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        四海一心

        2009-03-10 06:49:40
        現(xiàn)代兵器 2009年1期
        關(guān)鍵詞:滑油機(jī)匣壓氣機(jī)

        侯 戈

        1990年5月29日,江南造船廠為海軍建造的第一艘導(dǎo)彈驅(qū)逐艦舉行上船臺(tái)儀式,海軍副司令員張序三、船舶總公司副總經(jīng)理黃平濤出席。

        ——《上海工業(yè)志·船舶工業(yè)》

        1993年4月下旬,我和總政治部主任于永波,總后勤部政委劉安元等考察了正在建造中的第二代導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。

        第二代導(dǎo)彈驅(qū)逐艦是軍委確定的“八五”計(jì)劃重點(diǎn)工程之一,是海軍更新?lián)Q代的重大裝備,也是我擔(dān)任海軍司令員時(shí)倡導(dǎo)研制的。與第一代相比,在機(jī)動(dòng)性,防空,反潛、作戰(zhàn)指揮與控制等方面都有較大的提高,達(dá)到了國(guó)際80年代先進(jìn)水平。

        1995年5月8日,我參加了第二代導(dǎo)彈驅(qū)逐艦首艦交船儀式。

        ——《劉華清回憶錄》

        這艘從建造伊始就受到眾多高層領(lǐng)導(dǎo)重視的軍艦,就是052型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦的首艦——號(hào)稱“中華第一艦”的“哈爾濱”號(hào)。該艦不但第一次在設(shè)計(jì)時(shí)就配置了防空導(dǎo)彈、艦載直升機(jī)系統(tǒng)、拖曳聲吶和反潛魚雷,還有一個(gè)支持其乘風(fēng)破浪、征服大洋的最重要的第一次——裝備了先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置。而這種先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī),就是來(lái)自于大洋彼岸的杰作——美國(guó)通用電氣LM2500艦船燃?xì)廨啓C(jī)。

        研制背景

        美國(guó)通用電氣公司是美國(guó)、也是世界上最大的電器和電子設(shè)備制造公司之一,總部位于美國(guó)康涅狄格州的費(fèi)爾菲爾德市。公司由多個(gè)多元化的基本業(yè)務(wù)集團(tuán)組成,如果單獨(dú)排名,有13個(gè)業(yè)務(wù)集團(tuán)可名列《財(cái)富》雜志500強(qiáng)。除了生產(chǎn)消費(fèi)電器、工業(yè)電器設(shè)備外,還是著名的軍事裝備制造商。

        與同樣著名的波音公司不同,通用電氣公司的名稱并非來(lái)源于創(chuàng)始人的名字,這在美國(guó)的百年老店里是非常罕見(jiàn)的。實(shí)際上,它來(lái)源于1876年著名的美國(guó)發(fā)明家托馬斯·愛(ài)迪生創(chuàng)立的愛(ài)迪生電燈公司。1890年,愛(ài)迪生將各項(xiàng)業(yè)務(wù)重組,成立了愛(ài)迪生通用電氣公司。1892年,在與湯姆森一休斯頓電氣公司合并后,成立了通用電氣公司(General Electric Company,GE),當(dāng)時(shí)的總部設(shè)在紐約。1896年,道瓊斯工業(yè)指數(shù)榜設(shè)立,通用電氣公司是當(dāng)時(shí)榜上的12家公司之一。時(shí)至今日,它還是唯一一個(gè)保留在道瓊斯30指數(shù)榜上的公司。

        1960年,應(yīng)美國(guó)海軍的要求,通用電氣公司開(kāi)始為海軍沿岸炮艇開(kāi)發(fā)新型燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置。為了提高新型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制速度,在空、海軍戰(zhàn)斗機(jī)上已經(jīng)獲得大量采用的J79渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)被選中為改裝的原型機(jī)。第一臺(tái)LM1500——這是賦予新發(fā)動(dòng)機(jī)的編號(hào),意味著它可以提供15000馬力(110325千瓦)等級(jí)的功率——從1961年10月開(kāi)始裝艇進(jìn)行海試,這是美國(guó)海軍艦艇第一次采用燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力裝置。

        根據(jù)試驗(yàn)中暴露出來(lái)的問(wèn)題(主要是海水、鹽霧對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的腐蝕問(wèn)題,以及使用含硫量更高、密度更大、雜質(zhì)也更多的船用柴油導(dǎo)致的腐蝕和磨損問(wèn)題),通用電氣公司在1963年獲得了進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)合同,小批量試生產(chǎn)LM1500燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)裝備后續(xù)建造的炮艇,以擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模。到1966年,該型燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)裝備了17艘“阿沙維拉”級(jí)炮艇,采用兩臺(tái)柴油機(jī)(巡航)加一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)(高速)的CODOG驅(qū)動(dòng)方式。經(jīng)過(guò)連續(xù)幾年的裝備試驗(yàn)后,LM1500終于在1969年正式定型,除用于海軍艦艇之外,還廣泛用作工業(yè)發(fā)電、油氣泵站以及其他專用設(shè)備的動(dòng)力。

        鑒于LM1500燃?xì)廨啓C(jī)的研制、試用成功,艦船燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置得到了美國(guó)海軍的認(rèn)可,特別是在進(jìn)行反潛作戰(zhàn)時(shí),裝備燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置的艦船加速性遠(yuǎn)高于裝備蒸汽輪機(jī)動(dòng)力裝置的艦船,動(dòng)力性、自噪音特性又遠(yuǎn)勝于裝備柴油機(jī)動(dòng)力裝置的艦船(當(dāng)時(shí)還缺少現(xiàn)代的浮筏減震技術(shù))。這對(duì)于當(dāng)時(shí)正困擾于紅色狼群威脅的美國(guó)海軍來(lái)說(shuō),的確是一種理想的解決方案。于是,美國(guó)海軍也決定將燃?xì)廨啓C(jī)化作為海軍艦船動(dòng)力發(fā)展的方向。不過(guò)與英國(guó)海軍分別采用專門的小功率巡航燃?xì)廨啓C(jī)和大功率加速燃?xì)廨啓C(jī)的COGOG組合不同,美國(guó)海軍走得更遠(yuǎn),直接要求獲得一種全工況燃?xì)廨啓C(jī),采用COGAG的推進(jìn)組合方式。這樣可以在主戰(zhàn)艦船上裝備同一個(gè)型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī),不僅能通過(guò)提高采購(gòu)量來(lái)壓低采購(gòu)成本,還簡(jiǎn)化了對(duì)后勤支援的要求。

        為了滿足新一代大型驅(qū)逐艦超過(guò)30節(jié)的航速要求,其動(dòng)力裝置的總推進(jìn)功率必須達(dá)到約10萬(wàn)馬力(73550千瓦);而為了保障動(dòng)力裝置的生命力,至少應(yīng)設(shè)置兩組相互獨(dú)立的主機(jī)。這樣,新艦應(yīng)該設(shè)置4臺(tái)同樣的全工況燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力,單機(jī)功率應(yīng)該達(dá)到約2.5萬(wàn)馬力(18387.5千瓦)。與之相比,蘇聯(lián)海軍“卡辛”級(jí)驅(qū)逐艦的動(dòng)力裝置由8臺(tái)1.1萬(wàn)馬力(8090.5千瓦)燃?xì)廨啓C(jī)組成,高下立見(jiàn)。

        由于在開(kāi)發(fā)LM1500燃?xì)廨啓C(jī)的過(guò)程中已經(jīng)積累了足夠的研制經(jīng)驗(yàn),新型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展合同毫無(wú)懸念地落到了通用電氣公司手中。鑒于新型燃?xì)廨啓C(jī)的功率等級(jí)比LM1500上了一個(gè)臺(tái)階,一般的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)難以滿足要求。當(dāng)時(shí)美國(guó)空軍最大、最重的飛機(jī)是研制中的C-5“銀河”重型運(yùn)輸機(jī),其上將要裝備的通用電氣TF39渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是當(dāng)時(shí)推力最大的發(fā)動(dòng)機(jī),該機(jī)當(dāng)仁不讓地成為改裝新型燃?xì)廨啓C(jī)的最優(yōu)選擇。

        TF39渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的源頭來(lái)自于1959年,當(dāng)時(shí)美國(guó)空軍提出“輕重量燃?xì)獍l(fā)生器”計(jì)劃,后改稱“先進(jìn)渦輪燃?xì)獍l(fā)生器計(jì)劃”。這是一個(gè)由美國(guó)軍方牽頭、軍工界共同參與的先進(jìn)航空技術(shù)預(yù)研計(jì)劃。由于燃?xì)獍l(fā)生器屬于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分,其性能高低決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的總體水平,技術(shù)難度也最大。通過(guò)開(kāi)展“先進(jìn)渦輪燃?xì)獍l(fā)生器計(jì)劃”,可以對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行先期研究,同時(shí)對(duì)燃?xì)獍l(fā)生器(核心機(jī))進(jìn)行裝機(jī)環(huán)境下的試驗(yàn)驗(yàn)證,從而降低型號(hào)研制的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、縮短周期、減少成本。

        1963年,在“先進(jìn)渦輪燃?xì)獍l(fā)生器計(jì)劃”的支持下,通用電氣公司開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)“先進(jìn)技術(shù)核心機(jī)”——GE1。GE1核心機(jī)由14級(jí)軸流式高壓壓氣機(jī)、環(huán)形燃燒室與2級(jí)冷卻式高壓渦輪組成,主要參數(shù)為:空氣流量32公斤/秒,壓比11,推力2272公斤,壓氣機(jī)前五級(jí)靜子可調(diào),直徑0.61米,長(zhǎng)度1.78米。在GE1的基礎(chǔ)上,衍生出了三型值得注意的驗(yàn)證機(jī)——GE1/6、GE9和GE1/10。

        1964年5月,美國(guó)空軍針對(duì)新型遠(yuǎn)程重型運(yùn)輸機(jī)的需求,提出發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)機(jī)體招標(biāo),其中要求發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到18000公斤級(jí)的推力。1965年4月,通用電氣公司以GE1/6驗(yàn)證機(jī)參與投標(biāo),戰(zhàn)勝了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手普拉特·惠特尼公司。1965年12月,新型TF39發(fā)動(dòng)機(jī)首次試車,1967年6月開(kāi)始試飛,到了1968年10月,TF39發(fā)動(dòng)機(jī)便開(kāi)始了生產(chǎn)型交付。在獲得美國(guó)海軍的新型燃?xì)廨啓C(jī)開(kāi)發(fā)合同之后,1968年4月(這時(shí)TF39

        還未正式投產(chǎn)),通用電氣公司以TF39渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)為基礎(chǔ),開(kāi)始了新型LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的研制。

        廣泛應(yīng)用

        1969年,通用電氣公司生產(chǎn)出第一臺(tái)LM2500樣機(jī),次年,樣機(jī)被安裝到一艘滾裝船上進(jìn)行了海上試驗(yàn)。試驗(yàn)證明,LM2500的輸出功率達(dá)到了25500馬力(18755千瓦),效率達(dá)到了35.5%,完全滿足海軍的要求。隨后,通用電氣公司開(kāi)始新型燃?xì)廨啓C(jī)的量產(chǎn),第一般裝備LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的是DDG963“斯普魯恩斯”號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。該艦采用兩組燃?xì)廨啓C(jī)、每一組均由2臺(tái)LM2500組合而成的COGAG推進(jìn)方案,最大航速達(dá)到33節(jié)。美國(guó)海軍共建造了31艘8040噸的“斯普魯恩斯”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。該級(jí)艦現(xiàn)已從美國(guó)海軍中退役,其中至少19艘已經(jīng)被作為靶艦擊沉。

        采用LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的第二個(gè)大用戶是FFG7“佩里”級(jí)護(hù)衛(wèi)艦。為了降低設(shè)計(jì)成本,該級(jí)艦直接采用了“斯普魯恩斯”級(jí)驅(qū)逐艦的一組2臺(tái)LM2500燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置,驅(qū)動(dòng)一具可調(diào)距螺旋槳。美國(guó)海軍共建造了51艘“佩里”級(jí)護(hù)衛(wèi)艦,澳大利亞、西班牙、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也引進(jìn)和仿制此型艦,該級(jí)艦現(xiàn)已有一部分從美國(guó)海軍中退役。

        1970年代后期,伊朗海軍訂購(gòu)了6艘對(duì)空型“斯普魯恩斯”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦,后來(lái)因?yàn)橘Y金問(wèn)題減為4艘。巴列維王朝被推翻后,伊朗最后撤銷了這些艦的訂貨。當(dāng)時(shí)建造工程已經(jīng)基本完成,為了減小船廠損失,美國(guó)海軍接過(guò)了這4艘艦的合同,即DDG993“基德”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦,動(dòng)力裝置同樣為兩組共4臺(tái)LM2500燃?xì)廨啓C(jī)。由于戰(zhàn)斗力偏低,該級(jí)艦已從美國(guó)海軍中退役,并轉(zhuǎn)售給中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)。

        為了滿足美國(guó)/北約近海防御的要求,波音公司為美國(guó)海軍建造了6艘“飛馬座”級(jí)導(dǎo)彈水翼艇,CODOG方式驅(qū)動(dòng),排水航行時(shí)使用兩臺(tái)柴油機(jī),水翼航行時(shí)的動(dòng)力為1臺(tái)LM2500燃?xì)廨啓C(jī)。

        1970年代后期,美海軍原計(jì)劃設(shè)計(jì)一型裝備“宙斯盾”系統(tǒng)的核動(dòng)力巡洋艦,但因?yàn)槌杀締?wèn)題最終撤銷。取而代之的是設(shè)計(jì)一型“斯普魯恩斯”級(jí)的派生艦,即9466噸的CG47“提康德羅加”級(jí)導(dǎo)彈巡洋艦。“提康特羅加”級(jí)巡洋艦的建造總數(shù)為27艘,也使用了兩組共4臺(tái)LM2500燃?xì)廨啓C(jī)。之后裝備MK41多用途導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)和“宙斯盾”系統(tǒng)的新型驅(qū)逐艦的大量服役,該級(jí)艦第一批建造的5艘由于裝備的是Mld6 Mod5型雙臂式導(dǎo)彈發(fā)射裝置,“宙斯盾”系統(tǒng)的威力難以完全發(fā)揮,已經(jīng)提前退役,其中,CG50“福吉谷”號(hào)已經(jīng)于2006年11月2日作為靶艦被擊沉。

        為了對(duì)抗未來(lái)的新威脅以及滿足美國(guó)海軍當(dāng)時(shí)計(jì)劃擁有600艘艦的要求,1981年,美國(guó)海軍開(kāi)始投資發(fā)展新一代的驅(qū)逐艦,即現(xiàn)在的DDG51“阿利·伯克”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。該艦裝備“宙斯盾”系統(tǒng)和MK41多用途導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng),成本較“提康特羅加”巡洋艦要低,用于彌補(bǔ)后者不能大量建造而造成的防空火力空白。“阿利·伯克”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦建造數(shù)達(dá)到了52艘,同樣使用4臺(tái)LM2500燃?xì)廨啓C(jī)。得益于新型材料、工藝的發(fā)展,以及長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),LM2500的功率提高到了每臺(tái)30600馬力(22506千瓦),效率達(dá)到了36.2%。

        由于LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)異性能,其他國(guó)家海軍的艦艇也大量采用LM2500作為推進(jìn)動(dòng)力,而最為國(guó)人熟知的,就是號(hào)稱“中華第一艦”的052型“哈爾濱”號(hào)及其姊妹艦“青島”號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。到上世紀(jì)末,LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的總裝機(jī)數(shù)已經(jīng)超過(guò)1800臺(tái),近30個(gè)國(guó)家的海軍共350多艘各類艦艇裝備了870多臺(tái)艦用LM2500,累計(jì)海上運(yùn)行時(shí)間超過(guò)600萬(wàn)小時(shí),總運(yùn)行時(shí)間超過(guò)了1800萬(wàn)小時(shí)。

        結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)

        壓氣機(jī)是燃?xì)廨啓C(jī)的主要部件之一,它的作用是提高流經(jīng)空氣的壓力,向燃燒室供給符合要求的壓縮空氣。壓氣機(jī)性能的優(yōu)劣直接影響燃?xì)廨啓C(jī)的功率、油耗、工作穩(wěn)定性和可靠性等主要性能。LM2500的壓氣機(jī)為16級(jí)、高壓比、軸流單轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì),主要由壓氣機(jī)前承力機(jī)匣、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)靜子(中機(jī)匣)和壓氣機(jī)后承力機(jī)匣等組成。壓氣機(jī)靜子的前端由前承力機(jī)匣殼體支撐,后部由壓氣機(jī)后承力機(jī)匣支撐。而壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的前端由滾柱軸承支撐,后端由滾珠軸承支撐。

        前承力機(jī)匣形成了壓氣機(jī)進(jìn)口空氣的流通通道,轂部與外殼之間用導(dǎo)流支板聯(lián)接,支板為空心結(jié)構(gòu),內(nèi)有回油池的滑油供油和回油管路。該機(jī)匣同時(shí)還支承著壓氣機(jī)前軸承、進(jìn)氣管、整流罩、壓氣機(jī)殼體的前端、進(jìn)氣導(dǎo)葉內(nèi)支承、輸入齒輪箱和回油池端蓋。在機(jī)匣中還有密封壓力和通風(fēng)等的空氣通道,以及監(jiān)測(cè)壓氣機(jī)進(jìn)口空氣壓力、溫度等參數(shù)的傳感器。

        壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)、對(duì)吸入空氣做功使其壓力上升的部件,核心是一個(gè)帶有圓周分布的燕尾榫槽的短鼓一輪盤混合結(jié)構(gòu),壓氣機(jī)葉片通過(guò)燕尾榫槽固定在其上。所有的法蘭聯(lián)接都采用過(guò)盈配合,以保證零件良好的定心和聯(lián)接剛性。轉(zhuǎn)子的短鼓一輪盤材料分別為:第1到10級(jí)為鈦合金,其余部分使用Inconel718合金制造。第1到14級(jí)工作葉片的材料為鈦合金,第15和16級(jí)工作葉片的材料為A286合金鋼。由于第1級(jí)工作葉片相對(duì)比較狹長(zhǎng)、剛性較差,為了減少振動(dòng),在葉片的中部有減振阻尼凸臺(tái),當(dāng)所有的第1級(jí)葉片安裝好之后,凸臺(tái)共同組成了一個(gè)阻尼圈。

        壓氣機(jī)靜子是氣流減速擴(kuò)壓的部件,也是燃?xì)廨啓C(jī)的主要承力殼體構(gòu)件之一,它與前承力機(jī)匣和后承力機(jī)匣構(gòu)成了一個(gè)整體。各級(jí)整流器(靜子葉片環(huán))固定在靜子機(jī)匣內(nèi),形成氣流通道的靜子部分。靜子機(jī)匣由4部分組成,并用螺栓固定在一起。前兩段對(duì)分式機(jī)匣用鈦合金制造,而后兩段對(duì)分式機(jī)匣用Inconel718合金制造。該壓氣機(jī)靜子由一級(jí)進(jìn)口導(dǎo)葉和16級(jí)靜葉組成,進(jìn)口導(dǎo)葉和第1到6級(jí)的靜葉為可調(diào)葉片。進(jìn)口導(dǎo)葉和第1、2級(jí)靜葉的材料為鈦合金,第3到16級(jí)靜葉的材料為A289合金鋼。

        為了保證壓氣機(jī)工作的效率,要求工作葉片、靜葉片與靜子、轉(zhuǎn)子之間的間隙盡可能小,以減少氣流從葉尖逸漏的損失。但葉片又必須跟壁面保持足夠的間隙,以方便安裝,并防止工作時(shí)葉片受熱膨脹與壁面碰撞,造成發(fā)動(dòng)機(jī)損傷。為了解決這個(gè)矛盾,在工作葉片、靜葉片頂部相對(duì)的靜子、轉(zhuǎn)子壁面上噴涂有可磨損的材料,葉片的葉尖也作成可以磨損的形式,這樣,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)投入正常運(yùn)行后,通過(guò)涂料跟葉尖之間的磨合,就能使間隙維持在一個(gè)合適的較小值,從而保證了壓氣機(jī)的高效運(yùn)行。

        壓氣機(jī)后承力機(jī)匣用lncone1718合金制造,由外殼體導(dǎo)流支板、轂以及回油池殼體組成,其外殼支撐著燃燒室、燃

        油總管、燃油噴嘴(30個(gè))、點(diǎn)火器(2個(gè))以及第1級(jí)渦輪導(dǎo)向器支承。軸承的軸向和徑向負(fù)荷以及第1級(jí)渦輪導(dǎo)向器負(fù)荷的一部分由轂承受,并通過(guò)10個(gè)徑向?qū)Я髦О宕┲翙C(jī)匣外殼。轂與導(dǎo)流支板以及外殼體通過(guò)焊接連成一體。機(jī)匣外殼既是燃燒室外殼,又是壓氣機(jī)機(jī)匣與渦輪中機(jī)匣之間結(jié)構(gòu)負(fù)荷的傳遞通路。

        燃燒室是保證燃?xì)廨啓C(jī)在各種工況下,順利將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能、并用來(lái)加熱工質(zhì)的裝置。來(lái)自壓氣機(jī)的高壓空氣進(jìn)入燃燒室后,與噴油嘴噴入的燃料混合燃燒,變成具有較大作功能力的高溫高壓燃?xì)?,然后?qū)動(dòng)渦輪作功。燃燒室是燃?xì)廨啓C(jī)的重要部件,燃?xì)廨啓C(jī)的性能和可靠性與其有著密切的關(guān)系。例如,燃燒室出口局部溫度過(guò)高,會(huì)引起渦輪葉片的過(guò)熱和燒毀;燃燒過(guò)程的不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致意外的熄火甚至停機(jī);燃燒組織不好,會(huì)使燃燒過(guò)程的流動(dòng)損失增加,降低燃燒效率、增大燃油消耗等等。因此,一個(gè)合適的燃燒室,是燃?xì)廨啓C(jī)工作良好的關(guān)鍵。

        LM2500的燃燒室為單環(huán)形燃燒室,由燃燒室外套、火焰筒內(nèi)環(huán)、火焰筒外環(huán)、火焰筒頭部、燃燒室內(nèi)套、進(jìn)口導(dǎo)流器、旋流器、雙油路壓力噴射式噴油嘴(30個(gè))和半導(dǎo)體高能點(diǎn)火電嘴(2個(gè))等零件構(gòu)成。燃燒室內(nèi)、外壁均采用氣膜冷卻,使得壁面溫度不至于過(guò)高,從而保證燃燒室的工作可靠性和壽命。燃燒室外套通過(guò)位于燃燒室進(jìn)口處的10個(gè)肋板,與燃燒室內(nèi)套在前端聯(lián)成一體,同時(shí)作為承力結(jié)構(gòu),支承壓氣機(jī)后軸承座。

        燃?xì)鉁u輪是燃?xì)廨啓C(jī)的另一種主要部件,其主要作用是將來(lái)自燃燒室的高溫、高壓燃?xì)庵械牟糠譄崮芎蛪毫δ苻D(zhuǎn)換成機(jī)械功,用以帶動(dòng)壓氣機(jī)、附件和船舶推進(jìn)裝置。渦輪的工作條件十分惡劣,要承受高溫、高轉(zhuǎn)速、頻繁的熱循環(huán)、熱沖擊、不均勻加熱、由于轉(zhuǎn)子不平衡和燃?xì)鈮毫γ}動(dòng)造成的不均衡負(fù)荷的作用,是燃?xì)廨啓C(jī)中熱負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷最大的部件。艦船燃?xì)廨啓C(jī)多采用軸流式渦輪,其主要特點(diǎn)是功率大、轉(zhuǎn)速高、燃?xì)鉁囟雀?、效率高,能有效滿足船舶推進(jìn)的動(dòng)力要求。

        在艦船燃?xì)廨啓C(jī)中,用來(lái)帶動(dòng)壓氣機(jī)和附件的渦輪稱為燃?xì)獍l(fā)生器渦輪,用來(lái)帶動(dòng)減速器、螺旋槳等外負(fù)荷、進(jìn)行功率輸出的稱為動(dòng)力渦輪,二者在結(jié)構(gòu)上大同小異,都是由轉(zhuǎn)子跟靜子兩大部分組成。燃?xì)獍l(fā)生器渦輪與動(dòng)力渦輪間通常只存在氣動(dòng)上的聯(lián)系,它們通常由中間擴(kuò)壓器(也稱為中間機(jī)匣)聯(lián)通起來(lái)。一般而言,動(dòng)力渦輪的直徑比燃?xì)獍l(fā)生器渦輪大得多,所以中間機(jī)匣具有一定的擴(kuò)散錐角,以利于將燃?xì)獍l(fā)生器渦輪出口的燃?xì)庖宰钚〉牧鲃?dòng)損失引入動(dòng)力渦輪作功。

        LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)獍l(fā)生器渦輪是典型的單轉(zhuǎn)子、2級(jí)軸流式渦輪,由渦輪轉(zhuǎn)子、第1和第2級(jí)渦輪導(dǎo)向器以及渦輪中間機(jī)匣等組成。渦輪導(dǎo)向器負(fù)責(zé)將從燃燒室出來(lái)的高溫、高壓燃?xì)庖砸蟮慕嵌群退俣戎苯訉?dǎo)向渦輪轉(zhuǎn)子的葉片,裝在壓氣機(jī)后機(jī)匣里,并由后者支承。燃?xì)獍l(fā)生器渦輪與壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子是機(jī)械聯(lián)接的,從燃?xì)庵蝎@取能量后可以直接驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)。渦輪轉(zhuǎn)子的前支承在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸上,由徑向止推球軸承承力,轉(zhuǎn)子后端由渦輪中間機(jī)匣內(nèi)的徑向軸承支承。渦輪中間機(jī)匣除了支承燃?xì)獍l(fā)生器渦輪轉(zhuǎn)子之外,也支承動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)子。中間機(jī)匣包括過(guò)渡段,燃?xì)饬鲝娜細(xì)獍l(fā)生器渦輪經(jīng)過(guò)過(guò)渡段進(jìn)入動(dòng)力渦輪。

        燃?xì)獍l(fā)生器渦輪轉(zhuǎn)子由一個(gè)錐形前軸、兩個(gè)帶葉片和護(hù)圈的渦輪盤、一個(gè)圓錐形轉(zhuǎn)子隔板、一個(gè)熱屏蔽和一個(gè)后軸組成,兩級(jí)渦輪葉片均為長(zhǎng)葉柄、內(nèi)冷卻式結(jié)構(gòu),葉根為樅樹(shù)形。長(zhǎng)葉柄葉片不但為冷卻空氣提供了通路,而且因?yàn)檩^高的阻尼作用減小了振動(dòng),輪盤外緣的溫度也降低了。葉片成對(duì)地釬焊在一起,材料為Rene80鈷基合金,表面滲有抗腐蝕、抗氧化的鈷鉻鋁釔保護(hù)層。

        渦輪轉(zhuǎn)子和兩級(jí)渦輪葉片均由壓氣機(jī)排出的空氣進(jìn)行冷卻。氣流通過(guò)第1級(jí)導(dǎo)向器支承和渦輪軸前的孔引入。空氣首先冷卻轉(zhuǎn)子內(nèi)部和兩個(gè)盤端,然后經(jīng)過(guò)成對(duì)葉榫間的通路進(jìn)入葉片。第1級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子葉片由內(nèi)部對(duì)流和外部冷卻氣膜進(jìn)行冷卻,第2級(jí)葉片只使用對(duì)流方式進(jìn)行冷卻,所有冷卻空氣最后都由葉尖排出。燃?xì)獍l(fā)生器渦輪轉(zhuǎn)子的前軸、隔板、熱屏蔽、后軸、輪盤等部件通過(guò)短螺栓聯(lián)接,形成剛性很好的可拆卸轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

        LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力渦輪來(lái)自于TF39渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)扇的低壓渦輪,在進(jìn)行艦用化改裝時(shí),動(dòng)力渦輪的進(jìn)口溫度明顯下降,是一種典型的低負(fù)荷設(shè)計(jì),級(jí)數(shù)達(dá)到了6級(jí),以獲得較高的效率(設(shè)計(jì)工況效率達(dá)92.5%)和良好的變工況特性。為適應(yīng)高效率要求,在結(jié)構(gòu)上使用了帶冠工作葉片。靜子機(jī)匣內(nèi)壁采用了具有蜂窩結(jié)構(gòu)可容損材料制成的襯里,減小了泄漏。因?yàn)榧?jí)數(shù)多,采用了兩端支承結(jié)構(gòu),設(shè)置了兩個(gè)專門的承力支承部件——前支架和后支架。

        前支架又稱為渦輪中機(jī)匣,前安裝邊與燃?xì)獍l(fā)生器的后安裝邊聯(lián)接,后安裝邊則與動(dòng)力渦輪的靜子機(jī)匣相連接。前支架主要由內(nèi)座圈、外殼體和聯(lián)接二者的整流支板組成,是一個(gè)整體傳力元件。渦輪第1級(jí)導(dǎo)向器葉片環(huán)固定于其內(nèi),內(nèi)座圈處安裝前軸承組合體。后支架又稱為渦輪后機(jī)匣,前安裝邊與動(dòng)力渦輪靜子機(jī)匣相聯(lián)接,后安裝邊與排氣渦殼聯(lián)接。后支架也是整體傳力元件,主要由內(nèi)座圈、外殼體和聯(lián)接二者的整流支板組成,內(nèi)座圈處安裝后軸承組合件。

        動(dòng)力渦輪靜子為水平剖分式結(jié)構(gòu),第2到第6級(jí)導(dǎo)向器葉片環(huán)固定在靜子機(jī)匣的環(huán)槽中。在各級(jí)靜子葉片環(huán)之前,機(jī)匣的內(nèi)壁面處以及葉片環(huán)內(nèi)環(huán)壁面處,均嵌裝蜂窩結(jié)構(gòu)可容損材料制成的密封裝置,以減少動(dòng)力渦輪工作葉片與機(jī)匣之間的徑向減小,以及減小葉片環(huán)內(nèi)環(huán)壁面與轉(zhuǎn)子之間的級(jí)間密封間隙,從而提高了動(dòng)力渦輪的效率。

        動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)子為短螺栓聯(lián)接、盤鼓混合式結(jié)構(gòu)。錐形前鼓軸固定在第3級(jí)輪盤之前,錐形后鼓軸固定在第6級(jí)輪盤之前,使得轉(zhuǎn)子支點(diǎn)間距大大縮短,結(jié)構(gòu)緊湊,增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子的抗彎剛性。這種由短螺栓聯(lián)接的多級(jí)盤鼓式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、重量輕、聯(lián)接剛性好,而且布局靈活,拆裝、更換損壞的元件也比較方便。動(dòng)力渦輪的6級(jí)工作葉片全部為帶冠結(jié)構(gòu),抗振性能好,效率高,用耐腐蝕材料Rene77合金制造,前3級(jí)工作葉片表面還涂有防腐蝕涂層。導(dǎo)向器葉片的前3級(jí)也是用Rene77合金制造,后3級(jí)則改為用Rene41合金制造。

        附件傳動(dòng)裝置在艦船燃?xì)廨啓C(jī)上有許多需要由燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子帶動(dòng)的附屬系統(tǒng)以及設(shè)備的附件,如滑油泵、燃油泵、燃油自動(dòng)調(diào)節(jié)器等。而另外一些附屬系統(tǒng)以及設(shè)備的附件,又用來(lái)帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),如起動(dòng)機(jī)、盤車裝置等。為了實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子和這些附件間的傳動(dòng),需要設(shè)置專門的傳動(dòng)裝置,即附件傳動(dòng)裝置。

        附屬系統(tǒng)和設(shè)備中的附件一般都裝在附件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)匣上,其中裝有

        若干組齒輪組以及離合器等。只要燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)附件的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),被帶動(dòng)的附件即可投入運(yùn)轉(zhuǎn),燃?xì)廨啓C(jī)的各個(gè)附屬系統(tǒng)和設(shè)備就能進(jìn)入正常工作。同樣,起動(dòng)機(jī)、盤車裝置等附件工作時(shí),也可以拖動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。附屬系統(tǒng)、設(shè)備的工作可靠性直接影響燃?xì)廨啓C(jī)的性能和工作可靠性,因此,一方面要求附屬系統(tǒng)和設(shè)備具有較高的性能,另一方面也要求附件傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)可靠,能在各種工況下保證所有附件的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、功率傳遞等方面的技術(shù)要求。同時(shí),還要求附件傳動(dòng)裝置尺寸、重量小,使用、維護(hù)和更換都要比較方便。

        LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的附件傳動(dòng)裝置位于壓氣機(jī)前機(jī)匣處,主要由輸入齒輪箱、徑向傳動(dòng)軸和傳動(dòng)齒輪箱等部件組成。輸入齒輪箱裝置由鑄鋁殼體、軸、一對(duì)圓錐齒輪、軸承以及滑油噴嘴等構(gòu)成。徑向傳動(dòng)軸是空心軸,軸的兩端用花鍵分別與輸入齒輪箱以及轉(zhuǎn)換齒輪箱內(nèi)的圓錐齒輪相聯(lián)接,其作用是將功率由輸入齒輪箱傳至轉(zhuǎn)換齒輪箱的前部。

        轉(zhuǎn)換齒輪箱則由兩個(gè)鋁制殼體、一個(gè)油氣分離器、齒輪、軸承、密封件、滑油噴嘴以及附件聯(lián)系器等部分組成。殼體底部有個(gè)入口蓋,為徑向傳動(dòng)軸的安裝提供了方便。在后面部分的所有附件聯(lián)接器和惰輪,均采用“插入式”齒輪的設(shè)計(jì)思想,這樣在進(jìn)行齒輪、軸承、密封件、聯(lián)接器組件等進(jìn)行拆卸或更換時(shí),就不用對(duì)齒輪箱進(jìn)行分解。安裝在轉(zhuǎn)換齒輪箱上的附件有:燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)機(jī)、滑油供油泵和回油泵、燃油泵以及主燃油控制器。油氣分離器安裝在轉(zhuǎn)換齒輪箱前部,并作為齒輪箱的一部分而存在。

        起動(dòng)系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)不能依靠自身投入工作,需要外界能源來(lái)幫助起動(dòng),經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)過(guò)程,才能使主機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。通常把提供能量、拖動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)旋轉(zhuǎn)的輔助機(jī)械稱為起動(dòng)機(jī),使燃?xì)廨啓C(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)加速到慢車工況的過(guò)程稱為起動(dòng)過(guò)程,而用于完成燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過(guò)程的各個(gè)工作部分,如起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)燃油供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、自動(dòng)控制裝置等在內(nèi)的一整套裝置、系統(tǒng)稱為燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)系統(tǒng)。在燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)系統(tǒng)中,起動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),使之加速到一定轉(zhuǎn)速,從而使進(jìn)入燃燒室的空氣具有足夠壓力,保證燃燒室內(nèi)混合氣可靠點(diǎn)火燃燒,使燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)入自主運(yùn)行狀態(tài),是起動(dòng)系統(tǒng)中的核心部件?,F(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)常用的起動(dòng)機(jī)有電起動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)和空氣渦輪起動(dòng)機(jī)等三類,不管哪種,都要求有足夠的功率來(lái)拖動(dòng)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

        LM2500燃?xì)廨啓C(jī)采用了同時(shí)具有液壓油馬達(dá)起動(dòng)機(jī)和空氣渦輪起動(dòng)機(jī)的雙重動(dòng)力源起動(dòng)系統(tǒng),但由于艦船上的高壓空氣獲取比較方便,一般以空氣渦輪起動(dòng)機(jī)為主用起動(dòng)機(jī)。該機(jī)由進(jìn)氣裝置、渦輪裝置、減速齒輪、切斷開(kāi)關(guān)、超速離合器以及花鍵輸出軸組成。其中渦輪為單級(jí)軸流式渦輪,減速齒輪為帶有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)齒環(huán)的復(fù)合式行星齒輪系統(tǒng),超速離合器為棘爪一棘輪式,在起動(dòng)期間可以保證可靠接合,而主機(jī)起動(dòng)后,能保證起動(dòng)機(jī)的順利脫開(kāi)。

        燃油系統(tǒng)這是燃?xì)廨啓C(jī)各系統(tǒng)中最復(fù)雜的部分,其功用是保證向燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室可靠地供給一定壓力和流量的燃油,依靠燃油系統(tǒng)中自動(dòng)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用,按照一定規(guī)律控制、調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的供油量,使燃?xì)廨啓C(jī)在任何運(yùn)行工況下,都能夠高效、安全可靠地工作。燃油系統(tǒng)可以分為供油和調(diào)節(jié)兩大部分,通常由燃油箱、燃油過(guò)濾器、低壓燃油泵、燃油加溫器(有時(shí)兼作滑油冷卻器)、高壓燃油泵、燃油自動(dòng)調(diào)節(jié)器、燃油分配器、燃油總管、燃油噴嘴等組成。在管理中,也經(jīng)常以高壓油泵為界,將燃油系統(tǒng)劃分為低壓燃油部分和高壓燃油部分。

        在LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的燃油系統(tǒng)中,通過(guò)調(diào)節(jié)和分配噴射到燃燒室中的燃油數(shù)量,可以控制燃?xì)獍l(fā)生器的轉(zhuǎn)速。動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速是無(wú)法直接控制的,但可以根據(jù)燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生的燃?xì)饬髂芰看笮?lái)確定。為了防止動(dòng)力渦輪超速,由安裝在電子控制箱里的電子超速開(kāi)關(guān)來(lái)保護(hù),當(dāng)動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速偏高時(shí),自動(dòng)減小燃燒室供油量,以保證動(dòng)力渦輪的安全。

        來(lái)自艦船油艙的燃油,流經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)底座處的燃油進(jìn)口接頭,進(jìn)入主燃油泵增壓部分進(jìn)行初步加壓,然后再進(jìn)入燃油泵的高壓部分。高壓燃油流經(jīng)燃油過(guò)濾器,然后進(jìn)入燃油控制器。如果燃油過(guò)濾器堵塞,可以使用過(guò)濾器旁通閥使燃油繞過(guò)過(guò)濾器。艦船燃?xì)廨啓C(jī)通常只使用高質(zhì)量的輕柴油,燃油中細(xì)小雜質(zhì)的含量相對(duì)較少,只用過(guò)濾器就可以滿足燃油清潔的要求。為了保障燃?xì)廨啓C(jī)的正常運(yùn)行,必須保證供給充足的燃油,所有燃油泵的流量要高于燃?xì)廨啓C(jī)的最大燃油消耗率,燃油在燃油控制器里被分為計(jì)量(供油)流量和旁通(回油)流量,超出需要的部分燃油通過(guò)旁通閥回流到燃油泵高壓部分的進(jìn)口。

        安裝在燃油控制器出口處的增壓閥可以保持一定的背壓,保證有足夠的燃油壓力,使燃油控制器可以正常工作。串聯(lián)布置的兩個(gè)電控燃油停車閥,保證了燃油供應(yīng)的可靠切斷。當(dāng)停車閥開(kāi)啟時(shí),燃油從燃油控制器流出,經(jīng)過(guò)增壓閥、燃油停車閥、燃油總管輸送到燃油噴嘴,30個(gè)燃油噴嘴經(jīng)壓氣機(jī)后機(jī)匣伸進(jìn)燃燒室,將燃油霧化噴出,維持正常的燃燒。當(dāng)停車閥關(guān)閉時(shí),燃油停止向燃油總管供應(yīng),旁通回流到燃油泵進(jìn)口。此時(shí),停車閥的殘油泄放口開(kāi)啟,將燃油總管、支管和噴嘴中的殘油泄出,防止因?yàn)閯偼C(jī)時(shí)部件的高溫導(dǎo)致殘余燃油結(jié)焦,堵塞油路。

        燃油和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以控制可轉(zhuǎn)葉片(進(jìn)口導(dǎo)葉和前6級(jí)靜葉可以轉(zhuǎn)動(dòng)),以保證在整個(gè)運(yùn)行工況的范圍內(nèi),使壓氣機(jī)保持良好的工作性能,防止燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)喘振。

        滑油系統(tǒng)其就是保證燃?xì)廨啓C(jī)各支承和傳動(dòng)元件潤(rùn)滑、冷卻的滑油儲(chǔ)存、供油和回油系統(tǒng)。其功用是向軸承、齒輪等摩擦部件的工作表面供應(yīng)滑油,起到液體潤(rùn)滑的作用,減少這些工作表面的磨損和摩擦損失,同時(shí)帶走摩擦表面的熱量,維持軸承、齒輪等工作溫度的正常。由此可見(jiàn),燃?xì)廨啓C(jī)的工作可靠性,很大程度上取決于滑油系統(tǒng)的工作可靠性。

        艦船燃?xì)廨啓C(jī)的滑油系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)為兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng):燃?xì)獍l(fā)生器部分的前滑油系統(tǒng),以及動(dòng)力渦輪、推進(jìn)系統(tǒng)主傳動(dòng)裝置部分的后滑油系統(tǒng)。但也可以將前、后滑油系統(tǒng)合并為一個(gè)系統(tǒng),特別是在燃?xì)獍l(fā)生器和動(dòng)力渦輪都使用滾動(dòng)軸承支承的情況下,這種統(tǒng)一的滑油系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單、可靠,實(shí)用性強(qiáng)。

        LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的滑油系統(tǒng),就是燃?xì)獍l(fā)生器和動(dòng)力渦輪一體化的潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括了滑油供油、滑油回油以及回油池通風(fēng)等三個(gè)分系統(tǒng)?;蛷膬?chǔ)油箱里靠重力供給安裝在主機(jī)上的滑油供油一回油泵,滑油泵的供油部分將流入的滑油加壓,輸送到要求潤(rùn)滑、冷卻的部件和區(qū)域?;凸┯偷倪^(guò)濾是由安裝在箱裝體內(nèi)的雙聯(lián)式滑油過(guò)濾器來(lái)保證的。供油管路末端的滑油噴嘴直接將滑油噴進(jìn)軸承、齒輪和花鍵等

        部位進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻。經(jīng)過(guò)使用的滑油流到4個(gè)回油池和轉(zhuǎn)換齒輪箱底部,分別被回油泵抽出,返回滑油儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)油箱,并進(jìn)行冷卻?;赜偷倪^(guò)濾是由安裝在滑油箱上的雙聯(lián)式滑油過(guò)濾器來(lái)保證的。

        滑油系統(tǒng)中的滑油在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生損耗,主要包括了滑油自身的分解、滑油蒸汽經(jīng)密封裝置滲漏到氣流中以及經(jīng)通氣管逸出到外界大氣中。燃?xì)廨啓C(jī)的滑油消耗量普遍不大,LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的最大滑油消耗率約0.9公斤/時(shí),平均滑油消耗率僅有約0.09公斤/時(shí),與柴油機(jī)相比要小一個(gè)數(shù)量級(jí)。但由于燃?xì)廨啓C(jī)工作轉(zhuǎn)速高,對(duì)滑油的質(zhì)量要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柴油機(jī)。

        箱裝體早期的艦船燃?xì)廨啓C(jī)跟蒸汽輪機(jī)、柴油機(jī)一樣,也是呈“裸機(jī)”狀態(tài)布置于機(jī)艙內(nèi),雖然便于監(jiān)測(cè)和接近、維護(hù),但是燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)的高溫和噪音等問(wèn)題,對(duì)機(jī)艙環(huán)境影響很大,特別是高頻噪音的強(qiáng)度過(guò)大,嚴(yán)重影響機(jī)艙人員的正常工作。也許是受已經(jīng)坍塌的“紅色帝國(guó)”長(zhǎng)久以來(lái)片面拔高人的主觀能動(dòng)性、忽視人員舒適性的習(xí)慣思維影響,烏克蘭在上世紀(jì)90年代設(shè)計(jì)的DA80燃?xì)廨啓C(jī)依然采用“裸機(jī)”狀態(tài),僅燃燒室及其后部分包裹了隔熱、隔音效果很差的簡(jiǎn)單金屬罩。

        為了避免這些不利影響,同時(shí)利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遠(yuǎn)距離控制、充分發(fā)揮燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)性能,出現(xiàn)了將燃?xì)廨啓C(jī)整體組件化的解決方案,即將燃?xì)獍l(fā)生器、動(dòng)力渦輪、進(jìn)氣室、排氣渦殼以及燃?xì)廨啓C(jī)附件、相關(guān)電氣設(shè)備等組裝在一個(gè)帶有防震底座的箱體里,構(gòu)成一個(gè)完整的箱裝體(也稱為燃?xì)廨啓C(jī)模件)。燃?xì)廨啓C(jī)模件可以在工廠中裝配、調(diào)試好,而后裝艦使用,這樣可以大大減少在艦上的裝配工作量、降低裝配難度,同時(shí)保證模件工作的可靠性。箱裝體結(jié)構(gòu)有利于隔熱、隔音和防震,內(nèi)部布置有照明、加熱、滅火、通風(fēng)等設(shè)備,極大改善了機(jī)艙工作條件。通常,燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體為鋼制的密封罩殼,外觀一般為長(zhǎng)方體。整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)安裝在底座上之后,用箱體罩起,然后和單獨(dú)裝箱的其他設(shè)備組成一個(gè)有機(jī)的整體,方便進(jìn)行操縱、監(jiān)測(cè)和維護(hù)。

        LM2500燃?xì)廨啓C(jī)是最早采用箱裝體結(jié)構(gòu)的艦船燃?xì)廨啓C(jī)之一,其箱裝體長(zhǎng)約8米,寬約2.7米,高約3.1米。其中,底座是燃?xì)廨啓C(jī)和箱裝體的支承基礎(chǔ),通過(guò)32個(gè)抗沖擊支承安裝到艦體機(jī)座結(jié)構(gòu)上,底座上設(shè)置有燃?xì)廨啓C(jī)支承、渦殼支承、箱體以及間壁。底座上還設(shè)置有密封的貫穿孔,用以安裝抽氣管、燃油管、滑油管、控制電纜、儀表電纜、清洗水管、動(dòng)力電纜、起動(dòng)空氣管、滅火劑輸送管,以及殘油、殘水的泄放管。此外,還有燃油溢流閥、滑油過(guò)濾器及各種接頭、插座等附件。

        箱裝體頂部布置由空氣進(jìn)口、通風(fēng)冷卻空氣口以及排氣口,各通過(guò)一個(gè)撓性接頭與船體結(jié)構(gòu)相連。在空氣進(jìn)口處有一組永久性的導(dǎo)軌,通過(guò)另外一組臨時(shí)安裝的導(dǎo)軌,可以將從底座脫開(kāi)的燃?xì)廨啓C(jī)移動(dòng)到進(jìn)氣口的導(dǎo)軌處,此時(shí)移動(dòng)到進(jìn)氣口處的起吊裝置將協(xié)助把發(fā)動(dòng)機(jī)從導(dǎo)軌拉出,從而吊出船外。箱體上有檢修門、天窗等開(kāi)口。箱體本身為帶夾層和填料的多層隔音結(jié)構(gòu),從箱體內(nèi)傳出的氣動(dòng)和機(jī)械噪音都很低,當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)工作時(shí),在箱體外可進(jìn)行正常交談。

        改進(jìn)改型

        上世紀(jì)90年代初,通用電氣公司雖然將LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的功率提高到3萬(wàn)馬力(22065千瓦)級(jí)別,但是隨著各國(guó)海軍對(duì)于水面艦只主動(dòng)力裝置的功率要求不斷提高,已不能滿足日益增長(zhǎng)的對(duì)于大功率艦船燃?xì)廨啓C(jī)的要求。如今,LM2500的功率再次提升到33600馬力(24713千瓦,此時(shí)效率37.2%),但一些新研制的艦船燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)4萬(wàn)馬力(29420千瓦)的功率級(jí)別。為此,通用電氣公司決定在LM2500的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)一型功率增強(qiáng)型LM2500,以滿足4萬(wàn)馬力級(jí)別市場(chǎng)的需求。新的LM2500+型燃?xì)廨啓C(jī)在1998年進(jìn)行試車,功率達(dá)到了40500馬力(29788千瓦),效率達(dá)到39.1%,成功捍衛(wèi)了通用電氣公司在船舶推進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)中的地位。美國(guó)海軍的LHD1“黃蜂”級(jí)大型兩棲攻擊艦的動(dòng)力裝置本來(lái)采用兩臺(tái)共7萬(wàn)馬力(51485千瓦)的蒸汽輪機(jī),從第8艘“馬金島”號(hào)(LHD8)起,已經(jīng)改為使用兩臺(tái)LM2500+燃?xì)廨啓C(jī)推進(jìn)。

        為了實(shí)現(xiàn)輸出功率的大幅度提高,與LM2500燃?xì)廨啓C(jī)相比,新型的LM2500+主要作了以下的一些改進(jìn):

        增加零級(jí)壓氣機(jī)在原壓氣機(jī)前加上裝有新型寬弦葉片的零級(jí)壓氣機(jī),形成新的17級(jí)軸流壓氣機(jī)。零級(jí)采用不。銹鋼整體輪盤,結(jié)實(shí)可靠,由于取消了樅樹(shù)型葉根,消除了一個(gè)主要的磨損區(qū)域,從而增加了使用壽命。采用了新設(shè)計(jì)的可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉,與隨后的7級(jí)可調(diào)靜葉相配合,能保證良好的部分負(fù)荷性能,并降低了壓氣機(jī)喘振的可能。

        修改壓氣機(jī)第1級(jí)動(dòng)葉被重新設(shè)計(jì)成基于CF6-80C2葉型的更高效、更結(jié)實(shí)的寬弦葉片,去除了常規(guī)LM2500第1級(jí)動(dòng)葉中部的阻尼突肩。第2、3級(jí)壓氣機(jī)動(dòng)葉也采用了CF6-80C2/LM6000的葉型設(shè)計(jì)。新設(shè)計(jì)了零級(jí)靜葉,從零到第6級(jí)靜葉都是可調(diào)的,零到第11級(jí)靜葉還采用了CF6-80C2/LM6000的葉型設(shè)計(jì)。

        新增加的零級(jí)和修改的壓氣機(jī)設(shè)計(jì),使空氣流量增加了23%,達(dá)到85.8公斤/秒,壓比從19.3增加到22.2,效率提高了0.5%。

        修改燃?xì)獍l(fā)生器渦輪修改二級(jí)渦輪的動(dòng)葉葉型以適應(yīng)更大的流量,第1級(jí)動(dòng)葉和靜葉都采用單晶葉片。除第2級(jí)動(dòng)葉外,其他葉片都升級(jí)為性能更好的材料。修改了熱力密封設(shè)計(jì),使用CF6-80E的密封裝置。

        修改動(dòng)力渦輪加強(qiáng)動(dòng)力渦輪機(jī)匣,增加輸出傳動(dòng)軸的抗扭能力。進(jìn)入動(dòng)力渦輪的流通面積加大約11%,以適應(yīng)更大的流量;加強(qiáng)了6級(jí)動(dòng)力渦輪,以輸出更大的扭矩;修改了第1級(jí)動(dòng)葉和靜葉的葉型,以適應(yīng)流量的增大;修改了第6級(jí)葉片的葉型,以便更順暢地導(dǎo)出廢氣。

        新型LM2500+燃?xì)廨啓C(jī)的升級(jí)策略,是保留并利用原有的先進(jìn)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、高性能的材料和涂層,基于可靠性和高利用率,盡可能使用現(xiàn)有技術(shù),采用保守、低風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)途徑來(lái)提高功率。事實(shí)證明,通用電氣公司用最小的代價(jià)達(dá)成了目標(biāo)。之后,通用電氣公司并沒(méi)有滿足于在LM2500+上獲得的成功,為了最大限度的榨取LM2500這個(gè)“年近四句老翁”的潛力,在2005年開(kāi)始對(duì)新一代LM2500+G4進(jìn)行試驗(yàn),最大功率達(dá)到了47370馬力(34841千瓦),效率進(jìn)一步提高到39.3%。LM2500+G4燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)已正式投放市場(chǎng),為通用電氣公司逐鹿世界燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)盡最后一份努力。

        發(fā)展趨勢(shì)

        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)(包括工業(yè)和艦船),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。

        這一切都得益于LM2500的高性能、高可靠性和高利用率,也得益于其不斷的升級(jí)改進(jìn)。從最初的25500馬力(18755千瓦)到G4的47370馬力(34841千瓦),LM2500連續(xù)跨越了兩個(gè)功率等級(jí)的臺(tái)階,從而充分滿足了客戶的需求??梢哉f(shuō),LM2500是最優(yōu)秀、最成功的燃?xì)廨啓C(jī)。從目前世界燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,很再難出現(xiàn)一種可以挑戰(zhàn)甚至超越這座豐碑的新型燃?xì)廨啓C(jī)了。而且燃?xì)廨啓C(jī)屬于高技術(shù)產(chǎn)品,研發(fā)必須具備雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)和長(zhǎng)期不斷的投入,目前世界上真正能設(shè)計(jì)、制造船用大功率燃?xì)廨啓C(jī)的廠商數(shù)量也很少。

        由于日益復(fù)雜、昂貴的作戰(zhàn)系統(tǒng)推動(dòng)了艦船大型化,從1990年代以來(lái),大功率燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)成為各國(guó)海軍艦船動(dòng)力需求的主流。新一代大功率燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率普遍超過(guò)了3萬(wàn)馬力(22065千瓦),最大功率已經(jīng)達(dá)到約5萬(wàn)馬力(22065千瓦),效率也大大提高了,簡(jiǎn)單循環(huán)效率達(dá)到約40%,復(fù)雜循環(huán)效率達(dá)到42%,如果引入廢氣鍋爐組成燃一蒸循環(huán),效率可以達(dá)到50%甚至更高。根據(jù)大功率船用燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展趨勢(shì)可以推斷,未來(lái)10~15年內(nèi),4萬(wàn)到5萬(wàn)馬力(29420千瓦~22065千瓦)功率等級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)足以滿足各國(guó)海軍對(duì)于大中型水面艦艇主動(dòng)力裝置的要求。

        資料鏈接1:燃?xì)廨啓C(jī)的歷史和艦用燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展

        燃?xì)廨啓C(jī)是一種連續(xù)回轉(zhuǎn)的內(nèi)部燃燒、葉輪機(jī)械式的新型熱機(jī)。其構(gòu)造主要由壓:氣機(jī)、燃燒室和渦輪三大部分組成。在正常工作時(shí),燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)從外界吸入新鮮空氣,并對(duì)空氣進(jìn)行壓縮。經(jīng)過(guò)壓縮的空氣進(jìn)入燃燒室,與燃油噴嘴噴入的霧化燃油混合,在點(diǎn)火器的作用下發(fā)火燃燒(正常工作時(shí)靠火焰維持燃燒),形成高溫、高壓的燃?xì)狻H細(xì)獗粚?dǎo)入渦輪,膨脹做功,同時(shí)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),使得與渦輪直接相連的壓氣機(jī)和外負(fù)荷轉(zhuǎn)子也一起高速旋轉(zhuǎn)。

        由此可見(jiàn),燃?xì)廨啓C(jī)與常見(jiàn)的往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)的最大區(qū)別,就是能夠利用連續(xù)流動(dòng)的工質(zhì)進(jìn)行持續(xù)做功。通常情況下,渦輪發(fā)出的機(jī)械功率有2/3左右用來(lái)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī),以維持燃?xì)廨啓C(jī)的持續(xù)工作,其余1/3左右的功率可以通過(guò)輸出軸和傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)外負(fù)荷。與現(xiàn)代艦船上常用的蒸汽輪機(jī)動(dòng)力裝置和柴油機(jī)動(dòng)力裝置相比,燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率要明顯優(yōu)于蒸汽輪機(jī)動(dòng)力裝置,比柴油機(jī)動(dòng)力裝置稍顯遜色。

        人類對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)原理的認(rèn)識(shí)可以追溯到上千年。中國(guó)北宋年間出現(xiàn)的走馬燈,就是利用燃燒產(chǎn)生的高溫氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的,這可以說(shuō)是燃?xì)廨啓C(jī)原理的雛形。1550年左右,著名的畫家列奧納多·達(dá)·芬奇也曾經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)烤爐,利用烤爐煙道的高溫?zé)煔怛?qū)動(dòng)一個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn),然后通過(guò)軸、圓錐齒輪和皮帶輪帶動(dòng)烤叉旋轉(zhuǎn),這個(gè)裝置在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上比走馬燈更加接近實(shí)用化。大約在18世紀(jì)末,歐洲有人提出現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的熱力循環(huán)原理。但由于當(dāng)時(shí)的冶金工業(yè)不能提供適應(yīng)高溫、高速工作條件的渦輪葉片材料,對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)接近空白,無(wú)法設(shè)計(jì)效率較高的壓氣機(jī),當(dāng)時(shí)的工藝水平也不能滿足高速工作機(jī)械要求的較高制造精度。最重要的是,在石油工業(yè)大發(fā)展之前還缺乏合適的燃料。這些不利因素綜合起來(lái),使得在20世紀(jì)之前不存在設(shè)計(jì)、制造實(shí)用的燃?xì)廨啓C(jī)的可能性。

        進(jìn)入20世紀(jì)之后,隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)水平的大幅發(fā)展和提高,燃?xì)廨啓C(jī)才逐步從繪圖板走向了現(xiàn)實(shí)。1939年,瑞士BBC公司制成功率為4000千瓦、效率為18%的發(fā)電用工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)。同年,德國(guó)亨克爾公司制造出了第一臺(tái)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)——亨克爾S3B。1940年,BBC公司又制成了燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)車,功率達(dá)2200千瓦,效率為16%。由于第二次世界大戰(zhàn)的影響,各大國(guó)在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)研究方面優(yōu)先保障了航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研制。雖然只有德國(guó)、英國(guó)的噴氣式飛機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中投入了實(shí)際應(yīng)用,但是,新型發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、功率大的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。

        1947年,英國(guó)海軍在一艘只有100噸的摩托炮艇MGB-2009號(hào)上安裝了一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī),這也是有史以來(lái)第一臺(tái)艦船用燃?xì)廨啓C(jī)。試驗(yàn)取得了極大的成功,英國(guó)海軍隨即決定大力發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)作為艦船動(dòng)力,以美國(guó)、蘇聯(lián)為首的其他工業(yè)大國(guó)緊隨其后,紛紛推出了自己的新型艦船燃?xì)廨啓C(jī)。1958年,鑒于常規(guī)蒸汽動(dòng)力裝置已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代艦船對(duì)動(dòng)力的要求,蘇聯(lián)提出大力發(fā)展艦用燃?xì)廨啓C(jī)和核動(dòng)力裝置的計(jì)劃。1962年,世界上第一型全燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力主戰(zhàn)艦艇——蘇聯(lián)的“卡辛”級(jí)驅(qū)逐艦投入使用。1968年,英國(guó)海軍決定在新建造的大中型水面艦艇上全部采用燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力裝置。時(shí)至今日,經(jīng)過(guò)_個(gè)甲子的發(fā)展,燃?xì)廨啓C(jī)在海洋特殊環(huán)境下使用的技術(shù)已經(jīng)比較成熟,積垢、腐蝕、沖擊振動(dòng)、倒車等問(wèn)題都取得了很大進(jìn)展。隨著新世紀(jì)的到來(lái),在以美國(guó)為首的先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中,艦船燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置已經(jīng)跨越了“大批量裝艦使用”的階段,出現(xiàn)了新型的燃?xì)廨啓C(jī)——電力綜合動(dòng)力系紡,進(jìn)入了全燃化推進(jìn)的新時(shí)期。

        資料鏈接2:航空噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)改裝艦用燃?xì)廨啓C(jī)

        在開(kāi)發(fā)新型艦船燃?xì)廨啓C(jī)時(shí),通用電氣公司選擇用J79渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行改裝,并不是偶然的。英國(guó)在上世紀(jì)50年代曾研制過(guò)采用重型結(jié)構(gòu)的專用船舶燃?xì)廨啓C(jī),裝艦運(yùn)行的實(shí)踐證明,雖然從重型工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)繼承來(lái)的長(zhǎng)壽是一個(gè)優(yōu)點(diǎn),但由于其體積龐大、結(jié)構(gòu)笨重、布局分散、操縱不便,使其并不能很好的滿足研制者的初衷,再加上重型結(jié)構(gòu)燃?xì)廨啓C(jī)的部件熱膨脹、熱應(yīng)力的問(wèn)題在艦上不好解決,低負(fù)荷的效率偏低,使得這類利用重型工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展的艦船燃?xì)廨啓C(jī)迅速被淘汰了。而航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)戰(zhàn)后十多年的高速發(fā)展,不僅保持了結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn),推力、熱效率也得到了很大的提高,壽命從初期的一百小時(shí)左右增加到數(shù)千甚至上萬(wàn)小時(shí),完全具備了作為艦船動(dòng)力的基礎(chǔ)。因此,各航空工業(yè)大國(guó)都紛紛走上了利用成熟的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)改裝艦船燃?xì)廨啓C(jī)的道路。

        顯然,航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是按照飛機(jī)的使用條件來(lái)設(shè)計(jì)制造的,其運(yùn)行環(huán)境、狀態(tài)等都跟艦船有著很大的區(qū)別。所以,必須根據(jù)船舶、海洋環(huán)境的特殊要求,對(duì)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行適應(yīng)性改造,才能獲得堪用的艦船燃?xì)廨啓C(jī)。一般來(lái)說(shuō),主要應(yīng)進(jìn)行以下幾個(gè)方面的改動(dòng):

        降低工作參數(shù)一般而言,航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了比較高的工作參數(shù),其中最直觀的表征參數(shù)就是燃?xì)獬鯗?,即渦輪前溫度,但是運(yùn)行工況變化范圍較小,一般在70%到100%的負(fù)荷范圍內(nèi)工作,其中高負(fù)荷工作時(shí)間一般每次只有10分鐘左右,這跟船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的要求有很大差異。一般船舶發(fā)動(dòng)機(jī)工況變動(dòng)頻繁,在高負(fù)荷下持續(xù)使用時(shí)間長(zhǎng),最大功率的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間一般要求不小于12小時(shí),工作條件遠(yuǎn)比航空發(fā)動(dòng)機(jī)惡劣。為此,在將航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)改裝為艦船燃?xì)廨啓C(jī)時(shí),最有效的方法就是降低燃?xì)獬鯗兀瑫r(shí)降低轉(zhuǎn)速。這樣雖然會(huì)降低燃?xì)廨啓C(jī)的效率和功率,但可以使得壓氣機(jī)、渦輪等主要部件的工作應(yīng)力及熱負(fù)荷大大降低,并且改善了軸承的工作條件,使得可靠性大大增加,同時(shí)有效延長(zhǎng)了翻修壽命。

        修改壓氣機(jī)和渦輪由于艦船燃?xì)廨啓C(jī)在海平面高度工作,空氣密度大、壓強(qiáng)高,壓氣機(jī)的氣動(dòng)負(fù)荷也大,原先航空發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)高空大氣狀態(tài)的壓氣機(jī)必須進(jìn)行適當(dāng)修改,渦輪也要進(jìn)行一定改動(dòng)。如果用來(lái)改裝的是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),通常要去掉風(fēng)扇,低壓壓氣機(jī)和低壓渦輪都要作較大的改動(dòng),必要時(shí)甚至需要重新設(shè)計(jì)才能滿足正常工作的要求。

        改裝燃燒系統(tǒng)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)一般都使用高質(zhì)量航空煤油作為燃料,而艦船的燃料通常為柴油,密度比航空煤油高,具有較大的粘性,汽化速度慢,使得燃燒過(guò)程的組織能力下降。因此,必須對(duì)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行改裝,例如采用調(diào)整油泵壓力、改善燃油霧化等措施,以保證柴油的穩(wěn)定燃燒,同時(shí)還要加強(qiáng)火焰筒結(jié)構(gòu),以滿足燃燒室的長(zhǎng)壽命要求。

        加配動(dòng)力渦輪和排氣渦殼由于艦船燃?xì)廨啓C(jī)必須以軸功率的方式輸出動(dòng)力,在使用航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)改裝時(shí),要去掉加力燃燒室、尾噴管和反推力裝置等部件,在壓氣機(jī)渦輪后方配置符合性能要求的動(dòng)力渦輪。同時(shí),為了保證軸功率的輸出有合理的布局和條件,盡可能減少排氣損失,還必須設(shè)置性能良好的排氣渦殼,通常最終的排氣方向要垂直于燃?xì)廨啓C(jī)的軸線。

        改進(jìn)結(jié)構(gòu)材料航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)大部分時(shí)間都在高空潔凈的大氣條件下工作,部件受大氣污染物影響的問(wèn)題不突出。而艦船燃?xì)廨啓C(jī)吸入的空氣中,通常含有大量的鹽分,柴油中的雜質(zhì)含量也比較多,會(huì)造成危害發(fā)動(dòng)機(jī)工作的腐蝕和磨損問(wèn)題。因此,在進(jìn)行航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的艦船化改裝時(shí),必須增強(qiáng)零部件的抗污染腐蝕的能力,某些不耐腐蝕的部件(譬如鋁合金部件),要盡可能更換為鈦合金或不銹鋼材質(zhì),不能更換的也要視情況進(jìn)行表面涂層處理,以提高部件的工作可靠性和壽命。

        為了適應(yīng)艦船、海洋環(huán)境的工作特點(diǎn),艦用化改裝還包含了更多豐富而具體的內(nèi)容,例如在進(jìn)、排氣裝置、進(jìn)氣濾清裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)箱裝體等其他方面的設(shè)計(jì),都有更多的體現(xiàn)。

        (編輯/弓鳴)

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