對(duì)艦船動(dòng)力發(fā)展的思考

□ 方憶平

對(duì)艦船動(dòng)力發(fā)展的思考

□ 方憶平

艦船動(dòng)力不僅是海軍裝備發(fā)展的核心，也是民用船舶最重要的部分，其衍生型號(hào)和產(chǎn)品可應(yīng)用于能源、冶金、化工等領(lǐng)域，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高端裝備

艦船動(dòng)力是海軍水面和水下武器裝備的“心臟”，艦船的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)性能很大程度上依賴于動(dòng)力裝置的保障，船舶動(dòng)力在高溫、高壓、高腐蝕、高轉(zhuǎn)速和交變負(fù)荷的惡劣環(huán)境下工作，同時(shí)又要求高功耗比、低噪聲、高智能化、高可靠性、低排放、強(qiáng)機(jī)動(dòng)性和靈活的操縱性等，因此艦船動(dòng)力研制的技術(shù)難度大，研制周期長(zhǎng)。

艦船動(dòng)力具有多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，其種類有蒸汽機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、不依賴空氣推進(jìn)系統(tǒng)（AIP）、綜合電力及水中兵器動(dòng)力等6大類動(dòng)力系統(tǒng)及與之配套的傳動(dòng)系統(tǒng)。其中蒸汽機(jī)主要用于航空母艦和核潛艇，柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)主要用于驅(qū)護(hù)艦等大中型水面艦船，AIP動(dòng)力（包括熱氣機(jī)、燃料電池和蓄電池）主要用于常規(guī)潛艇，綜合電力系統(tǒng)（包括發(fā)配電模塊和電力推進(jìn)模塊等）廣泛應(yīng)用于各類艦艇，水中兵器動(dòng)力（包括能源、主機(jī)及輔機(jī)等）主要用于各型魚(yú)雷、水雷及水下無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)。

艦船動(dòng)力不僅是海軍裝備發(fā)展的核心，也是民用船舶最重要的部分，其衍生型號(hào)和產(chǎn)品可應(yīng)用于能源、冶金、化工等領(lǐng)域，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高端裝備，其研發(fā)工作需要堅(jiān)實(shí)的技術(shù)儲(chǔ)備、基礎(chǔ)研究成果的積累、充分的試驗(yàn)驗(yàn)證和長(zhǎng)期的考核完善，才能形成成熟的型號(hào)，因此充分分析國(guó)內(nèi)外研發(fā)的情況和經(jīng)驗(yàn)，探索發(fā)展我國(guó)艦船動(dòng)力的途徑是必要和有益的。

國(guó)外艦船動(dòng)力發(fā)展的主要經(jīng)驗(yàn)

由于艦船動(dòng)力不僅研發(fā)難度大、周期長(zhǎng)，而且經(jīng)費(fèi)投入多、研制風(fēng)險(xiǎn)高，世界上只有美、英、法、德和俄羅斯等少數(shù)幾個(gè)大國(guó)建立了完善的艦船動(dòng)力產(chǎn)業(yè)體系和產(chǎn)品型譜，而且?guī)缀鯄艛嗔巳虻能娒裼门灤澳茉磩?dòng)力市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展和積累，形成了較為成熟的艦船動(dòng)力發(fā)展方式和經(jīng)驗(yàn)。

政府主導(dǎo) 適時(shí)調(diào)控

世界強(qiáng)國(guó)均是海洋強(qiáng)國(guó)，建設(shè)強(qiáng)大的海軍、實(shí)現(xiàn)和保持其大國(guó)地位的基礎(chǔ)是建立完備的艦船工業(yè),因此他們將艦船動(dòng)力視為高技術(shù)戰(zhàn)略性領(lǐng)域，采用政府依法主導(dǎo)、適時(shí)調(diào)控與支持、規(guī)劃引領(lǐng)、企業(yè)參與的模式，使得艦船工業(yè)基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)得以建立、維持和發(fā)展，通過(guò)重點(diǎn)型號(hào)研制帶動(dòng)艦船動(dòng)力水平的整體提升。在規(guī)劃方案確定后的較長(zhǎng)時(shí)期，保持政策的穩(wěn)定性，政府和相關(guān)企業(yè)堅(jiān)持持續(xù)穩(wěn)定投入,確保規(guī)劃的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。美國(guó)是艦船工業(yè)立法最早的國(guó)家之一，相關(guān)法規(guī)政策制約著美國(guó)艦船工業(yè)的發(fā)展方向，并對(duì)其興衰產(chǎn)生重要影響。冷戰(zhàn)后，為應(yīng)對(duì)艦艇訂貨量大幅減少，制訂了《國(guó)家造船與現(xiàn)代化改造法》，對(duì)艦船動(dòng)力科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)進(jìn)行了援助，在保持競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，為防止部分廠商退出軍工領(lǐng)域，政府適當(dāng)分配任務(wù)，使其生產(chǎn)線、人員技能得以維持。

自主可控 創(chuàng)新發(fā)展

西方發(fā)達(dá)國(guó)家建立起了完全自主可控的艦船動(dòng)力科研生產(chǎn)體系,主要體現(xiàn)在：一是基礎(chǔ)研究扎實(shí)，形成了完整的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)與工藝規(guī)范、方法、準(zhǔn)則及各類數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了完備的理論體系。二是其共性支撐技術(shù)和前沿引領(lǐng)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，研發(fā)體系和相關(guān)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步提高和充實(shí)完善。為保障不斷創(chuàng)新，歐洲制定了專門(mén)的車(chē)用及船用柴油機(jī)研發(fā)計(jì)劃。美國(guó)國(guó)防部和能源部于2010年簽訂諒解備忘錄，對(duì)軍民用動(dòng)力研發(fā)計(jì)劃共同支持和研究成果共享。正是這種持續(xù)的發(fā)展，使西方發(fā)達(dá)國(guó)家建立起了完備的艦船動(dòng)力工業(yè)體系和協(xié)同創(chuàng)新體系，特別是在原材料研制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控制造技術(shù)等方面完全實(shí)現(xiàn)了自主可控，同時(shí)在維持艦船動(dòng)力能力完備的同時(shí)，保持核心能力的主導(dǎo)權(quán)，避免受制于人。如美國(guó)雖然引入英國(guó)羅羅公司的常規(guī)艦船動(dòng)力，但主流動(dòng)力艦用燃?xì)廨啓C(jī)始終使用其通用電氣公司的產(chǎn)品，且燃?xì)廨啓C(jī)與核動(dòng)力、綜合電力等動(dòng)力系統(tǒng)保持持續(xù)的創(chuàng)新，確保了其領(lǐng)先于世界的地位。

動(dòng)力先行 協(xié)調(diào)發(fā)展

一個(gè)艦船動(dòng)力型號(hào)從開(kāi)始研制到定型批量生產(chǎn)大約需要15年，超過(guò)艦船平臺(tái)的研制建造周期。西方發(fā)達(dá)國(guó)家遵循動(dòng)力先行的研發(fā)規(guī)律，通過(guò)先期構(gòu)建完整的艦船動(dòng)力裝備體系，滿足不同艦艇平臺(tái)的研制需求，并根據(jù)需求變化和技術(shù)發(fā)展進(jìn)行適度調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力與艦船研發(fā)和批產(chǎn)的同步。動(dòng)力先行的基礎(chǔ)是對(duì)未來(lái)艦艇建造需求和技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行透徹分析、深刻把握，在技術(shù)推動(dòng)與需求牽引的雙重作用下，實(shí)現(xiàn)與艦船平臺(tái)協(xié)調(diào)發(fā)展。

強(qiáng)化驗(yàn)證 突破關(guān)鍵

艦船動(dòng)力是惡劣環(huán)境條件下反復(fù)使用的熱力機(jī)械，對(duì)工業(yè)基礎(chǔ)依賴度高。西方發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)是，提前啟動(dòng)動(dòng)力機(jī)理、工藝等基礎(chǔ)研究，建立試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，強(qiáng)化材料、部件和整機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證，突破關(guān)鍵技術(shù)，提高新技術(shù)、新材料和新工藝的技術(shù)成熟度，加快研究成果到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，從而降低型號(hào)研制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，奠定持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

依托母型 派生發(fā)展

艦船動(dòng)力研制難度大、周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，必須實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，系列化發(fā)展。以核心機(jī)、基本型為基礎(chǔ)，通過(guò)技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)研發(fā)艦船動(dòng)力產(chǎn)品系列，建立相對(duì)完整、性能不斷提高的系列產(chǎn)品型譜，滿足不同艦船平臺(tái)的需求。

軍民融合 良性互動(dòng)

艦船動(dòng)力研制技術(shù)起點(diǎn)高，全壽命期費(fèi)用多，其設(shè)計(jì)技術(shù)、材料、制造體系、試驗(yàn)設(shè)施可與工業(yè)能源動(dòng)力裝備共用。艦船動(dòng)力技術(shù)突破后可直接應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，或派生發(fā)展?jié)M足工業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品，通過(guò)工業(yè)產(chǎn)品的批量應(yīng)用支撐艦船產(chǎn)品的改進(jìn)提高，實(shí)現(xiàn)軍、民產(chǎn)品良性互動(dòng)發(fā)展。如法國(guó)的MAN公司、德國(guó)的MTU公司、美國(guó)的DDC公司等知名的艦船動(dòng)力企業(yè)也是民用裝備領(lǐng)域的主要供應(yīng)商。

我國(guó)艦船動(dòng)力工業(yè)發(fā)展回顧

新中國(guó)成立后，中蘇簽訂了有關(guān)船舶工業(yè)的《六四協(xié)定》和《二四協(xié)定》，我國(guó)的現(xiàn)代艦船動(dòng)力工業(yè)開(kāi)始起步，逐步建立起了艦船動(dòng)力的科研機(jī)構(gòu)、主機(jī)廠和配套廠。隨著中蘇關(guān)系的惡化，有關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓中斷，我國(guó)艦船動(dòng)力工業(yè)發(fā)揚(yáng)自力更生的精神，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了一些急需的艦船動(dòng)力，但整體水平不高。上世紀(jì)80年代末至90年代，西方國(guó)家向我國(guó)轉(zhuǎn)讓了部分艦用柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的生產(chǎn)許可證，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)各科研院所、高校、工廠的聯(lián)合攻關(guān)，已基本掌握轉(zhuǎn)讓型號(hào)的技術(shù)，國(guó)產(chǎn)化改進(jìn)取得了明顯的進(jìn)步，有些動(dòng)力型號(hào)則是完全由我國(guó)自行研制，生產(chǎn)的艦船動(dòng)力系統(tǒng)基本上滿足了當(dāng)時(shí)艦船平臺(tái)的需要。由于艦船動(dòng)力技術(shù)涉及多學(xué)科和工業(yè)領(lǐng)域，而我國(guó)科技工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，整個(gè)艦船動(dòng)力工業(yè)在原材料、工藝、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證、系統(tǒng)集成、管理等方面均存在薄弱環(huán)節(jié)，長(zhǎng)期制約著我國(guó)艦船動(dòng)力裝備的發(fā)展，艦船動(dòng)力成為整個(gè)艦船工業(yè)發(fā)展的瓶頸。

發(fā)展我國(guó)艦船動(dòng)力工業(yè)的措施建議

為確保國(guó)家海洋安全、保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展，迫切需要加強(qiáng)艦船動(dòng)力工業(yè)建設(shè)，全面提升自主研制能力，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

實(shí)行“體系化、協(xié)調(diào)化、專項(xiàng)化”發(fā)展

體系化發(fā)展。艦船動(dòng)力是一個(gè)涉及多個(gè)學(xué)科、多個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)工程，發(fā)展我國(guó)自主化的艦船工業(yè)，關(guān)鍵就是要形成艦船動(dòng)力自主研發(fā)體系，即自主設(shè)計(jì)體系（研究設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證、應(yīng)用評(píng)估）和工業(yè)生產(chǎn)體系，通過(guò)各類數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)的積累，建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)流程、規(guī)范、準(zhǔn)則，形成高水平的設(shè)計(jì)體系，同時(shí)構(gòu)建完整的艦船動(dòng)力制造、供應(yīng)鏈和綜合保障體系，為未來(lái)艦船動(dòng)力裝備長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和現(xiàn)役裝備改進(jìn)提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

協(xié)調(diào)化發(fā)展。突破艦船動(dòng)力發(fā)展瓶頸涉及多個(gè)研發(fā)環(huán)節(jié)和多種關(guān)鍵技術(shù)，因此在規(guī)劃發(fā)展過(guò)程中應(yīng)高度重視“木桶原理”，在全面梳理艦船動(dòng)力技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，建立六大能力，即應(yīng)用基礎(chǔ)研究能力、設(shè)計(jì)能力、試驗(yàn)驗(yàn)證能力、材料和工藝能力、加工制造能力和應(yīng)用評(píng)估能力，并通過(guò)信息化研制平臺(tái)提升體系的整體能力，使各種能力協(xié)調(diào)發(fā)展，形成軟性能力和硬件能力相協(xié)調(diào)的完整研發(fā)體系，避免形成制約發(fā)展的技術(shù)短板。

專項(xiàng)化發(fā)展。艦船動(dòng)力發(fā)展周期長(zhǎng)、難度高、投入大的特點(diǎn)決定了間斷、分散、小額投資不可能取得明顯效果，只有發(fā)揮專項(xiàng)計(jì)劃的優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)一規(guī)劃，集中投入，才能取得艦船動(dòng)力的突破性進(jìn)展。

要落實(shí)動(dòng)力先行理念，遵循船舶動(dòng)力發(fā)展規(guī)律，使船舶動(dòng)力相對(duì)獨(dú)立發(fā)展，精心發(fā)展船舶動(dòng)力核心機(jī)，派生發(fā)展系列化的整機(jī)產(chǎn)品，形成船舶動(dòng)力迭代發(fā)展，建立起適應(yīng)船舶發(fā)展需求的船舶動(dòng)力型譜。

軍民融合、推動(dòng)高端動(dòng)力裝備轉(zhuǎn)型發(fā)展，實(shí)現(xiàn)體制機(jī)制創(chuàng)新。

艦船動(dòng)力裝備既是典型的軍民共用海洋裝備，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域重要的高端動(dòng)力裝備。應(yīng)以艦船動(dòng)力為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌海洋軍民動(dòng)力裝備和能源動(dòng)力裝備需求，加強(qiáng)軍民深度融合，整合各種資源，開(kāi)發(fā)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的民用產(chǎn)品，在多個(gè)技術(shù)方向上培育出規(guī)模產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)我國(guó)躋身世界高端動(dòng)力裝備強(qiáng)國(guó)之列。

要改變觀念，建立以市場(chǎng)為導(dǎo)向、資本為紐帶、技術(shù)為基礎(chǔ)的對(duì)內(nèi)對(duì)外開(kāi)放的軍民一體化科研生產(chǎn)聯(lián)合體，造就一批高素質(zhì)、高水平的艦船動(dòng)力科技和管理人才隊(duì)伍，形成完善的船舶動(dòng)力科技協(xié)同創(chuàng)新體制和機(jī)制，共同攻關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)從測(cè)繪仿制、許可證生產(chǎn)到自主創(chuàng)新的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。

幾項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)

健全設(shè)計(jì)體系。一是建立完善設(shè)計(jì)規(guī)范。通過(guò)引進(jìn)消化吸收，行業(yè)積累了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，但沒(méi)有經(jīng)歷研發(fā)的全過(guò)程，外方也未轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)與制造工藝等核心技術(shù)，一些已有的設(shè)計(jì)規(guī)范也需要不斷完善和更新。因此，要盡快形成設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、規(guī)范樣本等設(shè)計(jì)體系。二是充分驗(yàn)證設(shè)計(jì)軟件。近年來(lái)，設(shè)計(jì)軟件種類和數(shù)量不斷增加，設(shè)計(jì)手段得到了較大提升，但通用軟件居多，自主開(kāi)發(fā)的專用設(shè)計(jì)軟件較少，而且設(shè)計(jì)軟件的驗(yàn)證也不夠充分。目前迫切需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)軟件的驗(yàn)證工作，提高設(shè)計(jì)的精細(xì)化和產(chǎn)品的技術(shù)水平。三是建立完善設(shè)計(jì)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)以及圖庫(kù)等。目前，我國(guó)艦船動(dòng)力數(shù)據(jù)庫(kù)方面積累較少。建立完善各類數(shù)據(jù)庫(kù)是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，也是從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)向預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)。

加強(qiáng)基礎(chǔ)研究。長(zhǎng)期以來(lái)，基礎(chǔ)研究不夠使我國(guó)艦船動(dòng)力技術(shù)落后且缺乏技術(shù)推動(dòng)的強(qiáng)大動(dòng)力。加強(qiáng)共性基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)研究及驗(yàn)證，既支撐產(chǎn)品型號(hào)研制，降低型號(hào)研制風(fēng)險(xiǎn)，也可縮短研制周期，是形成自主設(shè)計(jì)研發(fā)能力的關(guān)鍵。

加強(qiáng)和統(tǒng)籌核心能力建設(shè)。核心能力建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持任務(wù)能力結(jié)合型和內(nèi)涵式投資建設(shè)模式，確保型號(hào)任務(wù)，注重形成體系，強(qiáng)化基礎(chǔ)能力，統(tǒng)籌軍民艦船動(dòng)力裝備和能源動(dòng)力裝備產(chǎn)業(yè)需求，推動(dòng)軍民融合式發(fā)展。核心能力建設(shè)過(guò)程中，一是要全面規(guī)劃、系統(tǒng)建設(shè)；二是利用存量，優(yōu)化布局；三是統(tǒng)籌建設(shè)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。要與建設(shè)專業(yè)化、軍民結(jié)合的科研生產(chǎn)體制，精干高效、富有活力的運(yùn)行機(jī)制結(jié)合起來(lái)，與艦船動(dòng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)結(jié)合起來(lái)，與建設(shè)一支高素質(zhì)、高水平的科技人才隊(duì)伍結(jié)合起來(lái)?！?/p>

（作者單位：國(guó)防科工局系統(tǒng)工程四司）