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舰艇综合电力推进?舰船综合电力系统

作者:机械网
文章来源:本站

  舰艇综合电力推进系统(又称综合电力系统)是指将电力系统和推进系统有机结合起来,由共同的发电机组供电,实现能源综合利用和统一管理,满足所有负荷如推进系统、日用负载、通信导航负载以及舰载武器需要的一种全电力系统。舰船综合电力推进系统由于其固有的优势已成为舰船动力系统发展的趋势,同时也是海军高新技术装备发展的重要方向。

  综合电力推进系统主要包括发电模块、区域配电模块、电力变换模块、能量管理模块以及推进等模块,每个模块都是高度集成的完整系统。相比于传统的机械推进方式而言,舰艇综合电力推进具有以下几方面优点:

  

舰艇综合电力推进?舰船综合电力系统

  首先,经济性好。采用综合电力推进,可有效提高舰艇的自动化程度;同时,综合电力推进系统体积小,灵活性高,从而舰船的结构布局得以优化,也改善了舰船的生产效率,有利于模块块制造,降低了生产费用;另外,舰艇航行时,只需保持最小数量的原动机运行即可,减少了原动机的总运行时间,节省了维护费用和燃油总消耗。

  其次,战斗力强。由于减少了原动机数量,特别是取消了大型传动轴承和齿轮箱的使用,可腾出有效空间以装载更多的武器装备,尤其是为激光武器、微波武器、电磁炮等未来高能武器上舰提供了基础;并且,综合电力推进,对于提升舰艇的操纵性、航速续航能力等,都有重大意义。这些优点,无疑都将大大增强舰艇的战斗力。

  最后,生存能力强。采用综合电力推进,将能有效降低舰艇的噪声,提高其隐蔽性;另外,由于集中供电,且从发电机组到推进电机等各个环节都有一定的冗余,某台柴油机故障不会影响推进器的工作,并且,通过合理布局和控制分配等保护手段,使得系统具有很强的抗故障能力,舰艇可靠性较高。这些都将提高舰艇的生存能力。

  舰艇综合电力推进系统具有诸多优点,因而,其是未来各国舰艇推进系统发展的必然方向。目前,美国的“朱姆沃尔特”级驱逐舰、英国的45型驱逐舰等,就采用了综合电力推进系统。

  舰船综合电力系统是在舰船电力推进系统的基础上发展而来,采用电力推进系统的舰船,可以用一套原动机和发电机组来产生电能,既用于舰船的推进,也用于其它设备对电力的需求,这种系统就称为综合电力系统。用独立的发电机组分别为推进系统和日用系统提供电能的系统称为电力推进系统和日用电力系统,这种提供电能的方式并非综合电力系统,只有电力推进系统和日用电力系统合为一体的才称之为综合电力系统。

  舰艇综合电力推进系统(也叫整合式电力推进系统,简称IEP)是目前各海军强国重点推进一种新型的动力方式。随着舰艇电子化、信息化程度不断提升,舰艇用电需求也在快速增加,相对于传统方式的机械推进,综合电力推进系统在全舰艇发/用电管理、电力分配、简化系统配置方面具有明显的优势,也是未来舰艇动力系统的发展趋势!

  

舰艇综合电力推进?舰船综合电力系统

  综合电力推进的概念最初是由美国海军在上个世纪90年代提出的新兴舰船动力方式。 在IEP系统中,主机的动力全部先通过发电机转成电力,再通过配电设施来供应船上一切的次系统,即在IEP架构下的推进系统,电力直接带动推进器的电动机,不再像传统动力系统那样由主机通过传动齿轮来直接带动。目前,世界范围内采用综合电力推进系统的舰艇,最有名的就是英国的“45型”驱逐舰、“伊丽莎白女王级”航母和美国的“朱姆沃尔特”级驱逐舰了。英国的6艘45型驱逐舰已全部服役,美国的DDG1000二号舰也已在今年1月26日服役,综合电推系统貌似形势大好、风头正劲!

  相对于其他传统推进方式,综合电推系统具有明显的优势,包括:

  1)大幅简化整体轮机的结构,进而提高了舰体内部容积的利用率,可以用来配备更多的有效载荷;

  2)通过现代化的输配电控制系统的控制,可以整合全船电力系统,随时任意调整船舰上所有系统的功率分配,提高舰船整体的灵活性;

  3)综合电力推进系统能使船舰摆脱大轴与齿轮箱的束缚,也大幅降低了传统轴系发生故障的概率,同时,消除了舰船一个重大的振动和噪声源,提高了隐蔽性。

  但是,对于一个新的动力概念,存在的一个最大的风险就是系统的可靠性尚未得到充分的验证,在完全成熟之前必然要缴纳一些学费的。如英国的45型驱逐舰,由于综合电推系统故障频发,曾有一段时期“皇家海军的6艘45型驱逐舰竟然同时在一个港口维修,甚为壮观”;美国的“朱姆沃尔特”级也没好到哪里去,首舰也是故障频频,甚至需要动用拖船才能回港维修,二号舰海试时也暴露出了动力问题。

  提到我国的舰船综合电推系统,不能不提到下面这位功勋人物:

  参考网上能够看到的信息,我国的综合综合电推研究已经到了工程验证的阶段,之前引起一时轰动的电磁炮上舰测试的图片也间接说明,综合电推系统核心技术之一的大容量电容及综合电力控制已获突破。

  相信在不久的将来,我们就将看到搭载自主研发综合电力推进系统的军舰驰骋在各大洋之上。“20年陆军,50年空军、百年海军”!最后上一张最有可能首先搭载综合电力推进系统的国产主力水面舰艇CG图,以飨各位关注海军建设的朋友!

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