弋或在更低航速的拖曳聲吶工作狀態(tài)下的運(yùn)行，則意味著有可觀的節(jié)油效果。

　　在11～25.2兆瓦（即自其44%到最大工況）運(yùn)行范圍里，其燃油耗油率指標(biāo)近乎相同。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)方式，提供了在很寬的運(yùn)行范圍里的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。羅·羅公司稱，這是WR-21所特有的運(yùn)行圖譜，與簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)相比，WR-21用于發(fā)電機(jī)組的原動(dòng)機(jī)時(shí)，其平坦的燃油耗油率特別適合于綜合電力推進(jìn)（IFEP或IPS）系統(tǒng)。

　　艦船推進(jìn)系統(tǒng)配置新理念

　　WR-21具有巡航機(jī)與加速機(jī)的特點(diǎn)，結(jié)合到典型的艦船功率－效率圖譜，就有望取代原來(lái)所必須的4到8兆瓦左右的巡航柴油機(jī)/燃?xì)廨啓C(jī)。取消巡航發(fā)動(dòng)機(jī)不僅帶來(lái)推進(jìn)系統(tǒng)的初始投資方面的節(jié)省，而且無(wú)疑將騰出寶貴的有效艙容。不論對(duì)艦只還是民用船舶，都將帶來(lái)巨大的好處，無(wú)疑將對(duì)簡(jiǎn)化機(jī)艙設(shè)備和系統(tǒng)、改善機(jī)艙布置和艦船的總體設(shè)計(jì)帶來(lái)創(chuàng)新的局面，從而增加艦的有效載荷和全面提升民用船舶的潛在收益。

　　數(shù)字控制器/傳感器

　　WR-21配置了目前最新的數(shù)字控制器/傳感器，它具有以下特點(diǎn)：

　　●由雙以太網(wǎng)通道提供WR-21和艦船之間通訊靈活性。

　　●包括一整套運(yùn)行監(jiān)測(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)趨勢(shì)傳感器，提供工程技術(shù)人員用以分析性能、研究趨勢(shì)和按計(jì)劃之維護(hù)所必須的資料。數(shù)字控制器的任務(wù)是在故障發(fā)生之前能通過(guò)預(yù)測(cè)故障來(lái)減少停機(jī)。在正常運(yùn)行期間，該系統(tǒng)自動(dòng)地監(jiān)測(cè)數(shù)百個(gè)系統(tǒng)參數(shù)，其中12個(gè)參數(shù)是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)。

　　●遙控設(shè)施采用虛擬機(jī)械環(huán)境（VME）的結(jié)構(gòu)，主機(jī)為目前所流行的以奔騰為基礎(chǔ)的CPU的商用機(jī)。使用中，經(jīng)一個(gè)與能用以太網(wǎng)接口相聯(lián)的筆記本計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)進(jìn)行機(jī)旁操縱和隨機(jī)診斷。通過(guò)控制系統(tǒng)中的遙控插頭，該數(shù)字控制器適合于全船計(jì)算機(jī)環(huán)境并且可以在船上的任何地方實(shí)施故障診斷。

　　筆者認(rèn)為，有了這樣的VME將是WR-21及其周邊環(huán)境的監(jiān)控和故障診斷的能力的保障，也是虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）在艦船推進(jìn)領(lǐng)域里的第一次應(yīng)用，是值得關(guān)注的。

　　結(jié)構(gòu)緊湊

　　鑒于WR-21有其獨(dú)有的中間冷卻器、回?zé)崞骷捌涔芟?、附件，?shì)必要比簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)增加更多的空間與重量。但WR-21的設(shè)計(jì)布局巧妙、結(jié)構(gòu)緊湊。題圖可反映出其緊湊的外形。特別值得一提的是，它的獨(dú)特的中間冷卻器和燃燒室的設(shè)計(jì)。中間冷卻器由10個(gè)扇形體的銅－鎳鰭片的板式空氣/淡水（系淡水和乙二醇1:1配比）熱交換器所組成。通過(guò)緊湊的設(shè)計(jì)和氣流良好的組織，將這10個(gè)扇形體呈環(huán)形布置在燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子的外圈的360度環(huán)形空間內(nèi)。燃燒室則由9個(gè)經(jīng)流式火焰筒燃燒器所組成。它們?cè)诟邏簤簹鈾C(jī)的外圈的360度空間內(nèi)呈輻射狀布置。上述這二個(gè)設(shè)計(jì)有效地縮短了ICR換件的軸向尺寸。WR-21有著與LM2500模件完全相同的長(zhǎng)度、寬度，其最大高度處僅比LM2500模件高出1.74米。應(yīng)該說(shuō)，為了獲得回?zé)崴鶐?lái)的巨大收益，這些付出是值得的。通過(guò)適當(dāng)?shù)目傮w設(shè)計(jì)，即使是排水量在3000噸以上的護(hù)衛(wèi)艦，也是可望解決其布置問(wèn)題的。一般來(lái)說(shuō)，民用船舶就不會(huì)存在無(wú)法布置的局面。

　　排放指標(biāo)

　　進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放指標(biāo)是柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)研制中必須面臨的問(wèn)題。羅·羅公司稱在WR-21燃?xì)廨啓C(jī)上已經(jīng)采用了其處于領(lǐng)先地位的清潔燃燒技術(shù)。WR-21則在保持杰出性能的同時(shí)還滿足了當(dāng)前和預(yù)見(jiàn)的關(guān)于NOx和CO排放的標(biāo)準(zhǔn)。

　　LM2500燃?xì)廨啓C(jī)由TF-39航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)改裝而成,技術(shù)先進(jìn),性能可靠。大修時(shí)間長(zhǎng)達(dá)15000小時(shí)。LM2500燃所輪機(jī)為單循環(huán)，雙軸旋轉(zhuǎn)式燃?xì)廨啓C(jī)。它由1臺(tái)燃?xì)獍l(fā)生器及1個(gè)動(dòng)力渦輪構(gòu)成。電液壓?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)可在60秒鐘內(nèi)使渦輪由冷車狀態(tài)運(yùn)行至空載轉(zhuǎn)速。LM2500燃所輪機(jī)放在一個(gè)隔聲/熱罩內(nèi)，該罩可使燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)機(jī)艙噪音得以減弱，并可阻止燃?xì)廨啓C(jī)與外部環(huán)境之間的熱交換。罩上安裝有通風(fēng)管以利于燃?xì)廨啓C(jī)散熱。LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的總輸出功率為17兆瓦.

　　在南海局勢(shì)如此緊張的情況下，中方花重金買下美國(guó)通用LM2500燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)技術(shù)，不免讓人有些聯(lián)想。這是否又是中國(guó)在大力發(fā)展軍事上耍的“小心思”。想要一展大國(guó)雄風(fēng)，還是一場(chǎng)令人愕然的“陰謀”？

      不管美國(guó)出售給中國(guó)的LM2500型艦用燃?xì)廨啓C(jī)是否存在缺陷，我們都要相信中國(guó)的“山寨”能力，以及“復(fù)原”能力。（竹寺）

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