燃气轮机那么耗油，为什么还将其用做大型军舰动力系统？

燃气轮机那么耗油，为什么还将其用做大型军舰动力系统？

燃气轮机虽然耗油，可是它却无可替代！目前排水量在5000吨级以上的作战舰艇，几乎清一色的采用燃气轮机主动力，在燃气轮机一统江湖的情况下，甚至连航母这样的巨无霸也开始尝试燃气轮机动力。英国最新下水的两艘伊丽莎白女王级航母采用了两台世界上最先进的MT30燃气轮机作为动力，MT30单台功率达到了40兆瓦（约5.3万马力），两台总共可以提供将近11万马力的动力。相对于辽宁舰4台TB12蒸汽轮机总共18万马力的总功率，伊丽莎白女王级确实动力偏弱，但是燃气轮机有其过人之处。

首先燃气轮机的体积小，占用空间不大，MT30燃气轮机的总长不过8.5米，直径约3米，净重量居然只有6.2吨，也就是一头成年非洲象的体型。相对来说，蒸汽轮机就要庞大的多，蒸汽轮机不仅有巨大的锅炉，还有各种复杂的回路和涡轮传动轴，体积几乎可以达到同等功率燃气轮机的5倍以上！军舰上寸土寸金，使用体积更小、能量密度更高的燃气轮机可以腾出更多空间用于存储弹药、舰载机、食物补给等等，绝对能极大提高舰艇战斗力。伊丽莎白女王级虽然排水量和辽宁舰差不多，可是机库面积却要比辽宁舰大得多，这自然和先进的燃气轮机动力分不开。

▲MT30燃气轮机，体积和普通的航空涡扇发动机没啥区别

▲蒸汽轮机体型，可见其相当庞大

蒸汽轮机的启动需要首先用柴油引燃粘稠的重油，然后重油燃烧后开始烧开水，等开水沸腾后产生大量蒸汽，最后这些蒸汽通过管道进入汽轮机组后才能推动涡轮旋转，整个过程非常慢。由于冷启动实在太耗时，因此蒸汽轮机一般不会完全关机，而是保持低速或者怠速的暖机状态，以求能够在一个小时之内快速启动蒸汽轮机，否则从冷锅炉到完全启动，可能需要花费五个小时以上，这也是蒸汽轮机最让人吐槽的地方之一。

▲辽宁舰蒸汽轮机点火启动，先要用柴油把重油加热到流动的液态，才能进行燃烧，重油就和沥青差不多

相对于蒸汽轮机，燃气轮机的构造要简单的多，燃气轮机启动后，压气机随即将大量空气吸入燃烧室，然后燃烧室迅速喷射燃料，与空气混合充分燃烧，直接形成高温燃气，通过增压出口向内高速喷射，马上就能推动涡轮叶片旋转做工，整个过程行云流水，完全没有蒸汽轮机那么复杂。可以看出来，燃气轮机的启动加热速度非常快，只需要点燃空气燃料混合物后就可迅速做工，从冷机到满功率运转只需要不到半个小时，比蒸汽轮机快了十倍以上。

也正是因为燃气轮机做工过程简单迅速，通过简单控制吸气和燃料喷射量，就可以迅速调整涡轮的运转速度，进而控制螺旋桨速度和对军舰的航行速度，因此燃气轮机动力的军舰操控性非常好，甚至还能实现螺旋桨反转，让军舰在原地倒车。而蒸汽轮机由于动力输出要经过多次能量转换，控制和操作不容易，不仅不能倒车，速度调整的缓冲期也非常久，操作起来非常难。

任何事物都具有优势和劣势两面性，燃气轮机自然也不例外，由于涡轮转速非常高，在怠速和低速运行时，燃气轮机的能耗也居高不下，非常影响军舰续航能力，因此大型军舰如果不是特别看重高速性能都不会采用全燃动力，而是使用柴燃交替（联合）动力。例如我国的052D驱逐舰，除了安装两部6万马力的GAT-25000燃气轮机主动力外，还拥有两部MTU-20 V956 TB92辅助动力，高速冲刺时使用爆发力强的燃气轮机，低速巡航时则使用油耗更低的柴油机，可谓美滋滋。

▲柴燃联合动力

燃气轮机另一个弱点则是造价太高，因为内部合金材料耐高温、耐疲劳要求十分苛刻，并且加工和设计也都非常困难，燃气轮机价格动辄以千万美元计算，目前英国MT30燃气轮机的对外出售单价约为2300万美元，几乎是同等级别蒸汽轮机的3倍以上。美国的阿利伯克级驱逐舰和中国的055之所以能采用燃气轮机，除了技术上拔尖之外，更重要的是不差钱。总结来看，燃气轮机虽然也有缺点，但是绝对瑕不掩瑜，是当今世界仅次于核动力的最强动力装置之一。