高性能船舶動力裝置發(fā)展前景

【摘 要】 為使高性能船舶選擇適合的動力裝置，介紹高性能船舶的特點及其總體發(fā)展趨勢，闡述其動力裝置的相關(guān)應(yīng)用及技術(shù)特點，并對未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，認(rèn)為：中小型高性能船舶動力裝置宜采用柴油機(jī)，而大型高性能船舶則更適于采用燃?xì)廨啓C(jī)或柴-燃聯(lián)合動力裝置，高性能船舶以其卓越的性能在相關(guān)領(lǐng)域依然會長期保有其獨特的技術(shù)優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】 高性能船舶;柴油機(jī);燃?xì)廨啓C(jī);內(nèi)燃機(jī);聯(lián)合動力裝置

0 引 言

高性能船舶是從20世紀(jì)30年代開始逐漸發(fā)展的一類新型船舶，其種類繁多，是船舶發(fā)展中最具創(chuàng)造性、最富有活力的類型，具有高航速、高適航能力、高隱身性和高效費比等特點。探索、研究和開發(fā)高性能船舶的出發(fā)點是：采用與常規(guī)船舶不同的支承方式和流體力學(xué)作用，使船舶既能夠利用水體的支承作用，同時又能夠擺脫船體表面水摩擦阻力和自由表面興波阻力的束縛，實現(xiàn)船舶的高速航行。

經(jīng)過幾十年的研發(fā)，高性能船舶的設(shè)計、建造和運營技術(shù)已經(jīng)較為成熟，業(yè)界已經(jīng)研發(fā)出各具特色、不同類型的高性能船舶，滿足了航運界和軍方對船舶在各種水面的運輸和作戰(zhàn)的特殊要求。

1 高性能船舶動力裝置

1.1 船用動力裝置類型

高性能船舶首要的特點是高速。排水型船舶經(jīng)過船型改進(jìn)，其航行阻力下降提高了推進(jìn)效率，推進(jìn)動力機(jī)組強(qiáng)化度的提高及單位質(zhì)量比功率的增加提升了推進(jìn)動力。氣墊船利用氣墊的浮力、水翼艇利用水翼的升力來承載船舶質(zhì)量，為大幅度提高航速創(chuàng)造了條件。但是，航速對船舶本身質(zhì)量的變化十分敏感，要求動力系統(tǒng)質(zhì)量輕、體積小、功率大、轉(zhuǎn)矩特性合理、燃油消耗率低。高性能船舶主要設(shè)計目標(biāo)是在滿足推進(jìn)要求的條件下，動力系統(tǒng)的總質(zhì)量最小，船舶有效負(fù)荷達(dá)到最大。

船用動力裝置包括蒸汽輪機(jī)、核動力、電動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽油機(jī)和柴油機(jī)，其中：蒸汽輪機(jī)和核動力雖然可以達(dá)到很大的功率，但僅適用于大型船舶;燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)一般適用于中小型船舶;汽油機(jī)功率則較為有限，可作為小型船舶的主要推進(jìn)動力。具體來看：

（1）燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速變化的靈活性較低，其在持續(xù)功率時轉(zhuǎn)速可變化的范圍為 20%～+10%，在此轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩降低較快。[1]采用燃?xì)廨啓C(jī)作為氣墊船的動力時，需要獨立改變推力，以帶動變矩螺旋槳或風(fēng)扇。燃?xì)廨啓C(jī)與柴油機(jī)在單位質(zhì)量或單位體積功率、燃油消耗率、附屬系統(tǒng)、傳動裝置等方面存在不同，在用作氣墊船動力時，動力裝置的總質(zhì)量隨航行范圍的增大變化梯度也不同，其中，燃?xì)廨啓C(jī)的變化梯度較陡，柴油機(jī)的變化梯度較平緩。因此，同類型氣墊船，其航行范圍不同時，應(yīng)選用不同的發(fā)動機(jī)。

燃?xì)廨啓C(jī)有很低的比質(zhì)量（單位功率質(zhì)量），但壓氣機(jī)和動力渦輪的轉(zhuǎn)速很高，約為～ r/min，需要用減速齒輪箱將轉(zhuǎn)速降到500～ r/min，才能符合推進(jìn)器、風(fēng)扇或噴水系統(tǒng)的要求。

（2）汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高、排量小，單機(jī)功率受限，加之汽油揮發(fā)性強(qiáng)、閃點較低，燃油箱須采取防揮發(fā)、防碰撞的設(shè)計措施，因此只適用于小型船艇。

（3）高速和中速船用柴油機(jī)可作為高速單體船、雙體船和水翼艇的動力，風(fēng)冷柴油機(jī)或有閉式冷卻循環(huán)的水冷柴油機(jī)可作為氣墊船的動力。柴油機(jī)作為氣墊船動力機(jī)組時的運行工況與作為車輛動力裝置時不同，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)氣墊船的動力需求和運行特性對機(jī)組重新進(jìn)行功率標(biāo)定。大多數(shù)車用柴油機(jī)在最大持續(xù)功率的85%時可長時間安全運行，最大持續(xù)功率處于90%以上的只能在緊急情況下運行30 min。柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化范圍廣，從最高轉(zhuǎn)速到怠速可靈活操作，變工況運行。

高速柴油機(jī)通常的標(biāo)定轉(zhuǎn)速是1 500～3 500 r/min，需要采用減速比約為1.5～2.5的齒輪箱傳動，在柴油機(jī)標(biāo)定功率小于600 kW時也可用皮帶傳動來實現(xiàn)。高性能船舶配備的中速柴油機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速為750～1 500 r/min，可直接傳動噴水推進(jìn)裝置，或通過較小減速比的齒輪箱驅(qū)動推進(jìn)器。

氣墊船上的柴油機(jī)可以同時與推進(jìn)裝置和墊升風(fēng)機(jī)相連，也可分別用作推進(jìn)或墊升機(jī)組。某些氣墊船采用了液壓傳動墊升系統(tǒng)，通過柴油機(jī)帶動液壓泵、液壓馬達(dá)帶動風(fēng)機(jī)，柴油機(jī)裝在船尾、墊升風(fēng)機(jī)裝在船頭，布置靈活，方便船舶總體設(shè)計。

無論是燃?xì)廨啓C(jī)還是柴油機(jī)，隨環(huán)境溫度升高，功率均會下降，以標(biāo)定功率時20 ℃環(huán)境溫度為基準(zhǔn)，氣溫每升高10 ℃，燃?xì)廨啓C(jī)功率下降7%，柴油機(jī)功率下降2%。船舶在高溫的氣候條件下航行，必須考慮溫度對動力系統(tǒng)功率的影響。柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)是將空氣或水加壓使其流過柴油機(jī)，以維持柴油機(jī)正常的工作溫度。超出最高允許溫度時，應(yīng)采取相應(yīng)防護(hù)或控制措施;低溫時，冷卻劑流量由節(jié)溫器控制，以保證柴油機(jī)正常的熱力狀態(tài)。[2]在很冷的地區(qū)進(jìn)行冷起動時需要對燃油和柴油機(jī)進(jìn)行預(yù)熱：氣溫在 20 ℃以下應(yīng)使用專用潤滑油;氣溫在 40 ℃以下柴油會凝固，必須預(yù)熱后才能起動。

高性能船舶動力系統(tǒng)的推進(jìn)功率大，在船舶設(shè)計航程內(nèi)柴油機(jī)所消耗的燃油量對全船質(zhì)量的影響不可忽視，選擇機(jī)組時不僅要考慮機(jī)組本身的質(zhì)量和比功率，也要考慮燃油消耗率的影響。

1.2 船用動力裝置機(jī)組特性

高性能船舶動力機(jī)組要求高的單位質(zhì)量比功率，除滿足額定工況的功率要求外，還應(yīng)有足夠的低速轉(zhuǎn)矩儲備能力。當(dāng)推進(jìn)主機(jī)在額定轉(zhuǎn)速50%和75%時，功率只有分別達(dá)到額定功率的35%和80%，才能滿足船舶的越峰需求。

水翼艇離港時，其主推進(jìn)系統(tǒng)只有克服峰值阻力，才能從浮航進(jìn)入到翼航狀態(tài)。這就要求作為主推進(jìn)動力的高速柴油機(jī)具備優(yōu)良的低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩特性。不同的船型和水翼系統(tǒng)，水翼艇起飛過程中的阻力不同，最大阻力的位置也因艇的大小而不同。通常最大阻力位于最高航速的70%處，在設(shè)計推進(jìn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速時為克服最大阻力應(yīng)當(dāng)留有一定的余度。

以高速柴油機(jī)為推進(jìn)主機(jī)時，為滿足水翼艇、滑行艇等高速船舶的低速大轉(zhuǎn)矩要求，保證從浮航到翼航的順利過渡，通常采取擴(kuò)大增壓柴油機(jī)工作范圍、相繼渦輪增壓、液力傳動等措施。若高性能船舶柴油機(jī)特性曲線的高效率區(qū)趨向與螺旋槳特性曲線走向一致，說明柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性能好，低速特性較好。

利用液力變扭器連接柴油機(jī)和螺旋槳改變其輸出特性，實現(xiàn)水翼艇的越峰要求，是船舶動力設(shè)計方案之一。采用調(diào)距螺旋槳和噴水推進(jìn)，利用二行程柴油機(jī)，其單位氣缸容積的有效功率大，低速特性較好，也有利于水翼艇越峰。

2 高性能船舶柴油機(jī)

2.1 性能特點

風(fēng)冷柴油機(jī)機(jī)組質(zhì)量比水冷柴油機(jī)小，且結(jié)構(gòu)簡單、完整性較好，但功率受限，可用作小型氣墊船動力，帶動整體式墊升和推進(jìn)風(fēng)機(jī)，或用多臺機(jī)組分別帶動墊升風(fēng)機(jī)和推進(jìn)風(fēng)機(jī)。風(fēng)冷柴油機(jī)的噪聲較大，可以在機(jī)艙或柴油機(jī)箱內(nèi)采用噪聲隔離措施。風(fēng)冷柴油機(jī)還需要正確排出強(qiáng)制流動的冷卻空氣，避免混入船舶通風(fēng)或墊氣系統(tǒng)中。

水冷柴油機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速范圍均較大，可供選擇的余地較寬。高性能船舶的機(jī)艙空間有限，對動力的比功率要求高，一般采用中速或高速柴油機(jī)作動力。由于水套的阻尼作用，水冷柴油機(jī)的噪聲比風(fēng)冷柴油機(jī)的要小。裝在氣墊船、水翼艇上的水冷柴油機(jī)通常采用閉式循環(huán)水冷系統(tǒng)，通過冷卻風(fēng)扇散熱，降低冷卻水溫度。

柴油機(jī)是氣墊船、水翼艇上的最大裝置，較大型船舶的柴油機(jī)質(zhì)量可達(dá)30～40 t?，F(xiàn)代柴油機(jī)有12～20缸，本身平衡性好，但振動能量仍很大，如果直接安裝在氣墊船、水翼艇上，需要仔細(xì)分析其局部的支撐結(jié)構(gòu)，以確定其自然頻率、頻譜及對柴油機(jī)振動能量譜的響應(yīng)特性，特別是確定傳動軸系在軸向和旋轉(zhuǎn)方向的自然振動頻率，采用彈性安裝和采取阻尼措施。如果軸系對主機(jī)某一振動頻率有明顯的響應(yīng)，則需改變傳動軸的剛度和軸承布置。彈性安裝有助于隔離柴油機(jī)振動噪聲在船體金屬結(jié)構(gòu)中的傳播;玻璃鋼板、復(fù)合材料板、泡沫夾心板可衰減振動噪聲。在小型和中型氣墊船上，橡膠齒帶傳動系統(tǒng)的阻尼特性可以用來隔離柴油機(jī)和傳動鏈的振動傳遞。

2.2 船用柴油機(jī)的功率標(biāo)定

高性能船舶柴油機(jī)的強(qiáng)度較高，使用情況與船型、用途、航線等有較大關(guān)系，使用功率與工況密切相關(guān)。一般營運的高性能船舶，其柴油機(jī)平均每天運行8～10 h， 1年累計運行2 500～3 500 h;軍用高性能船舶或游艇的柴油機(jī)平均每天使用2～3 h，全年累計運行500～1 000 h。

3 高性能船舶燃?xì)廨啓C(jī)

3.1 性能特點

3.1.1 適應(yīng)高性能船舶航行環(huán)境

高性能船舶通常在海洋或江河中航行，兩棲艇也可能會越過湖泊、沙灘，環(huán)境比較復(fù)雜、惡劣。海水和海面空氣中含有鹽分，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過程中鹽分會沉積在葉片、殼體等表面，腐蝕金屬零件;艦船在惡劣的海況中航行時會遇到風(fēng)暴、飛濺的水花、雨雪粒子，氣墊船氣墊吹起的微小物體有可能隨進(jìn)氣氣流進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，給安全航行帶來嚴(yán)重后果。因此，進(jìn)氣系統(tǒng)要采取嚴(yán)格的濾清、防護(hù)措施。燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)配置相應(yīng)的清洗系統(tǒng)，適時清除黏附在零件表面的鹽分。在燃油系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)中加裝油水分離器和濾清器，及時去除油料中的水分、雜質(zhì)粒子，以減少對零件的磨損。為了滿足抗鹽霧和海水腐蝕的要求，某些零部件必須采用耐蝕材料制造，或進(jìn)行表面處理，例如：將壓氣機(jī)機(jī)殼由鎂合金改為鋁合金;壓氣機(jī)葉片由鋁合金改為不銹鋼或鈦合金;中壓渦輪葉片由抗蠕變、高強(qiáng)度的合金改為抗熱腐蝕性能高的合金等。

船舶航行中在波浪、風(fēng)力等因素作用下會產(chǎn)生顛簸，使得船身發(fā)生縱傾和橫搖，影響燃?xì)廨啓C(jī)及其附屬系統(tǒng)的工作狀態(tài)、泵吸能力和動力傳輸。因此，為使燃?xì)廨啓C(jī)及附屬系統(tǒng)在最嚴(yán)重的顛簸情況下能維持正常工作，船上的應(yīng)急機(jī)械和裝置應(yīng)保持應(yīng)有的抗顛簸功能。

軍用高性能船舶在戰(zhàn)斗中會受到水下爆炸、空中爆炸沖擊波的影響，氣墊船、水翼艇在航行、靠岸或登陸時有碰撞的可能，要求燃?xì)廨啓C(jī)及機(jī)座有一定的耐沖擊能力。應(yīng)加裝減振系統(tǒng)，減少受沖擊時傳遞給燃?xì)獍l(fā)生器的能量;還要加裝燃?xì)獍l(fā)生器機(jī)匣和支撐系統(tǒng)，以保證燃?xì)獍l(fā)生器本身能承受一定的沖擊作用。船體遭到部分破壞時，機(jī)艙可能會進(jìn)水，為了提高生命力，要求機(jī)艙浸水達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)排氣渦殼下部之前，燃?xì)廨啓C(jī)仍能維持運行。

3.1.2 滿足高性能船舶航行工況需求

軍用高性能船舶主機(jī)的巡航功率通常是最大航速功率的10%～40%，以巡航速度運行的時間占整個航行時間的90%～95%，最大航速的航行時間只占整個航行時間的5%～10%。高速單體船和雙體船、水翼艇、氣墊船等民用船舶，除起動、出港、避讓、靠岸外，以較高或最高航速航行所占的時間比例較大，對船舶燃?xì)廨啓C(jī)的變工況性能有嚴(yán)格的要求，從最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速應(yīng)運行穩(wěn)定，不得發(fā)生喘振。

3.2 技術(shù)要求

3.2.1 采取合理措施，提高安全可靠性

船舶燃?xì)廨啓C(jī)多數(shù)用來驅(qū)動螺旋槳式推進(jìn)器，必須配有動力渦輪和功率輸出軸。有的船舶采用噴水推進(jìn)，其燃?xì)廨啓C(jī)動力渦輪的輸出軸與水泵相連，驅(qū)動噴水推進(jìn)系統(tǒng)。倒車主要通過調(diào)距槳、倒車齒輪箱和控制系統(tǒng)實施，這些構(gòu)件除用于倒車外，還可以改善低負(fù)荷性能。

船舶在海上和江河湖泊上航行時所能承受的大氣壓力和溫度與飛機(jī)在高空飛行時所處的環(huán)境不同，地面的大氣壓力大，使得船舶燃?xì)廨啓C(jī)軸承上的負(fù)荷大于航空燃?xì)廨啓C(jī);因此，船舶燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)通過氣體作用力平衡或減少軸向推力，增加軸承的數(shù)量并改進(jìn)軸承設(shè)計，以提高軸承的承載能力。

考慮到燃油閃點、成本等原因，船舶燃?xì)廨啓C(jī)一般用柴油或重柴油作燃料，其霧化和燃燒性能均不同于航空煤油;因此，必須重新設(shè)計或改進(jìn)燃燒室、燃油泵、噴油嘴和燃油調(diào)控系統(tǒng)，防止火焰筒壁溫度升高、冒黑煙及在卸載時可能發(fā)生的熄火現(xiàn)象，保證其在海洋環(huán)境條件下的工作壽命。柴油的密度和黏度均比航空煤油的大，應(yīng)提高燃油泵的出口壓力，改變噴油嘴的噴射角度，相應(yīng)調(diào)整空氣霧化和渦流。所有的這些改變均應(yīng)進(jìn)行試驗，以確定最佳值。

為了保證必要的工作壽命，航空燃?xì)廨啓C(jī)改為船用時應(yīng)采取降溫措施。通常燃?xì)獍l(fā)生器的燃?xì)獬跏紲囟葢?yīng)比原航空燃?xì)廨啓C(jī)在起飛工況下的數(shù)值低100 ℃以上，大致降至原飛行時的巡航值即可，以有利于控制受熱零件的熱負(fù)荷。改進(jìn)燃?xì)獍l(fā)生器，以減少零部件的磨損，例如對燃燒室火焰筒定位環(huán)的表面進(jìn)行硬化處理，噴鍍碳化鎢，以提高耐磨性。

3.2.2 正確安裝動力機(jī)組

安裝高性能船舶燃?xì)廨啓C(jī)時，通常采用箱裝體和單元體。所謂箱裝體就是將燃?xì)廨啓C(jī)裝在一個完整而獨立的箱體內(nèi)，箱體內(nèi)裝有燃?xì)獍l(fā)生器、動力渦輪、排氣渦殼、減振防沖機(jī)座、潤滑油箱、潤滑油空氣分離器、潤滑油過濾器、燃油及點火、防冰、通風(fēng)等系統(tǒng)。箱裝體還備有內(nèi)部照明、電氣接頭、空氣接頭、清洗接頭。對箱裝體進(jìn)行隔熱、隔音設(shè)計，以減少熱輻射、噪聲輻射對船舶環(huán)境的干擾。箱裝體有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，可抗原子、生物和化學(xué)污染。所謂單元體就是將一臺燃?xì)廨啓C(jī)分為若干個模件，而每個模件可以作為一個整體來更換。這種設(shè)計可以節(jié)省維修費用，縮短維修時間，提高船舶在航率，延長整體返廠大修期限。

氣墊船、水翼艇等的燃?xì)廨啓C(jī)一般不帶機(jī)箱，以減輕船舶質(zhì)量。燃?xì)廨啓C(jī)裝在導(dǎo)軌或機(jī)座上，能保證軸的對中和抗振能力。機(jī)組安裝在機(jī)艙內(nèi)，機(jī)艙有通風(fēng)、隔音、隔熱功能，能滿足機(jī)組運行、冷卻、降噪等要求。[3]

4 柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合動力裝置

柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)各有優(yōu)勢和弱點，為了揚長避短，在高性能船舶中將兩者組成聯(lián)合動力裝置。由于船舶燃?xì)廨啓C(jī)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性不斷提高，實際船舶設(shè)計目標(biāo)不盡相同，因此聯(lián)合動力裝置的推進(jìn)方式有多種形式，如燃?xì)廨啓C(jī)、電驅(qū)動和蒸汽輪機(jī)推進(jìn)。

柴油機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合動力系統(tǒng)分為柴-燃聯(lián)合動力裝置（CODAG）和柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合動力裝置（CODOG）兩種推進(jìn)方式。CODAG推進(jìn)以柴油機(jī)作為巡航動力、柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)共同作為加速動力，以獲得最大航速，其中柴油機(jī)的燃油消耗率較低，用作巡航機(jī)組有利于增加船舶的續(xù)航力;CODOG推進(jìn)由柴油機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)交替使用，巡航時采用柴油機(jī)，全速航行時采用燃?xì)廨啓C(jī)，其中燃?xì)廨啓C(jī)單機(jī)功率大、質(zhì)量輕、體積小，作加速機(jī)組，有利于迅速提高航速。

燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合動力推進(jìn)系統(tǒng)是采用不同型號的燃?xì)廨啓C(jī)分別作為巡航機(jī)組和加速機(jī)組交替工作的動力系統(tǒng)。巡航用的燃?xì)廨啓C(jī)要求功率適中，經(jīng)濟(jì)性好，運行可靠;加速用的燃?xì)廨啓C(jī)要求功率大，響應(yīng)迅速。CODAG是采用2臺以上相同型號的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合推進(jìn)，其中部分燃?xì)廨啓C(jī)作為巡航機(jī)組、全部燃?xì)廨啓C(jī)開動作為加速機(jī)組的動力系統(tǒng)。這種推進(jìn)方式采用的燃?xì)廨啓C(jī)型號相同，可以減少備件數(shù)量，維修方便。所選的燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)有較好的經(jīng)濟(jì)性，以減少巡航時的燃油消耗，保證船舶一定的續(xù)航力。某驅(qū)逐艦動力裝置采用4臺LM2500型燃?xì)廨啓C(jī)雙螺旋槳推進(jìn)，每根螺旋槳軸通過減速齒輪箱并列連接2臺燃?xì)廨啓C(jī)，在全速航行時4臺燃?xì)廨啓C(jī)全部工作以達(dá)到最大航速，巡航時每根螺旋槳軸只開動1臺燃?xì)廨啓C(jī)。

5 前景展望

高性能船舶動力裝置目前正向多樣化、高水平方向發(fā)展。氣墊船對墊升和推進(jìn)動力有不同的要求;雙體高速船、側(cè)壁式氣墊船可以將推進(jìn)主機(jī)布置在片體或?qū)掦w側(cè)壁內(nèi)，對發(fā)動機(jī)的寬度有一定的限制;單體高速船、滑行艇、水翼艇因推進(jìn)功率、安裝空間、傳動系統(tǒng)選擇和布置等原因，對其發(fā)動機(jī)的比功率、機(jī)組獨立完整性、功率輸出也有一定的制約：這些都促使船舶動力向多樣化方向發(fā)展。

各國對應(yīng)用航空燃?xì)廨啓C(jī)的研究成果，結(jié)合船舶使用條件進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)高水平的船舶燃?xì)廨啓C(jī)的高性能船舶動力研究十分重視。為滿足高性能船舶的需求，柴油機(jī)的性能不斷提高，柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合動力裝置也得到迅速發(fā)展。

就目前而言，柴油機(jī)更適用于中小型高性能船舶，而大型高性能船舶則更適于采用燃?xì)廨啓C(jī)，或使用柴-燃聯(lián)合動力裝置。核動力及常規(guī)汽輪機(jī)組通常自身質(zhì)量較大，較少應(yīng)用于高性能船舶動力裝置。

6 發(fā)展趨勢

高性能船舶的開發(fā)推動了動力領(lǐng)域高新技術(shù)的研究，而動力高新技術(shù)的應(yīng)用大大促進(jìn)了高性能船舶的發(fā)展。除船型技術(shù)外，目前在高性能船舶上應(yīng)用比較廣泛或正在努力開發(fā)的動力高新技術(shù)有如下4個方面。

（1）大功率船舶燃?xì)廨啓C(jī)。大功率船舶燃?xì)廨啓C(jī)質(zhì)量輕、單機(jī)功率大，使高性能船舶的巡航速度和有效載荷比顯著提高。

（2）超導(dǎo)電動機(jī)的研究。經(jīng)過多方努力，超導(dǎo)電動機(jī)動力系統(tǒng)的研究取得了重大突破，為大型船舶提高航速、改善性能創(chuàng)造了條件。

（3）大功率噴水推進(jìn)裝置和對轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn)技術(shù)。這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用大大降低了高性能船舶推進(jìn)系統(tǒng)的空泡效應(yīng)，提高了推進(jìn)效率。

（4）新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝的應(yīng)用。高強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金及各種復(fù)合材料在高性能船舶上得到廣泛的應(yīng)用，使船舶燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)動機(jī)的強(qiáng)化度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性有明顯改善。采用三維織物的玻璃布作為雙體氣墊船的基材，使船舶的結(jié)構(gòu)質(zhì)量得以減輕，顯著提高了雙體氣墊船的經(jīng)濟(jì)性。

7 結(jié) 語

就動力裝置而言，中小型高性能船舶仍以高性能柴油機(jī)作為主要推進(jìn)裝置，而在大型高性能船舶領(lǐng)域，則可優(yōu)先采用燃?xì)廨啓C(jī)動力裝置，為確保其經(jīng)濟(jì)性能，亦可使用聯(lián)合動力裝置。目前，高性能船舶動力裝置正在不斷向著高功率、輕量化和全新結(jié)構(gòu)、材料及工藝的目標(biāo)發(fā)展，以其卓越的性能在相關(guān)領(lǐng)域依然會長期保有其獨特的技術(shù)優(yōu)勢。

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