螺旋桨是把水往后推,借助反作用力使船舶向前,后推的水流作用在舵叶上使船舶转向。如果这些装置设在船头,螺旋桨要把水往哪推呢?往后推船身挡住了大部分,往前推船只会倒退。。。大型船舶有装在船头/船身两侧的“螺旋桨”,术语叫侧推器,方便船舶操纵,不作为主推进装置。船舶动力装置还包括船用柴油机,柴油机是有设在船头(很少且是小船,因为柴油机和螺旋桨的轴较长,材质对中等要求就要很高且功率消耗大)、船中、船尾(大部分)的。
现代轮船的动力可以来自两种不同的机器涡轮机和蒸汽机对吗?
对的。现代轮船的动力来自于涡轮机和蒸汽机。随着科学技术的发展,50年前的内河航运早已有了巨大的变化,那时常见航行中的轮船,其长长的烟囱里冒着黑烟,它是靠燃煤使锅炉里的水产生蒸汽,再由蒸汽机来完成做功、以此为动力推动轮船前进。用蒸汽机装置重量太笨重、体积太庞大,根据所需功率的大小不同,有的船舶可使用数台锅炉,每台锅炉就有一个烟囱。内河船舶的动力,早就是使用船用柴油发动机,其功率大、占用场地面积小,环保卫生。
为何各国海军如此青睐燃气轮机作为舰船主要动力?
目前军舰使用的动力系统主要有四种联合动力装置:蒸汽锅炉、柴油机、燃气轮机和柴油机与燃气轮机高低搭配的柴燃交替/联合动力(核动力航母不算)。三种动力方式相比较而言:蒸汽锅炉成熟可靠,但是体积和重量大,而且功率基本和体积成正比,所以现在已经被淘汰。
燃气轮机体积小质量轻,功率大,加速性快,但是油耗相对较高,其次对进排气有严格的要求。
柴油机功率小,转速低,噪音和体积偏大,但是油耗低,进气排气设计简单。最后是柴燃动力,交替就是柴油机负责军舰低速时的动力,高速航行时就必须启动大功率的燃气轮机,此时柴油机是不参与驱动工作的。而联合是低速航行时也用柴油机,高速时加入燃气轮机配合柴油机两者同时工作。
在以上动力系统中,为什么燃气轮机受到广泛青睐呢?首先燃气轮机具有单机功率大、体积小、重量轻、启动加速性好、操作维护性好等特点。这在军舰反潜作战中尤为重要,比如猎杀敌方潜艇时,燃气轮机功率大军舰的航速就高,猎杀成功率就高;其次如果遇到鱼雷来袭,燃气轮机加速性快,军舰就可以迅速机动拐弯等以躲避鱼雷,单单就这两点就不是柴油机能做到的,虽然蒸汽锅炉也可以做的功率很大,但是其加速性真的很慢(燃料化学能转换为热能加热水成高压蒸汽,蒸汽推动汽轮机旋转为机械能,而这个过程中燃气轮机是直接在发动机内部就做了化学能到热能到机械能的过程)。燃气轮机有非常高的功重比,说直白一点就是发挥同样的功率的燃气轮机要比同样功率的蒸汽锅炉占用船舱内使用面积要少得多,而同样的重量的燃气轮机发挥出功率要比同样重量的蒸汽锅炉要大得多,而且燃气轮机启动时间要比蒸汽锅炉快得多。
但是燃气轮机也有缺点,那就是空气流量大和油耗高,但是作为军舰动力,首先要考虑的是作战性能,比如柴油机省油,但是柴油机功率太低,比如目前功率最大的船用燃气轮机就是英国女王级航母上装备的罗罗的MT-30燃气轮机,其单机最大功率达到了40兆瓦,重量不到7吨。世界上最大的船用柴油机就是芬兰的瓦锡兰制造的,单机最大功率可以达到80兆瓦,重量2300吨,所以燃气轮机得优势是很明显的。
虽然燃气轮机油耗高,但是军舰是用来保家卫国的所以永远是值得的。再说相比我们每年公路上跑的汽车数量在逐年增加下,增加的燃油相比就不值得一提。所以在国防层面很难看到“节能”两个字,高效稳定永远是排在第一位的。