称霸海洋的底牌——LM2500燃气轮机,美国海军的动力心脏

毒客说武器 2024-10-05 19:48:43

上个世纪60年代,理解美苏冷战使得大批核动力发生装置批量服役,美国已经意识到传统船用蒸汽轮机的不足,加上英国在燃气轮机领域的技术突破。研制一款属于自己的燃气轮机已经是箭在弦上不得不发!70年代初,利用波音-737搭载的TF-39涡扇发动机为核心机,LM-2500燃气轮机研制成功,其产量迅速超过1000台,前后占领了30余个国家海军主力舰艇,从某一方面来说,LM2500燃气轮机才真正使美国海军统治起了世界大洋。

1975年装备4台LM2500的8000吨级驱逐舰“斯普鲁恩斯”级服役,跑出了33节的航速,随后1977年装备2台LM2500、满载4000吨的佩里级护卫舰服役,其也形成了冷战时美海军的主力,时至今日装备了各类宙斯盾系统的各种盾舰——22艘提康德罗加和68艘阿利伯克级组成了现今美国海军的主力,而唯一不变却是每台军舰上的2台LM2500燃气轮机!

从其40年余年的演进来看,不论是技术还是市场,其目前依旧是世界上最好的船用燃气轮机之一。

其在TF-39涡扇发动机的基础上,保留了核心机去除低压风扇,将驱动低压风扇的低压涡轮改为动力涡轮,这种方式最大程度继承了航机的可靠性。同时采用模块化设计、换装海洋耐腐蚀材料,易于安装维护且满足了舰船动力尺寸、重量和空间要求,再加上配备有弹性减震支架或硬支架,不仅提供机械保护,也对降低舰船噪声也有重要作用。

LM2500在40年的发展中,前后历经4代,这款全重才23吨不到的发动机,功率却由1970年的17.9MW已经增加到目前的23.3MW,热效率也由35.5%增至约39%!

第一阶段:LM2500-00。即最初版的LM2500,功率约25500马力(18755千瓦),对应90年代初生产的阿利伯克Ι型驱逐舰和提康德罗加级巡洋舰。

第二阶段:LM2500-20。诞生于90年代初,功率进一步提高到了3万马力(22065千瓦),对应92年开始生产的改进型阿利伯克Flight2型驱逐舰。

第三阶段:LM2500-30。1994年,通用公司将LM2500的功率再次提升到33600马力(24713千瓦),热效率高达37.2%,在此之后,所有的伯克级驱逐舰均改为LM-2500-30!

第四阶段:LM2500+。即第三代的LM2500,随着各国海军对于水面舰艇吨位的持续增加、高性能雷达、电子元器件的广泛普及,舰艇对动力装置的功率要求不断提高,美国海军决定继续提升LM2500的功率,LM2500+功率高达40500马力(29788千瓦),热效率39.1%,其使用范围也从传统的驱护舰拓展到了排水量达到4万吨的黄蜂级两栖攻击舰!

1985年6月,中美有关方面在北京签订合同,中国购买美国GE公司生产的4套LM2500燃气轮机,后来这4台LM2500燃气轮机全部装备在早期的052型导弹驱逐舰上,至今仍在使用。

印度国产的维克兰特号航母出海海试时,4万吨级的船体在海上高速飚船,形成了巨大的航迹。没错!该船的动力是从美国进口的四台通用电气 LM2500+燃气轮机,总输出是110000马力,最高航速能达到30节!

2022年,美国海军在美国水面舰艇协会年会上,首次公开了美国海军下一代防空驱逐舰DDGX的概念设计草图。时隔近半个世纪之后,美国为了应对中国威胁,将再次启动其野心勃勃的新型驱逐舰研制计划,急欲打造一型能够在未来30年里抗衡中国海军的重要海战兵器,而这个超级帝国野心和衣钵的DDGX所采用的依旧是LM2500家族的最新型号:LM2500+G4

其实验最大功率达到了47370马力(34841千瓦),效率已经提高到39.3%。按照这个性能,排水量超过1.3万吨的DDGX仅使用两台LM2500+G4,就可以达到30节的设计航速,而作为对比的是055驱逐舰所装备的CGT-25M型舰用燃气轮机,单台功率仅为38000马力,同时CGT-25M体积并不算小,7000吨级的052D驱逐舰只能装下2台,055驱逐舰为了满足动力需要,足足安装2倍即4台发动机,而其吨位仅为052D驱逐舰的1.7倍。

同时凭借美国内成熟发达的LM2500配套体系,美海军也能实现进一步降低造舰和使用成本的要求,而更具威胁的是,其大概率还将采用DDG-1000“朱姆沃尔特”级IEP整合式全电推进系统的升级版本,其一旦成功服役,加上灵敏度更高的SPY-6型雷达和高能武器,无疑将在舰队海上决战能力上再迈出一大步!

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