来自 军事 2020-04-02 01:05 的文章

“全电动”武器装备的春天到了吗?

    2月28日,“的黎波里”号两栖攻击舰交付美海军。除侧重提升航空作业能力外,该舰据称还有一个较大特点:它是一艘采用全电推进方式的军舰。

    长期以来,不少国家一直在研发全电推进的战舰,并取得一定成果。一些国家的科研人员还对相关技术应用加以延伸,试图探索用“电动”方式来解决坦克、战机的一些问题。

    发电机、电动机加身,似乎正在成为更多可机动武器装备今后发展的一大选项。那么——

    如果对世界上的战舰、战车、战机推动方式稍加对比就会发现,当前,对全电推进系统可以相对成熟地加以运用的,是一些国家海军的舰船。而且,越来越多的国家正在对全电推进系统上舰表现出浓厚的兴趣。

    在机械推进技术已经成熟的今天,为什么电力推进方式能赢得各国海军垂青?原因就是,和传统的机械推进相比,它具有适应当前舰艇发展以及未来战争需求的潜力。

    随着现代战舰上用电设施越来越多,采用传统机械推进系统的舰船往往需要配置至少两套原动机:一套原动机用来驱动机械带动螺旋桨等,使战舰前行;另一套用来发电,满足舰上各类用电设施的需求。这就使得战舰动力结构更加复杂、造价高昂,易出故障且难以维修。

    采用电力推进方式,用发电机将舰船原动机的机械能转换为电能,再传输给舰船的推进电动机,带动螺旋桨或喷水推进器工作,不仅可以降低燃油消耗、合理利用能源、降低整体成本,而且可以延长发动机的使用寿命。

    采用全电推进方式的战舰,优势更加明显。全舰所有原动机都用来产生电力,通过计算机分配和控制,电力可以迅速高效地分配给最需要的组件。这样的动力调配方式,有利于更好地满足电磁弹射装置、电动升降机甚至高能激光武器等高耗能武器的需要。

    全电推进方式下,能量由电力传输而不是由机械传输,因此舰船可以省去传动轴系和离合器,减少甚至无需变速箱。如此,既减重量、省空间,有利于武器装备合理配置,也使得战舰更易于操控。同时,电力通过多路径流向电动机,也可以提升舰船动力的抗毁性。

    当然,电力推进方式所带来的这些特点和优势,不会只体现在战舰上,这种推进方式用在战车和战机上,也同样能带来相关方面的很大改变与提升。

    如此,电力推进成为各国寄予厚望的武器装备动力选项也就不足为奇了。

    战舰:再次驶入“全电推进”时代

    当前,各国战舰主流的推进方式仍为机械电力混合推进,即以大功率的柴油机、蒸汽机、燃汽机为原动力,高速航行时直接采用机械推进方式;低速巡航时,依靠电动机驱动螺旋桨等,以满足舰船经济性和低噪声需要。

    但是,这种混合推进方式目前正被更“高端”的综合电力推进方式所取代。

    与前者还存在机械直接推进不同,采用综合电力推进方式时,舰上所有的二级能源都为电能,推进、作战等系统的运行全部由电能带动电动机来驱动。舰船的“全电推进”指的就是这种综合电力推进方式,而不是指狭义上的仅靠电池来驱动。

    之所以说战舰是再次驶入“全电推进”时代,是因为早在上世纪初,就已有战舰开始应用全电推进系统。

    众所周知,在燃气轮机领域,英国一直处于世界领先地位。但上世纪初的全电推进领域,跑在前面的却是美海军。原因很简单:美国当时尚未研制成功大功率蒸汽轮机的减速齿轮。

    无奈之下,其设计师在研发海军“木星”号运煤船时,便想到用蒸汽轮机来发电、再由电动机驱动螺旋桨。后来,“木星”号阴差阳错被改装成航空母舰“兰利”号,这使它极其偶然地成为人类历史上第一艘全电推进的战舰。

    基于同样原因,美海军后来的“田纳西”号战列舰、“科罗拉多”号战列舰、列克星敦级航母都采用了类似的“蒸汽轮机+发电机+电动机”推进设计。

    不过,当时舰船上的电路抗损性较差,动力可靠性不如机械驱动的战舰,所以在大型减速齿轮研制成功后,美海军又回到蒸汽轮机经减速齿轮驱动螺旋桨的时代。

    上世纪80年代,随着新型发动机和发电机的问世及战舰吨位增大,电力推进概念复苏。1987年英国率先在现代护卫舰上采用部分电力推进技术,验证混合电力推进的优越性。此后,法、德、美等国的海军相继装备了混合电力推进舰船,如欧洲多任务护卫舰、F125型护卫舰、“马金岛”号两栖攻击舰等。

    这一过程中,综合全电推进系统的研究取得成果。这次,走在前面的仍是英国。