燃气轮机的基本原理

燃气轮机的原理与喷气发动机的原理相似。两者都吸收空气体，与燃料一起燃烧。最后产生的高温气体带动叶轮旋转，故称燃气轮机。从这里也可以看出燃气轮机的原理很简单，所以结构自然不复杂，体积也比较小。只要有燃气供应，启动时间比传统汽轮机快。虽然燃气轮机有这么多优点，但是目前世界上所有的航母，无论是核动力还是常规动力，基本上都是使用传统的蒸汽轮机动力。这种动力装置制造简单，维护方便，单动力强劲，非常适合作为大型船舶的动力。

燃气轮机的动力很有可能不需要弹射起飞。

更重要的是，汽轮机可以为航母的蒸汽弹射器提供足够的蒸汽，而如果用燃气轮机作为航母的动力，一旦不使用新潮的电磁弹射，大概率是只能滑跃起飞。作为世界上唯一使用燃气轮机作为航母动力的英国，二战后发展的两型航母空都证明了这一论断。70年代建造的无敌级轻型航母采用了鹞式垂直/短距起降舰载机和滑跃甲板(滑跃起飞和垂直降落)的组合，而现在的伊丽莎白女王级依然如此，只是舰载机换成了更先进的F35。

为什么英国航母偏爱燃气轮机？信心在哪里？

那英国为什么用燃气轮机做航母动力？燃气轮机本身一般用于排水量1万吨的驱逐舰或轻巡洋舰，主要是一般国家很难把燃气轮机的功率做到和蒸汽轮机一样大。但是英国是怎么解决这个问题的呢？主要是因为它拥有世界上最强大的燃气轮机制造商劳斯莱斯公司(实际上是劳斯莱斯公司)！它为伊丽莎白女王级航母提供的燃气轮机不仅动力强劲，而且非常安全可靠。最重要的是能量转换率高，所以比较省油。也正因为如此，英国人才试探着下定决心继续用燃气轮机做航母动力，而美国人不用燃气轮机是因为比不上核动力，所以根本不看！

伊丽莎白女王级航母的主动力是两台单台功率为36兆瓦的MT30燃气轮机，辅助动力是两台瓦西兰公司生产的单台功率为11兆瓦的柴油机。全速行驶时，两种动力同时开启，总功率约100 MW，最大速度26节。这个速度虽然低于美国传统航母30节的速度，但其实已经经过了充分的考虑和计算！由于F35B舰载机采用短距起飞方式，对甲板风的要求没有传统舰载机那么严格。所以出于经济性和运行效率的综合考虑，26节的速度足够了！

燃气轮机是两个海军岛的罪魁祸首。

以燃气轮机为动力的伊丽莎白女王级航母最大的外形变化是其双舰岛设计。燃气轮机整体体积虽小，但产生大量的燃料废气，因此需要使用更直更粗的排气管进行排气。所以燃气轮机多布置在舰岛下的平台上，既方便排气又不影响甲板舰载机的运行。但如果几个燃气轮机共用一个舰岛的排气管，在战时，如果其中一个燃气轮机或排气管损坏，航母就可能失去动力，直接躺倒。所以伊丽莎白女王号航母建造了两个独立的烟道，这两个烟道的出口直接通向甲板，所以直接建造了两个舰岛来容纳两个气泵。

燃气轮机增加全电推进是明智的选择。

采用燃气轮机的伊丽莎白女王级航母还创新性地采用了全电推进技术(日常用电、武器用电、动力用电合二为一，燃料发动机仅用于发电)。简单来说，首先用燃气轮机发电，然后用电机直接转动螺旋桨。这样做的好处是减少了很多传动轴和齿轮装置，间接降低了摩擦和噪音，提高了静音水平和能量转换效率，增强了航母的操纵性能。好处多多！

由于未来船舶对电力的需求越来越大，全电力推进已成为主流趋势。与燃气轮机相比，使用常规燃料的蒸汽轮机体积太大，没有续航能力，不适合全电推进。虽然带核反应堆的汽轮机体积也很大，但几乎无限的原始能源供应足以克服一切缺点，而且核反应堆可以持续发电，所以最适合全电推进。这种燃气轮机体积小，效率高。虽然比不上核电站，但在全电推进的应用上，高于常规燃料驱动的汽轮机。如果核电无法实现，用燃气轮机作为运载动力其实是一个相当不错的选择。不是英国人的偏执或者自大，只是基于先进燃气轮机技术的深思熟虑！

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