中國航母動力之惑——蒸汽輪機還是燃?xì)廨啓C

　　在核動力誕生之前，蒸汽動力可以說在海軍強國的包括航母在內(nèi)的大中型水面艦艇中占據(jù)絕對的霸主地位。美國戰(zhàn)后發(fā)展的幾型常規(guī)動力航母，從“弗萊斯徹”級到“小鷹”級，均采用蒸汽動力，而蘇聯(lián)的航母也同樣采用蒸汽動力。蒸汽雖然具有系統(tǒng)復(fù)雜、配置自動化系統(tǒng)較難、占用的艙容大、施工周期長、維護(hù)工作量多以及經(jīng)濟(jì)性較差等缺陷，但是其單機功率大、技術(shù)成熟、壽命長、安全可靠、對燃料要求低的優(yōu)點，十分符合航母這種大噸位水面艦艇。

　　然而由于中國建國以來長期沒有實力發(fā)展大型水面艦艇，起步時引進(jìn)的蘇聯(lián)驅(qū)逐艦蒸汽動力水平低，因此中國海軍在有實力大量建造中型以上驅(qū)護(hù)艦艇的時候，多使用柴油機+燃?xì)廨啓C的混合動力。因此中國只有單軸26.47MW( 36000馬力)蒸汽動力的生產(chǎn)能力，而缺乏發(fā)展性能指標(biāo)接近或超過世界先進(jìn)水平的50000-70000馬力蒸汽動力的技術(shù)。然而由于長期沒有大型艦艇的建造需求，我國連蒸汽動力相關(guān)研究、設(shè)計專業(yè)隊伍都嚴(yán)重缺乏，目前除某些工程學(xué)院還保留該專業(yè)設(shè)置外，原設(shè)有蒸汽動力專業(yè)的院、校均已取消該專業(yè)。

　　“小鷹”級是美軍最后一型常規(guī)動力航母，圖為該艦水兵在準(zhǔn)備給航母鍋爐點火啟動。

　　在燃?xì)廨啓C上，我國雖然很早重視到了其對于現(xiàn)代化水面艦艇的意義，但由于整體渦輪發(fā)動機產(chǎn)業(yè)落后，長期處于屢戰(zhàn)屢敗而又屢敗屢戰(zhàn)的境地。

　　在上世紀(jì)50-70年代，中國就以前蘇聯(lián)技術(shù)為基礎(chǔ)，自主設(shè)計、實驗、制造200-25000kw燃?xì)廨啓C。1982年西安航空發(fā)動機公司利用國產(chǎn)渦扇9型研制出410A型艦用燃?xì)廨啓C，功率為13000馬力。410A研發(fā)歷時8年，于1988年元月完成150小時持久試車，運行安全，但缺點是燃?xì)獾褥毓β时仍O(shè)計計算值約低5%，輸出功率低了約3.8%，而被國內(nèi)用戶否決。1985年，中國從美國引進(jìn)了4臺LM2500艦用燃?xì)廨啓C，用于兩艘052型驅(qū)逐艦。但1989年后中國海軍引進(jìn)LM2500技術(shù)的計劃和合作生產(chǎn)FT-8燃?xì)廨啓C的計劃，均被美方單方面終止。當(dāng)時我軍甚至一度面臨新型主力驅(qū)逐艦無動力可用的危險境地。直到1993年中國從烏克蘭引進(jìn)單臺功率為33000馬力的GT25000燃?xì)廨啓C全套設(shè)計資料和加工工藝，才緩解了這一危機。目前GT25000國產(chǎn)化率接近90%，國內(nèi)型號為QC-280。特別是在“亞丁灣”護(hù)航5年以來，中國主力驅(qū)逐艦的國產(chǎn)燃?xì)廨啓C經(jīng)受住了條件惡劣、缺少后勤保障的挑戰(zhàn)，仍舊保持較高的穩(wěn)定性和可靠性。

　　由于西方國家將燃?xì)廨啓C列為關(guān)鍵的國防安全技術(shù)，因此至今拒絕向中國轉(zhuǎn)讓任何相關(guān)技術(shù)，但國內(nèi)無論是軍用還是民用對燃?xì)廨啓C的需求非常強烈，因此在引進(jìn)烏克蘭技術(shù)基礎(chǔ)之上，中國也具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)，已經(jīng)擁有了重型燃?xì)廨啓C大型部件（非熱端部件）加工、整機裝配/試車、系統(tǒng)成套能力；具有了重型燃?xì)廨啓C超級合金冶煉、熱端部件制造初步能力；建立起了研究開發(fā)、設(shè)計、部件試驗基本條件。中國一航采用烏克蘭技術(shù)研制R0110（110MW）燃?xì)廨啓C就是典型代表。但R0110重型燃?xì)廨啓C主要應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域，在艦艇上使用必須經(jīng)過船用化的改造。烏克蘭的艦用燃?xì)廨啓C是走的專用設(shè)計路線，而西方國家主要走的是依靠先進(jìn)航空發(fā)動機開發(fā)艦用燃?xì)廨啓C的路線。由于對燃?xì)廨啓C技術(shù)的渴求，這兩種路線在中國是并行存在的。如果使用QC-280艦用燃?xì)廨啓C，那么使用4臺最多驅(qū)動20000噸左右的輕型航母。目前英國的無敵級、意大利的“加里博迪”號航母和西班牙的“阿斯圖里亞斯親王”號這些輕型航母都采用了全燃動力�！鞍⑺箞D里亞斯親王”號使用的就是兩臺LM-2500燃?xì)廨啓C。但中國要想建造中型以上航母，就必須研發(fā)艦用高功率燃?xì)廨啓C。例如60000噸的英國伊麗莎白女皇級航母，使用4臺MT-30燃?xì)廨啓C，該機是目前可用的功率最大艦用燃?xì)廨啓C，單機功率達(dá)到了36MW，即50000馬力，這已經(jīng)接近了重型蒸汽動力的水平。中國只有跨越現(xiàn)有QC-280的檔次，研制一款具有國際水平的先進(jìn)燃?xì)廨啓C，才能滿足國產(chǎn)航母的需要。否則中國就要在蒸汽動力上下大力氣，這樣才能確保中國航母動力的需要。而未來發(fā)展大型乃至重型航母，蒸汽動力必不可少，使用燃?xì)鈩恿σ呀?jīng)沒有必要，而且即便是核動力也需要蒸汽輪機的相關(guān)技術(shù)。

　　然而在目前中國的船舶動力中，主要的形勢是柴油機動力發(fā)展強勁，燃?xì)廨啓C動力技術(shù)尚在攻關(guān)，但蒸汽動力無論是技術(shù)還是投入都稍顯不足。柴油機動力的發(fā)展和中國造船出口的背景是分不開的。由于中低速柴油機是世界民船領(lǐng)域的絕對主力，有數(shù)據(jù)顯示以柴油機為動力的船舶占世界商船隊的95%以上。同時在軍用領(lǐng)域，中國由于燃?xì)鈩恿�儲備不足，在柴燃�?lián)合動力上花的功夫就比較大，獲得的回報也豐厚。國內(nèi)建造出口國外的F25T型護(hù)衛(wèi)艦，采用柴燃聯(lián)合動力，其表現(xiàn)甚至超過了某些國外同級別的全燃動力護(hù)衛(wèi)艦。

羅羅公司的MT-30燃?xì)廨啓C是目前世界可用的功率最大艦用燃?xì)廨啓C。

　　在燃?xì)廨啓C領(lǐng)域，2002年7月國家科技部啟動了863計劃“燃?xì)廨啓C專項”。但這個專項主要的研制方向在重型燃?xì)廨啓C（R0110）和微型燃?xì)廨啓C，主要滿足我國未來能源發(fā)展的重大核心裝備。之所以沒有將艦用燃?xì)廨啓C列入其中，是因為從西方的經(jīng)驗來看，優(yōu)秀艦用燃?xì)廨啓C主要從航空發(fā)動機發(fā)展而來。目前中國已經(jīng)有多種航空發(fā)動機改燃機輪機投入使用或開始研制。例如昆侖渦噴發(fā)動機改QD128燃?xì)廨啓C已經(jīng)在西氣東輸工程中投入使用，太行渦扇發(fā)動機改燃?xì)廨啓C的7000KW級QD70燃?xì)廨啓C已在中原油田并網(wǎng)發(fā)電。但航空發(fā)動機改艦用燃機輪機還沒有公開的報道，這一方面是中國航空發(fā)動機本身技術(shù)的薄弱，另外艦用燃?xì)廨啓C和在陸地上使用環(huán)境有很大差別，艦艇本身要晃動，海上高鹽、高濕的環(huán)境也是不利的因素。

　　由于航空發(fā)動機對于中國空中安全的意義已經(jīng)得到了社會各界的公認(rèn)，特別是已經(jīng)引起了政府高層的重視。根據(jù)2012年底的消息，各界矚目的航空發(fā)動機重大科技專項，日前已經(jīng)上報國務(wù)院，并有望于近期出臺。根據(jù)已有信息，該專項預(yù)計投入至少千億元資金支持國產(chǎn)航空發(fā)動機的自主研發(fā)與制造，這是迄今為止所有重大專項中投資規(guī)模最大的一個。從這個力度來看，中國艦用燃?xì)廨啓C的未來是相當(dāng)光明的。

　　但是從航母發(fā)展的角度來看，中國采用全燃動力畢竟還不現(xiàn)實。蒸汽動力已經(jīng)成為首要的選擇。而且蒸汽動力航母未來還可以使用蒸汽彈射器，而全燃動力則和蒸汽彈射器不兼容，只能使用更先進(jìn)的電磁彈射器，技術(shù)跨度更大。但相對于燃?xì)廨啓C，我國蒸汽輪機的整體發(fā)展環(huán)境并不理想。無論是在民船還是軍船領(lǐng)域，蒸汽動力的應(yīng)用面都非常狹窄。過去民船的LNG大型液化氣船采用蒸汽動力，但近年也逐漸被低速柴油機和柴-電聯(lián)合動力所代替。而在軍船領(lǐng)域，中小型艦艇早已將蒸汽動力排除在外，只有在航母這類大型艦艇和核動力艦艇，安裝有蒸汽動力設(shè)備。因此中國過去忽視蒸汽動力發(fā)展也是“情有可原”。但正如上文所述，除非中國永遠(yuǎn)不打算研發(fā)大型航母，否則必須保持一個“應(yīng)用面小但技術(shù)含量高”的蒸汽動力技術(shù)。