中國燃氣輪機攻克這項技術(shù)難關(guān) 軍艦戰(zhàn)力進一步提高

近日有消息說國內(nèi)相關(guān)單位已經(jīng)攻克了大中型燃氣輪機間冷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，研制成功燃氣輪機緊湊高效間冷器，為國產(chǎn)燃氣輪機提高效率打下了堅實的基礎(chǔ)。。

我們知道燃氣輪機優(yōu)點就是體積小、功率大、安靜性能好，已經(jīng)成為現(xiàn)代水面艦艇主要動力系統(tǒng)，不過現(xiàn)在使用的燃氣輪機還處于簡單循環(huán)階段，也就是說空氣經(jīng)過燃燒室加熱之后直接帶動推進系統(tǒng)，因此燃氣輪機熱效率較低，尤其在中低速之下，所以有些水面艦艇在中低速度下采用柴油機作為動力系統(tǒng)。

為了改善燃氣輪機熱效率，人們想出了多種辦法，其中一個就是間冷器，燃氣輪機從原理上來講屬于熱機，能量來源于空氣受熱膨脹，因此燃氣輪機能量一個衡量標準就是進出燃燒室空氣溫度差，提高這個溫度差最直接辦法就是增加燃燒室溫度，但是燃燒室、高壓渦輪耐受溫度也是有限制，所以燃氣溫度不能無限制提高，在這種情況下，人們反其道而行之，降低進入燃燒室空氣溫度，這樣就可以不增加燃燒室本身溫度的情況下，提高燃燒室兩側(cè)空氣溫度差，這就是間冷器工作原理。

從相關(guān)資料來看，間冷器一般安裝在低壓壓氣機和高壓壓氣機之間，也就是空氣經(jīng)過低壓壓氣機之后，經(jīng)過間冷器再進入高壓壓氣機，中冷器降低了空氣進入高壓壓氣機時的溫度，高壓壓氣機的壓縮耗功因此減少，整個機組的比功率得到提高。同時，由于中冷器的使用，高壓壓氣機的出口溫度也相應(yīng)降低，這樣就增加了燃燒室兩側(cè)空氣溫度之差，提高了燃氣輪機效率。不過研制高效率、緊湊型間冷器是這個技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵，間冷器難題在于不能對空氣流動造成太大阻礙，還要進行高效率熱交換，處理不好反而會影響燃氣輪機效率，水面艦艇上面運用對于設(shè)備體積和重量也有一定限制，另外系統(tǒng)工作環(huán)境也比較嚴酷，對于可靠性要求較高，所以研制難度非常大，國內(nèi)相關(guān)單位經(jīng)過努力，克服了通道形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計、芯體優(yōu)化、整體成型等一系列從設(shè)計到優(yōu)化、從理論到工藝的技術(shù)難關(guān)，研制成功新型高效間冷模塊，完成了全溫全工況全壓力測試，取得了比較優(yōu)秀的成績，為國產(chǎn)燃氣輪機提高性能打下了堅實的基礎(chǔ)。

需要指出的是單純憑借間冷器并不能完全改變?nèi)細廨啓C熱效率較低的問題，還需要回熱器進一步增加燃氣輪機熱效率，前面說過燃氣輪機能量只有一小部分用于推進，大部分實際上都流失掉了，回熱器負責把這些熱量再收集起來，送回燃燒室，這樣就可以降低燃料需要，從而改變?nèi)細廨啓C效率不高的問題，在這種情況下，燃氣輪機熱量循環(huán)變得更加復雜，因此采用間冷回熱燃氣輪機也被稱為復雜循環(huán)燃氣輪機，我們最為熟悉的復雜循環(huán)燃氣輪機就是WR21燃氣輪機，它就是通過采用間冷回熱等技術(shù)手段，成功提高熱效率，改善燃氣輪機經(jīng)濟性能。

中國相關(guān)單位除了在間冷器，也在回熱器領(lǐng)域取得了技術(shù)突破，所以國產(chǎn)復雜循環(huán)燃氣輪機出現(xiàn)可謂指日可待，國產(chǎn)水面艦艇作戰(zhàn)能力將會得到進一步提高。