适合才是最好的——伊丽莎白女王级航母为何不用全燃动力

众所周知,英国最新的“伊丽莎白女王”级航空母舰在设计理念上相对先进。该船采用双船岛、燃气轮机和柴油机作为动力,采用全电动推进技术。此外,该船放弃了技术难度较高的斜甲板和阻挡索系统,并配备了f-35b垂直短距起落隐形战斗机。这些创新的设计让人不禁眼前一亮。然而,该船的电力系统相对薄弱,故障频发,让人怀疑其技术不够成熟。

伊丽莎白女王号航空母舰已经建成并发射,使用两台罗洛mt-30先进的中冷再生循环燃气轮机作为加速装置,单机功率为36 MW。此外,配备两台单机功率为11 MW的荒地16v38b柴油发电机和两台单机功率为9 MW的荒地12v38b柴油发电机作为巡航动力。它驱动四个法国科弗德机电公司的20兆瓦高级感应电机,驱动两个推进轴,总推进功率为80兆瓦。

然后问题出现了。作为一艘飞跃海洋的大型航空母舰,其动力系统在满载运行时只能提供15万轴马力输出。此外,其中一些输出必须用于为船上的设备供电。此外,这艘船使用电力推进,能量需要转换多次。这个过程不可避免地会带来一些损失。只有80兆瓦可以用来驱动螺旋桨。这艘船标称速度为25节,看起来像是很多水。

事实上,该船可以用mt-30燃气轮机完全取代两台11 MW瓦希兰16v38b中速柴油机,使船速可以接近30节。不采用这种配置的主要原因如下。

最重要的一点是考虑经济。尽管ROM mt-30自称是先进的中冷再生循环燃气轮机,但其热效率和燃油经济性都优于美国通用电气公司lm-2500等简单循环机组,甚至略高于普通中低速柴油机。然而,燃气轮机的主要弱点之一是在低运行条件下其相对较高的能耗。即使巡航时只有一台发动机工作,其油耗也将超过两台16v38b柴油发动机,这也会对船舶的耐久性产生一定影响。

另一点是燃气轮机的进气和排气流量比柴油发动机大得多,所以烟囱和空气导管将占据特殊的空间。这两个船岛的大小需要增加,这使它有些难以忍受。这也是为什么没有人在大型航空母舰上使用燃气轮机的原因。

最后也是最重要的一点是,它的电力推进系统还不太成熟。推进电机的输出功率相对较小,每台机组只有20 MW,4台并联机组只有80 MW。就马力而言,它只有十万多一点。对于航空母舰来说,这样的功率水平仍然太弱。即使配备了大型燃气轮机,如此虚弱的鸡的力量也是无用的。


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