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以2台燃机拦截4台燃机的「钟云」号,苏州舰或已装33兆瓦的QC280

2024-07-28军情

最近,美国第七舰队展示了一段由「钟云」号驱逐舰拍摄的拦截视频。在视频中,我军的苏州舰突然从斜方向切入「钟云」号的航道,使其不得不紧急减速以避免碰撞。这一事件发生在本月初,当时苏州舰勇敢地拦截了进入台湾海峡的美国「钟云」号和加拿大的「蒙特利尔」号军舰。苏州舰从「钟云」号的侧后方快速接近,并决断地插入其航线,两舰的距离一度缩短至137米。虽然137米看起来相对宽敞,但考虑到「伯克」级驱逐舰的长度为154米,20节航速时的最小转弯半径为540米,而苏州舰的长度为157米,这样的距离就显得极为接近。在即将碰撞的紧急关头,美军的「钟云」号不得不降速到10节来避让。

苏州舰舷号为132,属于052DL型驱逐舰,配备了2台QC280燃气轮机及2台MTU-20 V956 TB92柴油机,这是中国自主研制的高级版本。052DL型广泛使用QC280,它是我军舰船的核心动力系统。而美国的「钟云」号是「伯克」级驱逐舰,舷号为93,采用4台LM2500燃气轮机,LM-2500是美军舰船广泛装配的主动力系统。因此,此次事件可以视为是中美主力舰船动力系统的一次直接对抗。

QC280是基于从乌克兰引进的UGT25000燃气轮机技术及成品开发的,UGT25000则是基于UGT15000舰用燃气轮机开发,通过加入额外的压气机级数,其低压压气机和高压压气机分别扩展到9级,压比提升至20,涡轮进气温度达到1250℃,最高功率介于26.7至30MW,而英国直到2003年才开始开发功率为36MW的MT30燃气轮机。这表明,90年代初期开发的UGT25000在性能上已经非常先进。然而,它仍然沿用了苏联专用舰载燃气轮机的设计,与采用航空发动机技术的西方燃气轮机相比,UGT25000的体积和重量较大,这导致原本只能装2台LM2500的052A型驱逐舰无法装备UGT25000,从而不得不增大排水量,发展出了052B/C/D/DL这几个系列。

1993年,中国与乌克兰签订了UGT-25000燃气轮机的生产许可及销售合同。根据该合同,乌克兰将出售10台UGT25000燃气轮机给中国,这是因为UGT25000当时还在开发阶段,短期内无法交货。起初,乌克兰仅愿意出售成品而非技术。但到了2000年,面对日益恶化的经济状况,乌克兰不得不将UGT25000的技术和相关文件转让给中国。

自1998年起,中国开始仿制UGT25000燃气轮机,2004年国产化率达到60%的第一个样机完成试制。七年后,即2011年,国产化率提升至98.1%。期间,样机在测试中遇到了严重的叶片问题,导致江南造船厂最后两艘052C型驱逐舰,即512和513号,因机械故障在码头搁置了两年多,迟迟不能交付。最终的国产样机与169舰的UTG25000混合使用,并在亚丁湾的实战环境中得到验证,最终证明其性能合格。

在国内,利用自主科研成果对QC280进行进一步的优化改进是必要的。改进包括加装隔音箱体、设置观察窗以监测燃气轮机的运行状态、增设照明系统以便于故障排查,以及将排气管和燃气轮机集成在同一底座上,从根本上解决了由于震动导致的排气管橡胶老化问题等。这些改进极大提高了QC280的维护性和可靠性。

然而,这些改进主要针对维护性和可靠性,对功率的提升有限,直接影响战斗力的提升不大。因此,在乌克兰工程师的协助下,我们还开发了采用SS循环技术的QC280升级版本,功率大幅提升至33MW。苏州舰的052DL型增加了4米长度和约500吨排水量,但看来其动力系统更为强大,很可能装备了这一升级版本的QC280。

目前还在开发中的是采用中冷回热技术的QC280IC,预计功率将达到40MW,这将足以支撑076型中型航母的需求。

「钟云」号的LM2500燃气轮机是基于TF39航空涡扇发动机(即C-5「银河」运输机的动力系统)改造而来的,其主要结构包括1级风扇、16级高压压气机、环形燃烧室、2级高压涡轮和6级低压涡轮。LM-2500取消了TF39的1级风扇,并将驱动风扇的低压涡轮改为动力涡轮,其他部分变化不大。

LM2500初始型号的输出功率仅为17.9MW,经过改进,在70年代末功率提升至23.3MW。LM2500系列后续推出了LM2500+和LM2500+G4两种型号,前者在1998年进行试车,功率达到29.7MW,但并未装备「钟云」号,虽然该舰是2004年才服役。LM2500+G4的功率虽达到34.3兆瓦,但因体积增大未能装备「钟云」号。因此,「钟云」号在台湾海峡遭遇苏州舰拦截时所使用的LM2500燃气轮机功率为23.3兆瓦。

可见,「钟云」号使用的LM2500燃气轮机功率虽然不如QC280的26.7兆瓦起步功率,但由于装了4台,而苏州舰虽功率较高但只装了2台QC280,另外2台柴油机仅在巡航时单独使用,无法与QC280并用。因此,仅靠两台功率在26.7-30兆瓦之间的QC280很难支持苏州舰对装有4台LM2500的「钟云」号进行有效拦截,除非苏州舰使用了功率达到33兆瓦的QC280升级版。