超级军网奔腾的心－水面舰艇动力专家郑定康先生访谈录
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/19 20:59:15
奔腾的心－水面舰艇动力专家郑定康先生访谈录
现代舰船２００６．０２Ａ
郑定泰，研究员，１９３５年生于重庆江津市，１９５９年毕业于哈尔滨工业大学动力机械系涡轮机专业。１９５８年底求学期间就参加了我国第一台舰用燃气轮机的设计，毕业后从事海军舰艇动力装置的情报研究工作至今，是我国水面舰艇动力专家。１９７８年获国家科学大会奖；１９８５年获国家技术进步二等奖等。不久前，在寒冬里的一天，本刊记者采访了郑研究员，以下为访谈实录。
记者；郑研究员，您大学毕业以后，就分到海军工作，一直从事海军舰艇动力装置的情报研究，至今已经４０多年了。能否给读者介绍一下水面舰艇动力装置的发展？
专家：是这样的，我大学毕业后就分配到当时的海军科学技术研究部情报处，从事海军舰艇动力装置的情报研究。水面舰艇采用的动力装置有蒸汽动力装置、燃气轮机动力装置、柴油机动力装置和核动力装置等几种，这些基本上都是机械推进装置。近十多年来，由于电力推进技术的发展，许多以前影响电力推进在水面舰艇上采用的技术壁障已经有所突破，如推进电机，电力变换器等等。同时，以综合电力系统为特征的电力推进系统已开始在水面舰艇上采用。
记者：现在新型燃气轮机耗油率为多少？应控制到多大范围？国外全然舰艇的出现是否意味着燃气轮机将替代柴油机？
专家：现在用于舰艇的燃气轮机有两种类型。一种是简单循环燃气轮机，另一种是复杂循环燃气轮机。简单循环燃气轮机的耗油率，最好的如英国新近研制的ＭＴ３０舰船燃气轮机，耗油率在全功率为３６兆瓦时为２０７克／千瓦时，效率为４０％；复杂循环的大功率燃气轮机，目前在舰船上使用的实际上只有一型。那就是美、英联合研制的ＷＲ２１舰用燃气轮机。它的耗油率在全功率为２５兆瓦时为２００克／千瓦时，效率为４２％，这些指标对舰船燃气轮机目前是最先进的。因此，对新研制的燃气轮机，其耗油率指标应控制在这个范围内。
关于国外海军出现了全部使用燃气轮机的舰艇可否用燃气轮机取代柴油机的问题，这是不可能的。因为这两种动力装置在水面舰艇上使用时，各有自己的优点，谁也不能完全取代另一个。例如，美国海军建造的巡洋舰、驱逐舰和护卫舰，如＂提康德罗加＂级巡洋舰、＂阿利．伯克＂级驱逐舰和＂佩里＂级护卫舰都全部使用了燃气轮机作推进装置。这是因为这些舰本身就需要这样大的功率，无论以任何形式使用柴油机时功率都达不到。另外，即使以某种形式使用柴油机功率能勉强达到，对于舰船设计者来说，一般都不愿意勉为其难，因为这会带来复杂的维修保养、备件贮备、供应等很多问题。柴油机在功率许可的条件下可以在较小的水面舰艇上单独使用或与燃气轮机联合使用。例如，对排水量２０００吨左右、航速２０多节的水面舰艇，柴油机就可以单独使用作主动力装置。而不必与燃气轮机联合使用。这样能充分发挥柴油机效率高，耗油率低的优势。对２０００～３５００吨左右的水面舰艇，由于排水量相对较大，只使用柴油机不能满足其功率要求，因此常使用与燃气轮机联合使用的联合动力装置。这种柴油机和燃气轮机联合装置的一种称为柴油机和燃气轮机的交替使用装置，英文缩写为ＣＯＤＯＧ。这种装置的特点是舰艇在低速时使用柴油机，在高速时使用燃气轮机。由于舰艇９０％以上的时间是在低速航行，高速航行只占舰艇总航行时间的不足１０％，因此这种装置就带来了非常好的优点，就是在低速时能充分利用柴油机效率高、耗油率低的特性，节省燃油。而又由于在高速时使用了燃气轮机，因此又能满足舰艇对功率、航速的要求。因此舰艇动力装置的这种柴油机与燃气轮机的组合方式被认为是对这一吨位级的舰艇的最佳的组合方式，因此在这一吨位级上国外使用得最为普遍。而且其组成和操纵都极为简单。与此相仿的还有另外一种柴油机和燃气轮机的联合方式，那就是ＣＯＤＡＧ，即柴油机与燃气轮机的联合使用装置。ＣＯＤＡＧ与ＣＯＤＯＧ装置的不同在于前者在舰艇高速航行时柴油机也要投入工作，即柴油机与燃气轮机一起使用，其用于舰艇推进的功率是两者的叠加。这种动力装置以前在这一吨位级舰艇上使用得较少，因为柴油机与燃气轮机的并车装置比较复杂，操纵控制麻烦。现在这方面有所突破，因此也开始在舰艇上使用，如德国海军新建的１２４级护卫舰就采用了这种ＣＯＤＡＧ动力装置。因为它虽然操纵复杂，但毕竟比之于ＣＯＤＯＧ还有在高速航行时能充分利用柴油机功率的优势。在同等要求的条件下，燃气轮机也可选得小一些。总之一句话，后者能充分利用动力资源。因此从上述两种使用柴油机的情况看，即使舰艇采用了全部燃气轮机的动力装置，也不能取代柴油机的使用，因此柴油机在上述舰艇的一些吨位级上，仍然在某些领域，特别是在经济性上占据着优势。具体地说，对２０００吨以下的水面舰艇，包括小型护卫舰和各类导弹快艇，柴油机的综合指标仍比较好，适于使用柴油机；２０００～３５００吨左右的舰艇，适于使用有柴油机参与的与燃气轮机联合的动力装置ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ，特别是ＣＯＤＯＧ是兼备了两种动力装置的优点而满足舰艇功率和航速的最佳装置。对３５００吨以上的舰艇，由于柴油机的单机功率相对太小，使用ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ装置都不太可能满足舰艇要求，因此，全部采用燃气轮机，即全燃装置为宜。当然这也不是绝对的，还要根据本国拥有的柴油机和燃气轮机的具体情况进行论证。不过，当舰艇排水量大于５０００～６０００吨时，使用柴油机和燃气轮机的联合装置的情况恐怕就不能再讨论了，更不用说单独使用柴油机。因此，应该说在这个吨位级，如果使用常规动力，单独使用燃气轮机，即全燃是最佳选择。
记者：舰船燃气轮机的技术难点在哪里？舰船燃气轮机是不是由航空发动机改装而来？请介绍一下美国ＬＭ２５００舰船燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰船燃气轮机的技术特点与优势。
专家；舰船燃气轮机国外是在上世纪４０年代末开始发展的。之所以要研制是因为在二战后出现了航空涡轮喷气发动机，受航空发动机的启示，人们想把它的技术用于舰船作推进动力装置，于是研制了舰船燃气轮机，使舰船动力装置的尺寸、重量大大减小。
舰船燃气轮机主要由航空发动机派生，有两种派生方法。一种是对航空发动机作整机舰用化改装，另一种是利用航空发动机的技术进行使用于舰船的专用燃气轮机的设计，这两种方法在国外都在采用。例如，５０年代末英国用于快艇的＂海神＂舰用燃气轮机就由航空发动机整机直接改装，而大致在同期６０年代初用于英海军＂郡＂级驱逐舰和＂部落＂级护卫舰的Ｇ６型燃气轮机就是利用航空发动机技术专门为舰用设计。后来苏联也搞了几型依靠航空发动机技术研制的舰用专用燃气轮机。不过，从全世界总的情况看，各国目前在使用的舰用燃气轮机大部分都是由航空发动机直接改装。这里面包括在世界舰用燃气轮机领域很有影响的美国通用电气公司的ＬＭ２５００舰用燃气轮机、英国的＂斯贝＂ＳＭ１Ａ和ＳＭ１Ｃ等等，它们都由航空发动机直接派生而来。因此，我一直认为，研制舰用燃气轮机主要走航空发动机改装的道路，但选使用航空发动机技术走专门发展舰用燃气轮机的道路也是可行的，两者都是可以取得成功的。一个国家发展舰用燃气轮机走什么道路还与国情有关。走航空发动机直接改装的道路，首先是要有合适的航空发动机可供改装，如果没有，当然只好走使用航空发动机技术自行设计的道路。
关于发展舰用燃气轮机的技术难点，我想不论是走航空发动机直接派生，还是利用航空燃气轮机技术自行设计，都不可回避要解决的问题，也就是技术难点问题，那就是要使得舰用燃气轮机能用于海洋环境，适于在舰上使用，即满足舰上使用条件问题。舰用条件有哪些？以航空发动机直接改装舰用燃气轮机为例，第一，首先要增加一些套件。航空发动机是没有动力涡轮的，因此，改为舰用燃气轮机后首先要增加动力涡轮，以便输出功率。还要增加进、排气管，使它能够进气和排气。还要设计箱装体，使燃气轮机能够三防（防化学、防生物、防核污染），同时解决冷却、通风、防火、防噪、防对人员灼伤。还要设计抗震机架，使燃气轮机能够抗水下冲击爆炸，同时不使自己的结构噪声传入水中，避免被敌方声呐侦听。为了防止在海洋环境下工作含盐空气不致进入燃气轮机而使燃气轮机叶片腐蚀，除需要更换材料为防腐蚀材料外，进气管还要加装过滤器。燃气轮机排气温度很高，为防敌人导弹攻击，燃气轮机的排气管还要加装消声器：引射器和红外抑制装置。除此之外，由航空发动机整机直接改装为舰用燃气轮机，还要根据该改装航空发动机的实际情况，在结构上做相应变动，如对涡轮风扇发动机顶切风扇，进行气动调整，增加支撑机架、机匣等等，增加后传动装置也是必不可少：第二，要提高使用寿命。航空发动机，特别军用航空发动机的寿命是不高的，舰用燃气轮机在改装时必须要使其寿命在海洋环境有腐蚀的情况下至少１００００小时以上；第三，在改装为舰用燃气轮机时必须要使其能在舰船颠簸，能在横摇、纵倾的情况下可靠工作；第四，应能使用柴油作燃油；第五，效率、耗油率、可利用率、可靠性、机动性、经济性、排放特性等都满足要求等等。
至于美国ＬＭ２５００舰用燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机的技术特点与优势，我简单说说。ＬＭ２５００是比较成熟的燃气轮机，已经在许多国家装舰使用近千台。几经改进提高，它目前的功率已经达到３３０００马力。ＬＭ２５００燃气轮机性能好，工作可靠，有高度的可维修性。有些ＬＭ２５００燃气轮机已经工作了１６０００多小时尚可以不用大修，可利用率达到０．９９９２以上。而乌克兰的ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机是乌克兰曙光机械设计科研生产联合体采用其Ｍ８０燃气轮机降低运行参数（压比、流量、燃气初温）研制的舰用燃气轮机，而Ｍ８０是以技术成熟的Ｍ９０燃气轮机为基础，通过压气机加级和提高燃气初温发展而成。是一台使用航空发动机技术专门为舰艇设计的燃气轮机。它的单机功率也近３３０００马力，耗油率及热力参数均与ＬＭ２５００差不多，其先进性也基本上属同一等级，但此舰用燃气轮机至今还未实船使用。
记者：美国在６０，７０年代曾有个核动力舰队计划，在实施过程中发现低于一定吨位的舰艇使用核动力装置并不合适。使用核动力的水面舰艇的理想吨位应是多少才合适？
专家：关于核动力水面舰艇理想吨位这个问题不太好说，但是有一点可以肯定，就是舰艇的排水量太小使用核动力装置肯定不合适，因为在舰艇使用的反应堆在全世界都是压水堆。为了防止辐射，压水堆的周围都装有防护层，这些防护层由铅、水泥等材料构成，既大又重。如果舰艇的排水量太小了，反应堆和动力系统一、二回路所占的体积和重量必定过大，影响有效负载（如武器）的装载，因而从经济上和作战效能上都是不合适的。我记得有个数据，就是舰艇的动力系统的总重（含燃油装载量，这项对核动力舰艇当然没有）不能超过舰艇排水量的４０％，超过这个数据就是不合理的。因此，如果这个数据成立，那么在知道核动力装置的总重的情况下，其排水量应该是多少大概有一个数了。当然，这些都不是从性价比出发，而是从作战效能考虑。事实上，考虑舰艇是否采用核动力基本上都是出自战略考虑。至于性价比，划算不划算，那是次要的。
记者：舰载电子设备越来越多，对供电需求也增大，请问对舰艇动力系统提出了哪些新的要求？
专家：舰艇上的各类电子设备、探测设备现在确实是越来越多，有的水面舰艇甚至在未来还要装备电磁武器。美国的新航空母舰未来还要装备电磁飞机弹射系统和电磁飞机回收系统。对舰上的供电需求确实在日益增大，据统计，如果按单位排水量的用电量来表示这种需求的增加，那么，对驱逐舰，单位排水量电功率已经由过去的０．５６千瓦／吨增加到１．０７千瓦／吨，对护卫舰，单位排水量电功率已经由过去的０．８４６千瓦／吨增加到１．０３千瓦／吨。解决的办法当然是提高舰上电站的装机容量。例如，美海军即将新建的航空母舰ＣＶＮ２１，其电站装机容量就是它的前代、后期的＂尼米兹＂级的３．５倍。但是只用增加电站容量来解决用电量增加的问题并不是最好的办法，因为它增加了电站设备的重量，还占据舰上许多重要的空间。新出现的办法就是水面舰艇和潜艇采用综合电力系统。综合电力系统由于舰艇和潜艇的电力推进系统和日用电系统结合在一起共同使用一个电网，且推进系统需要的用电在大部分时间里没有用足，所余的相当数量电力完全可以挪用以满足日用设备的需要，特别短时和瞬时的急需，如对需要时才开动的雷达搜索、电子探测、电磁轨道炮，以及飞机弹射等等。
记者：您刚才在前面讲了许多现在水面舰艇动力两大主力的燃气轮机和柴油机的关系，以及它的单独和联合使用的适用范围，这些都比较明确了。在这方面您觉得还应当对读者再讲点什么？舰艇上还有没有其他联合动力装置在使用？
专家：前面我讲到柴油机燃气轮机的联合装置是在讲燃气轮机能否取代柴油机时，为充分肯定柴油机作舰艇动力的可用性而顺带讲的。实际上，现在在舰艇上使用的联合动力装置除柴油机和燃气轮机的联合外，还有其他一些联合装置，有些是过去用过的，如燃气轮机和蒸汽轮机的联合装置，就曾在燃气轮机发展初期的６０年代使用过。还有一种联合装置称为燃气轮机和蒸汽轮机复合装置，这是利用燃气轮机的余热产生蒸汽，用蒸汽作功推动蒸汽轮机产生功率，然后将两者联合起来产生舰船推进功率的一种有热联系的联合装置。由于它有热力联系，所以对它的称呼不称联合装置而改称复合装置以示区别。不过这两种联合装置用得都比较少，现在国外在战斗舰艇上基本都只使用柴油机或燃气轮机自己与自己联合，以及柴油机和燃气轮机两者联合。前两种联合又称为同机并车，后面这一种又称异机并车。后者有两种形式，一种称为柴油机燃气轮机交替使用装置，另一种称柴油机燃气轮机联合使用装置。这在前面都提到了。讲到这里，我觉得有必要纠正一种错误，就是现在国内乃至国外有一些人把舰艇联合动力装置概念弄混了，以为只要是在舰艇上有两种主推进动力装置在使用就是使用了联合装置，这实际上是一种误解。所谓舰艇推进联合动力装置是指舰艇在它的十根推进轴上安装了２台（或３台）发动机，这２台发动机或者是同机并车或者是异机并车。不在１根推进轴上，而在多根轴上例如３根轴上分别装同型的１种发动机和２种发动机，不能称为联合装置，应称为混合装置。这个概念不能混淆。
前面所讲的全燃、全柴动力装置都是在这个概念下定义的。下面我想讲一下一种比较新的舰船联合装置，这种装置实际上于１９９０年已经在英国海军的２３型护卫舰上使用了。只是当时不觉得，现在越想越觉得这种联合装置有点意思。这就是柴电燃（柴油机电力推进燃气轮机）联合动力装置ＣＯＤＬＡＧ。这种动力装置使用推进电力与日用电力结合在一起的综合电力系统。低速时，使用柴油机发电的电力推进，高速时，使用燃气轮机机械推进螺旋桨。这种联合动力装置有价值之处在于，第一，它使用了综合电力系统，推进用电和日用电结合在一起，电力可灵活挪用；第二，使用燃气轮机虽然不能像使用综合全电力推进系统那样有大量的推进电力可供舰上使用，但是，它仍然在没有条件取得相应功率推进电机的条件下部分地实现了舰艇综合电力系统的优点，因此这种推进方式有一定价值。目前，法国即将建造的航空母舰ＰＡ－２和法、意新造多用途护卫舰，美国的ＬＨＤ８号两栖登陆舰都准备采用这种被称为综合电力机电混合推进的联合装置。
记者：您能不能介绍一下船用柴油机的发展和使用情况？
专家：舰船柴油机具有热效率高，功率范围大，有良好的启动性和机动性，装置简单，造价低廉，技术成熟，自上世纪５０年代以来，一直广泛地在各种民用船舶和中、小型舰艇上使用。据２０００年统计，９０％的大、中型民用船舶以柴油机为主动力，而在中、小型舰艇和辅助舰艇中，以柴油机为动力的占６０％左右。
舰船柴油机按转速可分为低速、中速和高速三种，按冲程可分为二冲程和四冲程。二冲程低速柴油机只适于大型海运船舶而不适于海军舰船，适于舰船用的只有中速柴油机和高速柴油机，当然都是四冲程的。目前，国外舰船柴油机已经发展到很高水平。耗油率１９０—２２０克／千瓦时，单位功率重量２—５千克／千瓦。高速柴油机大修期８０００～１２０００小时，中速柴油机大修期１８０００～２４０００小时。
记者：可持续发展是２１世纪的主题，降低油耗和减少污染是舰船动力装置设计考虑的因素之一，国外这方面有什么进展？
专家：你问的很好。舰船动力装置在设计时无时无刻都在考虑提高效率，降低油耗，以增加其可使用性和提高燃油的利用率。这些年，环保呼声越来越高，有些国家甚至对舰船动力装置的排气排放标准进行立法，不能达到立法标准的舰船根本不允许入港。这是很正确的。柴油机低排放技术研究主要从柴油机设计、燃烧优化和机外前后处理方面人手，对柴油机的排放进行净化和控制。对燃气轮机目前是开发干式低排放和利用水或蒸汽的湿式系统，已研制出的低氮氧化物燃烧器已使氮氧化物排放减少到２克／千瓦时。
柴油机降低油耗，提高效率的措施主要是提高柴油机的强化指标，在柴油机转速和活塞平均速度受限制的情况下，提高平均有效压力。增加燃油和空气的有效密度和优化油、气混合质量，达到最佳燃烧，增加最高燃烧压力，增加柴油机作功，还要采用相继增压和一些智能化技术等等。
燃气轮机降低油耗、提高效率主要是研制新的耐高温材料，发展新的冷却技术提高燃气初温，优化通流通道，以及采用复杂循环等等。
记者：英国的４５型驱逐舰采用了全电力推进，美国的ＤＤ（Ｘ）等新一代舰艇也将采用这种推进装置，请分析一下４５型驱逐舰上使用的全电力推进装置的优点？
专家：英国海军的４５型驱逐舰采用了以ＷＲ２１燃气轮机为发电机组，以先进感应电机为推进电机和以脉冲宽度调制变换器为驱动装置的全电力推进系统。这是国外海军发展水面舰艇燃气轮机综合电力系统以来的首次实用。由于它是全电力推进，因此，４５型驱逐舰具有全电力推进综合电力系统的优点：第一，它安装的发动机少，全舰艇提供推进动力和电力的只有４台发电机组，２台功率各为２１兆瓦的ＷＲ２１燃气轮机发电组和２台功率各为２兆瓦的柴油发电机组，因为它们之间的电功率可以互相挪用；第二，运行经济性好，４台发电机组都可根据推进和日用电力的当时需要，合理地控制它们的运行，且每台发电机组都可以运行在经济工况；第三，推进电机使用的轴系很短，远远不如以前采用机械推进时所用的轴系那样纵跨几个舱室的臃肿庞杂。各发电机组可以布置的很合理；第四，所用的推进感应电机虽然比其他的如永磁推进电机尺寸小、重量大，但比机械推进系统推进部分（如轴系、轴承等附件加齿轮箱）要小得多；第五，操纵性好，其调频使用了脉冲宽度调制变换器。用这种拓扑作大功率调频可能对水面舰艇是第一次。
记者：谢谢您接受我刊的采访。奔腾的心－水面舰艇动力专家郑定康先生访谈录
现代舰船２００６．０２Ａ
郑定泰，研究员，１９３５年生于重庆江津市，１９５９年毕业于哈尔滨工业大学动力机械系涡轮机专业。１９５８年底求学期间就参加了我国第一台舰用燃气轮机的设计，毕业后从事海军舰艇动力装置的情报研究工作至今，是我国水面舰艇动力专家。１９７８年获国家科学大会奖；１９８５年获国家技术进步二等奖等。不久前，在寒冬里的一天，本刊记者采访了郑研究员，以下为访谈实录。
记者；郑研究员，您大学毕业以后，就分到海军工作，一直从事海军舰艇动力装置的情报研究，至今已经４０多年了。能否给读者介绍一下水面舰艇动力装置的发展？
专家：是这样的，我大学毕业后就分配到当时的海军科学技术研究部情报处，从事海军舰艇动力装置的情报研究。水面舰艇采用的动力装置有蒸汽动力装置、燃气轮机动力装置、柴油机动力装置和核动力装置等几种，这些基本上都是机械推进装置。近十多年来，由于电力推进技术的发展，许多以前影响电力推进在水面舰艇上采用的技术壁障已经有所突破，如推进电机，电力变换器等等。同时，以综合电力系统为特征的电力推进系统已开始在水面舰艇上采用。
记者：现在新型燃气轮机耗油率为多少？应控制到多大范围？国外全然舰艇的出现是否意味着燃气轮机将替代柴油机？
专家：现在用于舰艇的燃气轮机有两种类型。一种是简单循环燃气轮机，另一种是复杂循环燃气轮机。简单循环燃气轮机的耗油率，最好的如英国新近研制的ＭＴ３０舰船燃气轮机，耗油率在全功率为３６兆瓦时为２０７克／千瓦时，效率为４０％；复杂循环的大功率燃气轮机，目前在舰船上使用的实际上只有一型。那就是美、英联合研制的ＷＲ２１舰用燃气轮机。它的耗油率在全功率为２５兆瓦时为２００克／千瓦时，效率为４２％，这些指标对舰船燃气轮机目前是最先进的。因此，对新研制的燃气轮机，其耗油率指标应控制在这个范围内。
关于国外海军出现了全部使用燃气轮机的舰艇可否用燃气轮机取代柴油机的问题，这是不可能的。因为这两种动力装置在水面舰艇上使用时，各有自己的优点，谁也不能完全取代另一个。例如，美国海军建造的巡洋舰、驱逐舰和护卫舰，如＂提康德罗加＂级巡洋舰、＂阿利．伯克＂级驱逐舰和＂佩里＂级护卫舰都全部使用了燃气轮机作推进装置。这是因为这些舰本身就需要这样大的功率，无论以任何形式使用柴油机时功率都达不到。另外，即使以某种形式使用柴油机功率能勉强达到，对于舰船设计者来说，一般都不愿意勉为其难，因为这会带来复杂的维修保养、备件贮备、供应等很多问题。柴油机在功率许可的条件下可以在较小的水面舰艇上单独使用或与燃气轮机联合使用。例如，对排水量２０００吨左右、航速２０多节的水面舰艇，柴油机就可以单独使用作主动力装置。而不必与燃气轮机联合使用。这样能充分发挥柴油机效率高，耗油率低的优势。对２０００～３５００吨左右的水面舰艇，由于排水量相对较大，只使用柴油机不能满足其功率要求，因此常使用与燃气轮机联合使用的联合动力装置。这种柴油机和燃气轮机联合装置的一种称为柴油机和燃气轮机的交替使用装置，英文缩写为ＣＯＤＯＧ。这种装置的特点是舰艇在低速时使用柴油机，在高速时使用燃气轮机。由于舰艇９０％以上的时间是在低速航行，高速航行只占舰艇总航行时间的不足１０％，因此这种装置就带来了非常好的优点，就是在低速时能充分利用柴油机效率高、耗油率低的特性，节省燃油。而又由于在高速时使用了燃气轮机，因此又能满足舰艇对功率、航速的要求。因此舰艇动力装置的这种柴油机与燃气轮机的组合方式被认为是对这一吨位级的舰艇的最佳的组合方式，因此在这一吨位级上国外使用得最为普遍。而且其组成和操纵都极为简单。与此相仿的还有另外一种柴油机和燃气轮机的联合方式，那就是ＣＯＤＡＧ，即柴油机与燃气轮机的联合使用装置。ＣＯＤＡＧ与ＣＯＤＯＧ装置的不同在于前者在舰艇高速航行时柴油机也要投入工作，即柴油机与燃气轮机一起使用，其用于舰艇推进的功率是两者的叠加。这种动力装置以前在这一吨位级舰艇上使用得较少，因为柴油机与燃气轮机的并车装置比较复杂，操纵控制麻烦。现在这方面有所突破，因此也开始在舰艇上使用，如德国海军新建的１２４级护卫舰就采用了这种ＣＯＤＡＧ动力装置。因为它虽然操纵复杂，但毕竟比之于ＣＯＤＯＧ还有在高速航行时能充分利用柴油机功率的优势。在同等要求的条件下，燃气轮机也可选得小一些。总之一句话，后者能充分利用动力资源。因此从上述两种使用柴油机的情况看，即使舰艇采用了全部燃气轮机的动力装置，也不能取代柴油机的使用，因此柴油机在上述舰艇的一些吨位级上，仍然在某些领域，特别是在经济性上占据着优势。具体地说，对２０００吨以下的水面舰艇，包括小型护卫舰和各类导弹快艇，柴油机的综合指标仍比较好，适于使用柴油机；２０００～３５００吨左右的舰艇，适于使用有柴油机参与的与燃气轮机联合的动力装置ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ，特别是ＣＯＤＯＧ是兼备了两种动力装置的优点而满足舰艇功率和航速的最佳装置。对３５００吨以上的舰艇，由于柴油机的单机功率相对太小，使用ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ装置都不太可能满足舰艇要求，因此，全部采用燃气轮机，即全燃装置为宜。当然这也不是绝对的，还要根据本国拥有的柴油机和燃气轮机的具体情况进行论证。不过，当舰艇排水量大于５０００～６０００吨时，使用柴油机和燃气轮机的联合装置的情况恐怕就不能再讨论了，更不用说单独使用柴油机。因此，应该说在这个吨位级，如果使用常规动力，单独使用燃气轮机，即全燃是最佳选择。
记者：舰船燃气轮机的技术难点在哪里？舰船燃气轮机是不是由航空发动机改装而来？请介绍一下美国ＬＭ２５００舰船燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰船燃气轮机的技术特点与优势。
专家；舰船燃气轮机国外是在上世纪４０年代末开始发展的。之所以要研制是因为在二战后出现了航空涡轮喷气发动机，受航空发动机的启示，人们想把它的技术用于舰船作推进动力装置，于是研制了舰船燃气轮机，使舰船动力装置的尺寸、重量大大减小。
舰船燃气轮机主要由航空发动机派生，有两种派生方法。一种是对航空发动机作整机舰用化改装，另一种是利用航空发动机的技术进行使用于舰船的专用燃气轮机的设计，这两种方法在国外都在采用。例如，５０年代末英国用于快艇的＂海神＂舰用燃气轮机就由航空发动机整机直接改装，而大致在同期６０年代初用于英海军＂郡＂级驱逐舰和＂部落＂级护卫舰的Ｇ６型燃气轮机就是利用航空发动机技术专门为舰用设计。后来苏联也搞了几型依靠航空发动机技术研制的舰用专用燃气轮机。不过，从全世界总的情况看，各国目前在使用的舰用燃气轮机大部分都是由航空发动机直接改装。这里面包括在世界舰用燃气轮机领域很有影响的美国通用电气公司的ＬＭ２５００舰用燃气轮机、英国的＂斯贝＂ＳＭ１Ａ和ＳＭ１Ｃ等等，它们都由航空发动机直接派生而来。因此，我一直认为，研制舰用燃气轮机主要走航空发动机改装的道路，但选使用航空发动机技术走专门发展舰用燃气轮机的道路也是可行的，两者都是可以取得成功的。一个国家发展舰用燃气轮机走什么道路还与国情有关。走航空发动机直接改装的道路，首先是要有合适的航空发动机可供改装，如果没有，当然只好走使用航空发动机技术自行设计的道路。
关于发展舰用燃气轮机的技术难点，我想不论是走航空发动机直接派生，还是利用航空燃气轮机技术自行设计，都不可回避要解决的问题，也就是技术难点问题，那就是要使得舰用燃气轮机能用于海洋环境，适于在舰上使用，即满足舰上使用条件问题。舰用条件有哪些？以航空发动机直接改装舰用燃气轮机为例，第一，首先要增加一些套件。航空发动机是没有动力涡轮的，因此，改为舰用燃气轮机后首先要增加动力涡轮，以便输出功率。还要增加进、排气管，使它能够进气和排气。还要设计箱装体，使燃气轮机能够三防（防化学、防生物、防核污染），同时解决冷却、通风、防火、防噪、防对人员灼伤。还要设计抗震机架，使燃气轮机能够抗水下冲击爆炸，同时不使自己的结构噪声传入水中，避免被敌方声呐侦听。为了防止在海洋环境下工作含盐空气不致进入燃气轮机而使燃气轮机叶片腐蚀，除需要更换材料为防腐蚀材料外，进气管还要加装过滤器。燃气轮机排气温度很高，为防敌人导弹攻击，燃气轮机的排气管还要加装消声器：引射器和红外抑制装置。除此之外，由航空发动机整机直接改装为舰用燃气轮机，还要根据该改装航空发动机的实际情况，在结构上做相应变动，如对涡轮风扇发动机顶切风扇，进行气动调整，增加支撑机架、机匣等等，增加后传动装置也是必不可少：第二，要提高使用寿命。航空发动机，特别军用航空发动机的寿命是不高的，舰用燃气轮机在改装时必须要使其寿命在海洋环境有腐蚀的情况下至少１００００小时以上；第三，在改装为舰用燃气轮机时必须要使其能在舰船颠簸，能在横摇、纵倾的情况下可靠工作；第四，应能使用柴油作燃油；第五，效率、耗油率、可利用率、可靠性、机动性、经济性、排放特性等都满足要求等等。
至于美国ＬＭ２５００舰用燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机的技术特点与优势，我简单说说。ＬＭ２５００是比较成熟的燃气轮机，已经在许多国家装舰使用近千台。几经改进提高，它目前的功率已经达到３３０００马力。ＬＭ２５００燃气轮机性能好，工作可靠，有高度的可维修性。有些ＬＭ２５００燃气轮机已经工作了１６０００多小时尚可以不用大修，可利用率达到０．９９９２以上。而乌克兰的ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机是乌克兰曙光机械设计科研生产联合体采用其Ｍ８０燃气轮机降低运行参数（压比、流量、燃气初温）研制的舰用燃气轮机，而Ｍ８０是以技术成熟的Ｍ９０燃气轮机为基础，通过压气机加级和提高燃气初温发展而成。是一台使用航空发动机技术专门为舰艇设计的燃气轮机。它的单机功率也近３３０００马力，耗油率及热力参数均与ＬＭ２５００差不多，其先进性也基本上属同一等级，但此舰用燃气轮机至今还未实船使用。
记者：美国在６０，７０年代曾有个核动力舰队计划，在实施过程中发现低于一定吨位的舰艇使用核动力装置并不合适。使用核动力的水面舰艇的理想吨位应是多少才合适？
专家：关于核动力水面舰艇理想吨位这个问题不太好说，但是有一点可以肯定，就是舰艇的排水量太小使用核动力装置肯定不合适，因为在舰艇使用的反应堆在全世界都是压水堆。为了防止辐射，压水堆的周围都装有防护层，这些防护层由铅、水泥等材料构成，既大又重。如果舰艇的排水量太小了，反应堆和动力系统一、二回路所占的体积和重量必定过大，影响有效负载（如武器）的装载，因而从经济上和作战效能上都是不合适的。我记得有个数据，就是舰艇的动力系统的总重（含燃油装载量，这项对核动力舰艇当然没有）不能超过舰艇排水量的４０％，超过这个数据就是不合理的。因此，如果这个数据成立，那么在知道核动力装置的总重的情况下，其排水量应该是多少大概有一个数了。当然，这些都不是从性价比出发，而是从作战效能考虑。事实上，考虑舰艇是否采用核动力基本上都是出自战略考虑。至于性价比，划算不划算，那是次要的。
记者：舰载电子设备越来越多，对供电需求也增大，请问对舰艇动力系统提出了哪些新的要求？
专家：舰艇上的各类电子设备、探测设备现在确实是越来越多，有的水面舰艇甚至在未来还要装备电磁武器。美国的新航空母舰未来还要装备电磁飞机弹射系统和电磁飞机回收系统。对舰上的供电需求确实在日益增大，据统计，如果按单位排水量的用电量来表示这种需求的增加，那么，对驱逐舰，单位排水量电功率已经由过去的０．５６千瓦／吨增加到１．０７千瓦／吨，对护卫舰，单位排水量电功率已经由过去的０．８４６千瓦／吨增加到１．０３千瓦／吨。解决的办法当然是提高舰上电站的装机容量。例如，美海军即将新建的航空母舰ＣＶＮ２１，其电站装机容量就是它的前代、后期的＂尼米兹＂级的３．５倍。但是只用增加电站容量来解决用电量增加的问题并不是最好的办法，因为它增加了电站设备的重量，还占据舰上许多重要的空间。新出现的办法就是水面舰艇和潜艇采用综合电力系统。综合电力系统由于舰艇和潜艇的电力推进系统和日用电系统结合在一起共同使用一个电网，且推进系统需要的用电在大部分时间里没有用足，所余的相当数量电力完全可以挪用以满足日用设备的需要，特别短时和瞬时的急需，如对需要时才开动的雷达搜索、电子探测、电磁轨道炮，以及飞机弹射等等。
记者：您刚才在前面讲了许多现在水面舰艇动力两大主力的燃气轮机和柴油机的关系，以及它的单独和联合使用的适用范围，这些都比较明确了。在这方面您觉得还应当对读者再讲点什么？舰艇上还有没有其他联合动力装置在使用？
专家：前面我讲到柴油机燃气轮机的联合装置是在讲燃气轮机能否取代柴油机时，为充分肯定柴油机作舰艇动力的可用性而顺带讲的。实际上，现在在舰艇上使用的联合动力装置除柴油机和燃气轮机的联合外，还有其他一些联合装置，有些是过去用过的，如燃气轮机和蒸汽轮机的联合装置，就曾在燃气轮机发展初期的６０年代使用过。还有一种联合装置称为燃气轮机和蒸汽轮机复合装置，这是利用燃气轮机的余热产生蒸汽，用蒸汽作功推动蒸汽轮机产生功率，然后将两者联合起来产生舰船推进功率的一种有热联系的联合装置。由于它有热力联系，所以对它的称呼不称联合装置而改称复合装置以示区别。不过这两种联合装置用得都比较少，现在国外在战斗舰艇上基本都只使用柴油机或燃气轮机自己与自己联合，以及柴油机和燃气轮机两者联合。前两种联合又称为同机并车，后面这一种又称异机并车。后者有两种形式，一种称为柴油机燃气轮机交替使用装置，另一种称柴油机燃气轮机联合使用装置。这在前面都提到了。讲到这里，我觉得有必要纠正一种错误，就是现在国内乃至国外有一些人把舰艇联合动力装置概念弄混了，以为只要是在舰艇上有两种主推进动力装置在使用就是使用了联合装置，这实际上是一种误解。所谓舰艇推进联合动力装置是指舰艇在它的十根推进轴上安装了２台（或３台）发动机，这２台发动机或者是同机并车或者是异机并车。不在１根推进轴上，而在多根轴上例如３根轴上分别装同型的１种发动机和２种发动机，不能称为联合装置，应称为混合装置。这个概念不能混淆。
前面所讲的全燃、全柴动力装置都是在这个概念下定义的。下面我想讲一下一种比较新的舰船联合装置，这种装置实际上于１９９０年已经在英国海军的２３型护卫舰上使用了。只是当时不觉得，现在越想越觉得这种联合装置有点意思。这就是柴电燃（柴油机电力推进燃气轮机）联合动力装置ＣＯＤＬＡＧ。这种动力装置使用推进电力与日用电力结合在一起的综合电力系统。低速时，使用柴油机发电的电力推进，高速时，使用燃气轮机机械推进螺旋桨。这种联合动力装置有价值之处在于，第一，它使用了综合电力系统，推进用电和日用电结合在一起，电力可灵活挪用；第二，使用燃气轮机虽然不能像使用综合全电力推进系统那样有大量的推进电力可供舰上使用，但是，它仍然在没有条件取得相应功率推进电机的条件下部分地实现了舰艇综合电力系统的优点，因此这种推进方式有一定价值。目前，法国即将建造的航空母舰ＰＡ－２和法、意新造多用途护卫舰，美国的ＬＨＤ８号两栖登陆舰都准备采用这种被称为综合电力机电混合推进的联合装置。
记者：您能不能介绍一下船用柴油机的发展和使用情况？
专家：舰船柴油机具有热效率高，功率范围大，有良好的启动性和机动性，装置简单，造价低廉，技术成熟，自上世纪５０年代以来，一直广泛地在各种民用船舶和中、小型舰艇上使用。据２０００年统计，９０％的大、中型民用船舶以柴油机为主动力，而在中、小型舰艇和辅助舰艇中，以柴油机为动力的占６０％左右。
舰船柴油机按转速可分为低速、中速和高速三种，按冲程可分为二冲程和四冲程。二冲程低速柴油机只适于大型海运船舶而不适于海军舰船，适于舰船用的只有中速柴油机和高速柴油机，当然都是四冲程的。目前，国外舰船柴油机已经发展到很高水平。耗油率１９０—２２０克／千瓦时，单位功率重量２—５千克／千瓦。高速柴油机大修期８０００～１２０００小时，中速柴油机大修期１８０００～２４０００小时。
记者：可持续发展是２１世纪的主题，降低油耗和减少污染是舰船动力装置设计考虑的因素之一，国外这方面有什么进展？
专家：你问的很好。舰船动力装置在设计时无时无刻都在考虑提高效率，降低油耗，以增加其可使用性和提高燃油的利用率。这些年，环保呼声越来越高，有些国家甚至对舰船动力装置的排气排放标准进行立法，不能达到立法标准的舰船根本不允许入港。这是很正确的。柴油机低排放技术研究主要从柴油机设计、燃烧优化和机外前后处理方面人手，对柴油机的排放进行净化和控制。对燃气轮机目前是开发干式低排放和利用水或蒸汽的湿式系统，已研制出的低氮氧化物燃烧器已使氮氧化物排放减少到２克／千瓦时。
柴油机降低油耗，提高效率的措施主要是提高柴油机的强化指标，在柴油机转速和活塞平均速度受限制的情况下，提高平均有效压力。增加燃油和空气的有效密度和优化油、气混合质量，达到最佳燃烧，增加最高燃烧压力，增加柴油机作功，还要采用相继增压和一些智能化技术等等。
燃气轮机降低油耗、提高效率主要是研制新的耐高温材料，发展新的冷却技术提高燃气初温，优化通流通道，以及采用复杂循环等等。
记者：英国的４５型驱逐舰采用了全电力推进，美国的ＤＤ（Ｘ）等新一代舰艇也将采用这种推进装置，请分析一下４５型驱逐舰上使用的全电力推进装置的优点？
专家：英国海军的４５型驱逐舰采用了以ＷＲ２１燃气轮机为发电机组，以先进感应电机为推进电机和以脉冲宽度调制变换器为驱动装置的全电力推进系统。这是国外海军发展水面舰艇燃气轮机综合电力系统以来的首次实用。由于它是全电力推进，因此，４５型驱逐舰具有全电力推进综合电力系统的优点：第一，它安装的发动机少，全舰艇提供推进动力和电力的只有４台发电机组，２台功率各为２１兆瓦的ＷＲ２１燃气轮机发电组和２台功率各为２兆瓦的柴油发电机组，因为它们之间的电功率可以互相挪用；第二，运行经济性好，４台发电机组都可根据推进和日用电力的当时需要，合理地控制它们的运行，且每台发电机组都可以运行在经济工况；第三，推进电机使用的轴系很短，远远不如以前采用机械推进时所用的轴系那样纵跨几个舱室的臃肿庞杂。各发电机组可以布置的很合理；第四，所用的推进感应电机虽然比其他的如永磁推进电机尺寸小、重量大，但比机械推进系统推进部分（如轴系、轴承等附件加齿轮箱）要小得多；第五，操纵性好，其调频使用了脉冲宽度调制变换器。用这种拓扑作大功率调频可能对水面舰艇是第一次。
记者：谢谢您接受我刊的采访。
现代舰船２００６．０２Ａ
郑定泰，研究员，１９３５年生于重庆江津市，１９５９年毕业于哈尔滨工业大学动力机械系涡轮机专业。１９５８年底求学期间就参加了我国第一台舰用燃气轮机的设计，毕业后从事海军舰艇动力装置的情报研究工作至今，是我国水面舰艇动力专家。１９７８年获国家科学大会奖；１９８５年获国家技术进步二等奖等。不久前，在寒冬里的一天，本刊记者采访了郑研究员，以下为访谈实录。
记者；郑研究员，您大学毕业以后，就分到海军工作，一直从事海军舰艇动力装置的情报研究，至今已经４０多年了。能否给读者介绍一下水面舰艇动力装置的发展？
专家：是这样的，我大学毕业后就分配到当时的海军科学技术研究部情报处，从事海军舰艇动力装置的情报研究。水面舰艇采用的动力装置有蒸汽动力装置、燃气轮机动力装置、柴油机动力装置和核动力装置等几种，这些基本上都是机械推进装置。近十多年来，由于电力推进技术的发展，许多以前影响电力推进在水面舰艇上采用的技术壁障已经有所突破，如推进电机，电力变换器等等。同时，以综合电力系统为特征的电力推进系统已开始在水面舰艇上采用。
记者：现在新型燃气轮机耗油率为多少？应控制到多大范围？国外全然舰艇的出现是否意味着燃气轮机将替代柴油机？
专家：现在用于舰艇的燃气轮机有两种类型。一种是简单循环燃气轮机，另一种是复杂循环燃气轮机。简单循环燃气轮机的耗油率，最好的如英国新近研制的ＭＴ３０舰船燃气轮机，耗油率在全功率为３６兆瓦时为２０７克／千瓦时，效率为４０％；复杂循环的大功率燃气轮机，目前在舰船上使用的实际上只有一型。那就是美、英联合研制的ＷＲ２１舰用燃气轮机。它的耗油率在全功率为２５兆瓦时为２００克／千瓦时，效率为４２％，这些指标对舰船燃气轮机目前是最先进的。因此，对新研制的燃气轮机，其耗油率指标应控制在这个范围内。
关于国外海军出现了全部使用燃气轮机的舰艇可否用燃气轮机取代柴油机的问题，这是不可能的。因为这两种动力装置在水面舰艇上使用时，各有自己的优点，谁也不能完全取代另一个。例如，美国海军建造的巡洋舰、驱逐舰和护卫舰，如＂提康德罗加＂级巡洋舰、＂阿利．伯克＂级驱逐舰和＂佩里＂级护卫舰都全部使用了燃气轮机作推进装置。这是因为这些舰本身就需要这样大的功率，无论以任何形式使用柴油机时功率都达不到。另外，即使以某种形式使用柴油机功率能勉强达到，对于舰船设计者来说，一般都不愿意勉为其难，因为这会带来复杂的维修保养、备件贮备、供应等很多问题。柴油机在功率许可的条件下可以在较小的水面舰艇上单独使用或与燃气轮机联合使用。例如，对排水量２０００吨左右、航速２０多节的水面舰艇，柴油机就可以单独使用作主动力装置。而不必与燃气轮机联合使用。这样能充分发挥柴油机效率高，耗油率低的优势。对２０００～３５００吨左右的水面舰艇，由于排水量相对较大，只使用柴油机不能满足其功率要求，因此常使用与燃气轮机联合使用的联合动力装置。这种柴油机和燃气轮机联合装置的一种称为柴油机和燃气轮机的交替使用装置，英文缩写为ＣＯＤＯＧ。这种装置的特点是舰艇在低速时使用柴油机，在高速时使用燃气轮机。由于舰艇９０％以上的时间是在低速航行，高速航行只占舰艇总航行时间的不足１０％，因此这种装置就带来了非常好的优点，就是在低速时能充分利用柴油机效率高、耗油率低的特性，节省燃油。而又由于在高速时使用了燃气轮机，因此又能满足舰艇对功率、航速的要求。因此舰艇动力装置的这种柴油机与燃气轮机的组合方式被认为是对这一吨位级的舰艇的最佳的组合方式，因此在这一吨位级上国外使用得最为普遍。而且其组成和操纵都极为简单。与此相仿的还有另外一种柴油机和燃气轮机的联合方式，那就是ＣＯＤＡＧ，即柴油机与燃气轮机的联合使用装置。ＣＯＤＡＧ与ＣＯＤＯＧ装置的不同在于前者在舰艇高速航行时柴油机也要投入工作，即柴油机与燃气轮机一起使用，其用于舰艇推进的功率是两者的叠加。这种动力装置以前在这一吨位级舰艇上使用得较少，因为柴油机与燃气轮机的并车装置比较复杂，操纵控制麻烦。现在这方面有所突破，因此也开始在舰艇上使用，如德国海军新建的１２４级护卫舰就采用了这种ＣＯＤＡＧ动力装置。因为它虽然操纵复杂，但毕竟比之于ＣＯＤＯＧ还有在高速航行时能充分利用柴油机功率的优势。在同等要求的条件下，燃气轮机也可选得小一些。总之一句话，后者能充分利用动力资源。因此从上述两种使用柴油机的情况看，即使舰艇采用了全部燃气轮机的动力装置，也不能取代柴油机的使用，因此柴油机在上述舰艇的一些吨位级上，仍然在某些领域，特别是在经济性上占据着优势。具体地说，对２０００吨以下的水面舰艇，包括小型护卫舰和各类导弹快艇，柴油机的综合指标仍比较好，适于使用柴油机；２０００～３５００吨左右的舰艇，适于使用有柴油机参与的与燃气轮机联合的动力装置ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ，特别是ＣＯＤＯＧ是兼备了两种动力装置的优点而满足舰艇功率和航速的最佳装置。对３５００吨以上的舰艇，由于柴油机的单机功率相对太小，使用ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ装置都不太可能满足舰艇要求，因此，全部采用燃气轮机，即全燃装置为宜。当然这也不是绝对的，还要根据本国拥有的柴油机和燃气轮机的具体情况进行论证。不过，当舰艇排水量大于５０００～６０００吨时，使用柴油机和燃气轮机的联合装置的情况恐怕就不能再讨论了，更不用说单独使用柴油机。因此，应该说在这个吨位级，如果使用常规动力，单独使用燃气轮机，即全燃是最佳选择。
记者：舰船燃气轮机的技术难点在哪里？舰船燃气轮机是不是由航空发动机改装而来？请介绍一下美国ＬＭ２５００舰船燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰船燃气轮机的技术特点与优势。
专家；舰船燃气轮机国外是在上世纪４０年代末开始发展的。之所以要研制是因为在二战后出现了航空涡轮喷气发动机，受航空发动机的启示，人们想把它的技术用于舰船作推进动力装置，于是研制了舰船燃气轮机，使舰船动力装置的尺寸、重量大大减小。
舰船燃气轮机主要由航空发动机派生，有两种派生方法。一种是对航空发动机作整机舰用化改装，另一种是利用航空发动机的技术进行使用于舰船的专用燃气轮机的设计，这两种方法在国外都在采用。例如，５０年代末英国用于快艇的＂海神＂舰用燃气轮机就由航空发动机整机直接改装，而大致在同期６０年代初用于英海军＂郡＂级驱逐舰和＂部落＂级护卫舰的Ｇ６型燃气轮机就是利用航空发动机技术专门为舰用设计。后来苏联也搞了几型依靠航空发动机技术研制的舰用专用燃气轮机。不过，从全世界总的情况看，各国目前在使用的舰用燃气轮机大部分都是由航空发动机直接改装。这里面包括在世界舰用燃气轮机领域很有影响的美国通用电气公司的ＬＭ２５００舰用燃气轮机、英国的＂斯贝＂ＳＭ１Ａ和ＳＭ１Ｃ等等，它们都由航空发动机直接派生而来。因此，我一直认为，研制舰用燃气轮机主要走航空发动机改装的道路，但选使用航空发动机技术走专门发展舰用燃气轮机的道路也是可行的，两者都是可以取得成功的。一个国家发展舰用燃气轮机走什么道路还与国情有关。走航空发动机直接改装的道路，首先是要有合适的航空发动机可供改装，如果没有，当然只好走使用航空发动机技术自行设计的道路。
关于发展舰用燃气轮机的技术难点，我想不论是走航空发动机直接派生，还是利用航空燃气轮机技术自行设计，都不可回避要解决的问题，也就是技术难点问题，那就是要使得舰用燃气轮机能用于海洋环境，适于在舰上使用，即满足舰上使用条件问题。舰用条件有哪些？以航空发动机直接改装舰用燃气轮机为例，第一，首先要增加一些套件。航空发动机是没有动力涡轮的，因此，改为舰用燃气轮机后首先要增加动力涡轮，以便输出功率。还要增加进、排气管，使它能够进气和排气。还要设计箱装体，使燃气轮机能够三防（防化学、防生物、防核污染），同时解决冷却、通风、防火、防噪、防对人员灼伤。还要设计抗震机架，使燃气轮机能够抗水下冲击爆炸，同时不使自己的结构噪声传入水中，避免被敌方声呐侦听。为了防止在海洋环境下工作含盐空气不致进入燃气轮机而使燃气轮机叶片腐蚀，除需要更换材料为防腐蚀材料外，进气管还要加装过滤器。燃气轮机排气温度很高，为防敌人导弹攻击，燃气轮机的排气管还要加装消声器：引射器和红外抑制装置。除此之外，由航空发动机整机直接改装为舰用燃气轮机，还要根据该改装航空发动机的实际情况，在结构上做相应变动，如对涡轮风扇发动机顶切风扇，进行气动调整，增加支撑机架、机匣等等，增加后传动装置也是必不可少：第二，要提高使用寿命。航空发动机，特别军用航空发动机的寿命是不高的，舰用燃气轮机在改装时必须要使其寿命在海洋环境有腐蚀的情况下至少１００００小时以上；第三，在改装为舰用燃气轮机时必须要使其能在舰船颠簸，能在横摇、纵倾的情况下可靠工作；第四，应能使用柴油作燃油；第五，效率、耗油率、可利用率、可靠性、机动性、经济性、排放特性等都满足要求等等。
至于美国ＬＭ２５００舰用燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机的技术特点与优势，我简单说说。ＬＭ２５００是比较成熟的燃气轮机，已经在许多国家装舰使用近千台。几经改进提高，它目前的功率已经达到３３０００马力。ＬＭ２５００燃气轮机性能好，工作可靠，有高度的可维修性。有些ＬＭ２５００燃气轮机已经工作了１６０００多小时尚可以不用大修，可利用率达到０．９９９２以上。而乌克兰的ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机是乌克兰曙光机械设计科研生产联合体采用其Ｍ８０燃气轮机降低运行参数（压比、流量、燃气初温）研制的舰用燃气轮机，而Ｍ８０是以技术成熟的Ｍ９０燃气轮机为基础，通过压气机加级和提高燃气初温发展而成。是一台使用航空发动机技术专门为舰艇设计的燃气轮机。它的单机功率也近３３０００马力，耗油率及热力参数均与ＬＭ２５００差不多，其先进性也基本上属同一等级，但此舰用燃气轮机至今还未实船使用。
记者：美国在６０，７０年代曾有个核动力舰队计划，在实施过程中发现低于一定吨位的舰艇使用核动力装置并不合适。使用核动力的水面舰艇的理想吨位应是多少才合适？
专家：关于核动力水面舰艇理想吨位这个问题不太好说，但是有一点可以肯定，就是舰艇的排水量太小使用核动力装置肯定不合适，因为在舰艇使用的反应堆在全世界都是压水堆。为了防止辐射，压水堆的周围都装有防护层，这些防护层由铅、水泥等材料构成，既大又重。如果舰艇的排水量太小了，反应堆和动力系统一、二回路所占的体积和重量必定过大，影响有效负载（如武器）的装载，因而从经济上和作战效能上都是不合适的。我记得有个数据，就是舰艇的动力系统的总重（含燃油装载量，这项对核动力舰艇当然没有）不能超过舰艇排水量的４０％，超过这个数据就是不合理的。因此，如果这个数据成立，那么在知道核动力装置的总重的情况下，其排水量应该是多少大概有一个数了。当然，这些都不是从性价比出发，而是从作战效能考虑。事实上，考虑舰艇是否采用核动力基本上都是出自战略考虑。至于性价比，划算不划算，那是次要的。
记者：舰载电子设备越来越多，对供电需求也增大，请问对舰艇动力系统提出了哪些新的要求？
专家：舰艇上的各类电子设备、探测设备现在确实是越来越多，有的水面舰艇甚至在未来还要装备电磁武器。美国的新航空母舰未来还要装备电磁飞机弹射系统和电磁飞机回收系统。对舰上的供电需求确实在日益增大，据统计，如果按单位排水量的用电量来表示这种需求的增加，那么，对驱逐舰，单位排水量电功率已经由过去的０．５６千瓦／吨增加到１．０７千瓦／吨，对护卫舰，单位排水量电功率已经由过去的０．８４６千瓦／吨增加到１．０３千瓦／吨。解决的办法当然是提高舰上电站的装机容量。例如，美海军即将新建的航空母舰ＣＶＮ２１，其电站装机容量就是它的前代、后期的＂尼米兹＂级的３．５倍。但是只用增加电站容量来解决用电量增加的问题并不是最好的办法，因为它增加了电站设备的重量，还占据舰上许多重要的空间。新出现的办法就是水面舰艇和潜艇采用综合电力系统。综合电力系统由于舰艇和潜艇的电力推进系统和日用电系统结合在一起共同使用一个电网，且推进系统需要的用电在大部分时间里没有用足，所余的相当数量电力完全可以挪用以满足日用设备的需要，特别短时和瞬时的急需，如对需要时才开动的雷达搜索、电子探测、电磁轨道炮，以及飞机弹射等等。
记者：您刚才在前面讲了许多现在水面舰艇动力两大主力的燃气轮机和柴油机的关系，以及它的单独和联合使用的适用范围，这些都比较明确了。在这方面您觉得还应当对读者再讲点什么？舰艇上还有没有其他联合动力装置在使用？
专家：前面我讲到柴油机燃气轮机的联合装置是在讲燃气轮机能否取代柴油机时，为充分肯定柴油机作舰艇动力的可用性而顺带讲的。实际上，现在在舰艇上使用的联合动力装置除柴油机和燃气轮机的联合外，还有其他一些联合装置，有些是过去用过的，如燃气轮机和蒸汽轮机的联合装置，就曾在燃气轮机发展初期的６０年代使用过。还有一种联合装置称为燃气轮机和蒸汽轮机复合装置，这是利用燃气轮机的余热产生蒸汽，用蒸汽作功推动蒸汽轮机产生功率，然后将两者联合起来产生舰船推进功率的一种有热联系的联合装置。由于它有热力联系，所以对它的称呼不称联合装置而改称复合装置以示区别。不过这两种联合装置用得都比较少，现在国外在战斗舰艇上基本都只使用柴油机或燃气轮机自己与自己联合，以及柴油机和燃气轮机两者联合。前两种联合又称为同机并车，后面这一种又称异机并车。后者有两种形式，一种称为柴油机燃气轮机交替使用装置，另一种称柴油机燃气轮机联合使用装置。这在前面都提到了。讲到这里，我觉得有必要纠正一种错误，就是现在国内乃至国外有一些人把舰艇联合动力装置概念弄混了，以为只要是在舰艇上有两种主推进动力装置在使用就是使用了联合装置，这实际上是一种误解。所谓舰艇推进联合动力装置是指舰艇在它的十根推进轴上安装了２台（或３台）发动机，这２台发动机或者是同机并车或者是异机并车。不在１根推进轴上，而在多根轴上例如３根轴上分别装同型的１种发动机和２种发动机，不能称为联合装置，应称为混合装置。这个概念不能混淆。
前面所讲的全燃、全柴动力装置都是在这个概念下定义的。下面我想讲一下一种比较新的舰船联合装置，这种装置实际上于１９９０年已经在英国海军的２３型护卫舰上使用了。只是当时不觉得，现在越想越觉得这种联合装置有点意思。这就是柴电燃（柴油机电力推进燃气轮机）联合动力装置ＣＯＤＬＡＧ。这种动力装置使用推进电力与日用电力结合在一起的综合电力系统。低速时，使用柴油机发电的电力推进，高速时，使用燃气轮机机械推进螺旋桨。这种联合动力装置有价值之处在于，第一，它使用了综合电力系统，推进用电和日用电结合在一起，电力可灵活挪用；第二，使用燃气轮机虽然不能像使用综合全电力推进系统那样有大量的推进电力可供舰上使用，但是，它仍然在没有条件取得相应功率推进电机的条件下部分地实现了舰艇综合电力系统的优点，因此这种推进方式有一定价值。目前，法国即将建造的航空母舰ＰＡ－２和法、意新造多用途护卫舰，美国的ＬＨＤ８号两栖登陆舰都准备采用这种被称为综合电力机电混合推进的联合装置。
记者：您能不能介绍一下船用柴油机的发展和使用情况？
专家：舰船柴油机具有热效率高，功率范围大，有良好的启动性和机动性，装置简单，造价低廉，技术成熟，自上世纪５０年代以来，一直广泛地在各种民用船舶和中、小型舰艇上使用。据２０００年统计，９０％的大、中型民用船舶以柴油机为主动力，而在中、小型舰艇和辅助舰艇中，以柴油机为动力的占６０％左右。
舰船柴油机按转速可分为低速、中速和高速三种，按冲程可分为二冲程和四冲程。二冲程低速柴油机只适于大型海运船舶而不适于海军舰船，适于舰船用的只有中速柴油机和高速柴油机，当然都是四冲程的。目前，国外舰船柴油机已经发展到很高水平。耗油率１９０—２２０克／千瓦时，单位功率重量２—５千克／千瓦。高速柴油机大修期８０００～１２０００小时，中速柴油机大修期１８０００～２４０００小时。
记者：可持续发展是２１世纪的主题，降低油耗和减少污染是舰船动力装置设计考虑的因素之一，国外这方面有什么进展？
专家：你问的很好。舰船动力装置在设计时无时无刻都在考虑提高效率，降低油耗，以增加其可使用性和提高燃油的利用率。这些年，环保呼声越来越高，有些国家甚至对舰船动力装置的排气排放标准进行立法，不能达到立法标准的舰船根本不允许入港。这是很正确的。柴油机低排放技术研究主要从柴油机设计、燃烧优化和机外前后处理方面人手，对柴油机的排放进行净化和控制。对燃气轮机目前是开发干式低排放和利用水或蒸汽的湿式系统，已研制出的低氮氧化物燃烧器已使氮氧化物排放减少到２克／千瓦时。
柴油机降低油耗，提高效率的措施主要是提高柴油机的强化指标，在柴油机转速和活塞平均速度受限制的情况下，提高平均有效压力。增加燃油和空气的有效密度和优化油、气混合质量，达到最佳燃烧，增加最高燃烧压力，增加柴油机作功，还要采用相继增压和一些智能化技术等等。
燃气轮机降低油耗、提高效率主要是研制新的耐高温材料，发展新的冷却技术提高燃气初温，优化通流通道，以及采用复杂循环等等。
记者：英国的４５型驱逐舰采用了全电力推进，美国的ＤＤ（Ｘ）等新一代舰艇也将采用这种推进装置，请分析一下４５型驱逐舰上使用的全电力推进装置的优点？
专家：英国海军的４５型驱逐舰采用了以ＷＲ２１燃气轮机为发电机组，以先进感应电机为推进电机和以脉冲宽度调制变换器为驱动装置的全电力推进系统。这是国外海军发展水面舰艇燃气轮机综合电力系统以来的首次实用。由于它是全电力推进，因此，４５型驱逐舰具有全电力推进综合电力系统的优点：第一，它安装的发动机少，全舰艇提供推进动力和电力的只有４台发电机组，２台功率各为２１兆瓦的ＷＲ２１燃气轮机发电组和２台功率各为２兆瓦的柴油发电机组，因为它们之间的电功率可以互相挪用；第二，运行经济性好，４台发电机组都可根据推进和日用电力的当时需要，合理地控制它们的运行，且每台发电机组都可以运行在经济工况；第三，推进电机使用的轴系很短，远远不如以前采用机械推进时所用的轴系那样纵跨几个舱室的臃肿庞杂。各发电机组可以布置的很合理；第四，所用的推进感应电机虽然比其他的如永磁推进电机尺寸小、重量大，但比机械推进系统推进部分（如轴系、轴承等附件加齿轮箱）要小得多；第五，操纵性好，其调频使用了脉冲宽度调制变换器。用这种拓扑作大功率调频可能对水面舰艇是第一次。
记者：谢谢您接受我刊的采访。奔腾的心－水面舰艇动力专家郑定康先生访谈录
现代舰船２００６．０２Ａ
郑定泰，研究员，１９３５年生于重庆江津市，１９５９年毕业于哈尔滨工业大学动力机械系涡轮机专业。１９５８年底求学期间就参加了我国第一台舰用燃气轮机的设计，毕业后从事海军舰艇动力装置的情报研究工作至今，是我国水面舰艇动力专家。１９７８年获国家科学大会奖；１９８５年获国家技术进步二等奖等。不久前，在寒冬里的一天，本刊记者采访了郑研究员，以下为访谈实录。
记者；郑研究员，您大学毕业以后，就分到海军工作，一直从事海军舰艇动力装置的情报研究，至今已经４０多年了。能否给读者介绍一下水面舰艇动力装置的发展？
专家：是这样的，我大学毕业后就分配到当时的海军科学技术研究部情报处，从事海军舰艇动力装置的情报研究。水面舰艇采用的动力装置有蒸汽动力装置、燃气轮机动力装置、柴油机动力装置和核动力装置等几种，这些基本上都是机械推进装置。近十多年来，由于电力推进技术的发展，许多以前影响电力推进在水面舰艇上采用的技术壁障已经有所突破，如推进电机，电力变换器等等。同时，以综合电力系统为特征的电力推进系统已开始在水面舰艇上采用。
记者：现在新型燃气轮机耗油率为多少？应控制到多大范围？国外全然舰艇的出现是否意味着燃气轮机将替代柴油机？
专家：现在用于舰艇的燃气轮机有两种类型。一种是简单循环燃气轮机，另一种是复杂循环燃气轮机。简单循环燃气轮机的耗油率，最好的如英国新近研制的ＭＴ３０舰船燃气轮机，耗油率在全功率为３６兆瓦时为２０７克／千瓦时，效率为４０％；复杂循环的大功率燃气轮机，目前在舰船上使用的实际上只有一型。那就是美、英联合研制的ＷＲ２１舰用燃气轮机。它的耗油率在全功率为２５兆瓦时为２００克／千瓦时，效率为４２％，这些指标对舰船燃气轮机目前是最先进的。因此，对新研制的燃气轮机，其耗油率指标应控制在这个范围内。
关于国外海军出现了全部使用燃气轮机的舰艇可否用燃气轮机取代柴油机的问题，这是不可能的。因为这两种动力装置在水面舰艇上使用时，各有自己的优点，谁也不能完全取代另一个。例如，美国海军建造的巡洋舰、驱逐舰和护卫舰，如＂提康德罗加＂级巡洋舰、＂阿利．伯克＂级驱逐舰和＂佩里＂级护卫舰都全部使用了燃气轮机作推进装置。这是因为这些舰本身就需要这样大的功率，无论以任何形式使用柴油机时功率都达不到。另外，即使以某种形式使用柴油机功率能勉强达到，对于舰船设计者来说，一般都不愿意勉为其难，因为这会带来复杂的维修保养、备件贮备、供应等很多问题。柴油机在功率许可的条件下可以在较小的水面舰艇上单独使用或与燃气轮机联合使用。例如，对排水量２０００吨左右、航速２０多节的水面舰艇，柴油机就可以单独使用作主动力装置。而不必与燃气轮机联合使用。这样能充分发挥柴油机效率高，耗油率低的优势。对２０００～３５００吨左右的水面舰艇，由于排水量相对较大，只使用柴油机不能满足其功率要求，因此常使用与燃气轮机联合使用的联合动力装置。这种柴油机和燃气轮机联合装置的一种称为柴油机和燃气轮机的交替使用装置，英文缩写为ＣＯＤＯＧ。这种装置的特点是舰艇在低速时使用柴油机，在高速时使用燃气轮机。由于舰艇９０％以上的时间是在低速航行，高速航行只占舰艇总航行时间的不足１０％，因此这种装置就带来了非常好的优点，就是在低速时能充分利用柴油机效率高、耗油率低的特性，节省燃油。而又由于在高速时使用了燃气轮机，因此又能满足舰艇对功率、航速的要求。因此舰艇动力装置的这种柴油机与燃气轮机的组合方式被认为是对这一吨位级的舰艇的最佳的组合方式，因此在这一吨位级上国外使用得最为普遍。而且其组成和操纵都极为简单。与此相仿的还有另外一种柴油机和燃气轮机的联合方式，那就是ＣＯＤＡＧ，即柴油机与燃气轮机的联合使用装置。ＣＯＤＡＧ与ＣＯＤＯＧ装置的不同在于前者在舰艇高速航行时柴油机也要投入工作，即柴油机与燃气轮机一起使用，其用于舰艇推进的功率是两者的叠加。这种动力装置以前在这一吨位级舰艇上使用得较少，因为柴油机与燃气轮机的并车装置比较复杂，操纵控制麻烦。现在这方面有所突破，因此也开始在舰艇上使用，如德国海军新建的１２４级护卫舰就采用了这种ＣＯＤＡＧ动力装置。因为它虽然操纵复杂，但毕竟比之于ＣＯＤＯＧ还有在高速航行时能充分利用柴油机功率的优势。在同等要求的条件下，燃气轮机也可选得小一些。总之一句话，后者能充分利用动力资源。因此从上述两种使用柴油机的情况看，即使舰艇采用了全部燃气轮机的动力装置，也不能取代柴油机的使用，因此柴油机在上述舰艇的一些吨位级上，仍然在某些领域，特别是在经济性上占据着优势。具体地说，对２０００吨以下的水面舰艇，包括小型护卫舰和各类导弹快艇，柴油机的综合指标仍比较好，适于使用柴油机；２０００～３５００吨左右的舰艇，适于使用有柴油机参与的与燃气轮机联合的动力装置ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ，特别是ＣＯＤＯＧ是兼备了两种动力装置的优点而满足舰艇功率和航速的最佳装置。对３５００吨以上的舰艇，由于柴油机的单机功率相对太小，使用ＣＯＤＯＧ和ＣＯＤＡＧ装置都不太可能满足舰艇要求，因此，全部采用燃气轮机，即全燃装置为宜。当然这也不是绝对的，还要根据本国拥有的柴油机和燃气轮机的具体情况进行论证。不过，当舰艇排水量大于５０００～６０００吨时，使用柴油机和燃气轮机的联合装置的情况恐怕就不能再讨论了，更不用说单独使用柴油机。因此，应该说在这个吨位级，如果使用常规动力，单独使用燃气轮机，即全燃是最佳选择。
记者：舰船燃气轮机的技术难点在哪里？舰船燃气轮机是不是由航空发动机改装而来？请介绍一下美国ＬＭ２５００舰船燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰船燃气轮机的技术特点与优势。
专家；舰船燃气轮机国外是在上世纪４０年代末开始发展的。之所以要研制是因为在二战后出现了航空涡轮喷气发动机，受航空发动机的启示，人们想把它的技术用于舰船作推进动力装置，于是研制了舰船燃气轮机，使舰船动力装置的尺寸、重量大大减小。
舰船燃气轮机主要由航空发动机派生，有两种派生方法。一种是对航空发动机作整机舰用化改装，另一种是利用航空发动机的技术进行使用于舰船的专用燃气轮机的设计，这两种方法在国外都在采用。例如，５０年代末英国用于快艇的＂海神＂舰用燃气轮机就由航空发动机整机直接改装，而大致在同期６０年代初用于英海军＂郡＂级驱逐舰和＂部落＂级护卫舰的Ｇ６型燃气轮机就是利用航空发动机技术专门为舰用设计。后来苏联也搞了几型依靠航空发动机技术研制的舰用专用燃气轮机。不过，从全世界总的情况看，各国目前在使用的舰用燃气轮机大部分都是由航空发动机直接改装。这里面包括在世界舰用燃气轮机领域很有影响的美国通用电气公司的ＬＭ２５００舰用燃气轮机、英国的＂斯贝＂ＳＭ１Ａ和ＳＭ１Ｃ等等，它们都由航空发动机直接派生而来。因此，我一直认为，研制舰用燃气轮机主要走航空发动机改装的道路，但选使用航空发动机技术走专门发展舰用燃气轮机的道路也是可行的，两者都是可以取得成功的。一个国家发展舰用燃气轮机走什么道路还与国情有关。走航空发动机直接改装的道路，首先是要有合适的航空发动机可供改装，如果没有，当然只好走使用航空发动机技术自行设计的道路。
关于发展舰用燃气轮机的技术难点，我想不论是走航空发动机直接派生，还是利用航空燃气轮机技术自行设计，都不可回避要解决的问题，也就是技术难点问题，那就是要使得舰用燃气轮机能用于海洋环境，适于在舰上使用，即满足舰上使用条件问题。舰用条件有哪些？以航空发动机直接改装舰用燃气轮机为例，第一，首先要增加一些套件。航空发动机是没有动力涡轮的，因此，改为舰用燃气轮机后首先要增加动力涡轮，以便输出功率。还要增加进、排气管，使它能够进气和排气。还要设计箱装体，使燃气轮机能够三防（防化学、防生物、防核污染），同时解决冷却、通风、防火、防噪、防对人员灼伤。还要设计抗震机架，使燃气轮机能够抗水下冲击爆炸，同时不使自己的结构噪声传入水中，避免被敌方声呐侦听。为了防止在海洋环境下工作含盐空气不致进入燃气轮机而使燃气轮机叶片腐蚀，除需要更换材料为防腐蚀材料外，进气管还要加装过滤器。燃气轮机排气温度很高，为防敌人导弹攻击，燃气轮机的排气管还要加装消声器：引射器和红外抑制装置。除此之外，由航空发动机整机直接改装为舰用燃气轮机，还要根据该改装航空发动机的实际情况，在结构上做相应变动，如对涡轮风扇发动机顶切风扇，进行气动调整，增加支撑机架、机匣等等，增加后传动装置也是必不可少：第二，要提高使用寿命。航空发动机，特别军用航空发动机的寿命是不高的，舰用燃气轮机在改装时必须要使其寿命在海洋环境有腐蚀的情况下至少１００００小时以上；第三，在改装为舰用燃气轮机时必须要使其能在舰船颠簸，能在横摇、纵倾的情况下可靠工作；第四，应能使用柴油作燃油；第五，效率、耗油率、可利用率、可靠性、机动性、经济性、排放特性等都满足要求等等。
至于美国ＬＭ２５００舰用燃气轮机和乌克兰ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机的技术特点与优势，我简单说说。ＬＭ２５００是比较成熟的燃气轮机，已经在许多国家装舰使用近千台。几经改进提高，它目前的功率已经达到３３０００马力。ＬＭ２５００燃气轮机性能好，工作可靠，有高度的可维修性。有些ＬＭ２５００燃气轮机已经工作了１６０００多小时尚可以不用大修，可利用率达到０．９９９２以上。而乌克兰的ＵＧＴ－２５０００舰用燃气轮机是乌克兰曙光机械设计科研生产联合体采用其Ｍ８０燃气轮机降低运行参数（压比、流量、燃气初温）研制的舰用燃气轮机，而Ｍ８０是以技术成熟的Ｍ９０燃气轮机为基础，通过压气机加级和提高燃气初温发展而成。是一台使用航空发动机技术专门为舰艇设计的燃气轮机。它的单机功率也近３３０００马力，耗油率及热力参数均与ＬＭ２５００差不多，其先进性也基本上属同一等级，但此舰用燃气轮机至今还未实船使用。
记者：美国在６０，７０年代曾有个核动力舰队计划，在实施过程中发现低于一定吨位的舰艇使用核动力装置并不合适。使用核动力的水面舰艇的理想吨位应是多少才合适？
专家：关于核动力水面舰艇理想吨位这个问题不太好说，但是有一点可以肯定，就是舰艇的排水量太小使用核动力装置肯定不合适，因为在舰艇使用的反应堆在全世界都是压水堆。为了防止辐射，压水堆的周围都装有防护层，这些防护层由铅、水泥等材料构成，既大又重。如果舰艇的排水量太小了，反应堆和动力系统一、二回路所占的体积和重量必定过大，影响有效负载（如武器）的装载，因而从经济上和作战效能上都是不合适的。我记得有个数据，就是舰艇的动力系统的总重（含燃油装载量，这项对核动力舰艇当然没有）不能超过舰艇排水量的４０％，超过这个数据就是不合理的。因此，如果这个数据成立，那么在知道核动力装置的总重的情况下，其排水量应该是多少大概有一个数了。当然，这些都不是从性价比出发，而是从作战效能考虑。事实上，考虑舰艇是否采用核动力基本上都是出自战略考虑。至于性价比，划算不划算，那是次要的。
记者：舰载电子设备越来越多，对供电需求也增大，请问对舰艇动力系统提出了哪些新的要求？
专家：舰艇上的各类电子设备、探测设备现在确实是越来越多，有的水面舰艇甚至在未来还要装备电磁武器。美国的新航空母舰未来还要装备电磁飞机弹射系统和电磁飞机回收系统。对舰上的供电需求确实在日益增大，据统计，如果按单位排水量的用电量来表示这种需求的增加，那么，对驱逐舰，单位排水量电功率已经由过去的０．５６千瓦／吨增加到１．０７千瓦／吨，对护卫舰，单位排水量电功率已经由过去的０．８４６千瓦／吨增加到１．０３千瓦／吨。解决的办法当然是提高舰上电站的装机容量。例如，美海军即将新建的航空母舰ＣＶＮ２１，其电站装机容量就是它的前代、后期的＂尼米兹＂级的３．５倍。但是只用增加电站容量来解决用电量增加的问题并不是最好的办法，因为它增加了电站设备的重量，还占据舰上许多重要的空间。新出现的办法就是水面舰艇和潜艇采用综合电力系统。综合电力系统由于舰艇和潜艇的电力推进系统和日用电系统结合在一起共同使用一个电网，且推进系统需要的用电在大部分时间里没有用足，所余的相当数量电力完全可以挪用以满足日用设备的需要，特别短时和瞬时的急需，如对需要时才开动的雷达搜索、电子探测、电磁轨道炮，以及飞机弹射等等。
记者：您刚才在前面讲了许多现在水面舰艇动力两大主力的燃气轮机和柴油机的关系，以及它的单独和联合使用的适用范围，这些都比较明确了。在这方面您觉得还应当对读者再讲点什么？舰艇上还有没有其他联合动力装置在使用？
专家：前面我讲到柴油机燃气轮机的联合装置是在讲燃气轮机能否取代柴油机时，为充分肯定柴油机作舰艇动力的可用性而顺带讲的。实际上，现在在舰艇上使用的联合动力装置除柴油机和燃气轮机的联合外，还有其他一些联合装置，有些是过去用过的，如燃气轮机和蒸汽轮机的联合装置，就曾在燃气轮机发展初期的６０年代使用过。还有一种联合装置称为燃气轮机和蒸汽轮机复合装置，这是利用燃气轮机的余热产生蒸汽，用蒸汽作功推动蒸汽轮机产生功率，然后将两者联合起来产生舰船推进功率的一种有热联系的联合装置。由于它有热力联系，所以对它的称呼不称联合装置而改称复合装置以示区别。不过这两种联合装置用得都比较少，现在国外在战斗舰艇上基本都只使用柴油机或燃气轮机自己与自己联合，以及柴油机和燃气轮机两者联合。前两种联合又称为同机并车，后面这一种又称异机并车。后者有两种形式，一种称为柴油机燃气轮机交替使用装置，另一种称柴油机燃气轮机联合使用装置。这在前面都提到了。讲到这里，我觉得有必要纠正一种错误，就是现在国内乃至国外有一些人把舰艇联合动力装置概念弄混了，以为只要是在舰艇上有两种主推进动力装置在使用就是使用了联合装置，这实际上是一种误解。所谓舰艇推进联合动力装置是指舰艇在它的十根推进轴上安装了２台（或３台）发动机，这２台发动机或者是同机并车或者是异机并车。不在１根推进轴上，而在多根轴上例如３根轴上分别装同型的１种发动机和２种发动机，不能称为联合装置，应称为混合装置。这个概念不能混淆。
前面所讲的全燃、全柴动力装置都是在这个概念下定义的。下面我想讲一下一种比较新的舰船联合装置，这种装置实际上于１９９０年已经在英国海军的２３型护卫舰上使用了。只是当时不觉得，现在越想越觉得这种联合装置有点意思。这就是柴电燃（柴油机电力推进燃气轮机）联合动力装置ＣＯＤＬＡＧ。这种动力装置使用推进电力与日用电力结合在一起的综合电力系统。低速时，使用柴油机发电的电力推进，高速时，使用燃气轮机机械推进螺旋桨。这种联合动力装置有价值之处在于，第一，它使用了综合电力系统，推进用电和日用电结合在一起，电力可灵活挪用；第二，使用燃气轮机虽然不能像使用综合全电力推进系统那样有大量的推进电力可供舰上使用，但是，它仍然在没有条件取得相应功率推进电机的条件下部分地实现了舰艇综合电力系统的优点，因此这种推进方式有一定价值。目前，法国即将建造的航空母舰ＰＡ－２和法、意新造多用途护卫舰，美国的ＬＨＤ８号两栖登陆舰都准备采用这种被称为综合电力机电混合推进的联合装置。
记者：您能不能介绍一下船用柴油机的发展和使用情况？
专家：舰船柴油机具有热效率高，功率范围大，有良好的启动性和机动性，装置简单，造价低廉，技术成熟，自上世纪５０年代以来，一直广泛地在各种民用船舶和中、小型舰艇上使用。据２０００年统计，９０％的大、中型民用船舶以柴油机为主动力，而在中、小型舰艇和辅助舰艇中，以柴油机为动力的占６０％左右。
舰船柴油机按转速可分为低速、中速和高速三种，按冲程可分为二冲程和四冲程。二冲程低速柴油机只适于大型海运船舶而不适于海军舰船，适于舰船用的只有中速柴油机和高速柴油机，当然都是四冲程的。目前，国外舰船柴油机已经发展到很高水平。耗油率１９０—２２０克／千瓦时，单位功率重量２—５千克／千瓦。高速柴油机大修期８０００～１２０００小时，中速柴油机大修期１８０００～２４０００小时。
记者：可持续发展是２１世纪的主题，降低油耗和减少污染是舰船动力装置设计考虑的因素之一，国外这方面有什么进展？
专家：你问的很好。舰船动力装置在设计时无时无刻都在考虑提高效率，降低油耗，以增加其可使用性和提高燃油的利用率。这些年，环保呼声越来越高，有些国家甚至对舰船动力装置的排气排放标准进行立法，不能达到立法标准的舰船根本不允许入港。这是很正确的。柴油机低排放技术研究主要从柴油机设计、燃烧优化和机外前后处理方面人手，对柴油机的排放进行净化和控制。对燃气轮机目前是开发干式低排放和利用水或蒸汽的湿式系统，已研制出的低氮氧化物燃烧器已使氮氧化物排放减少到２克／千瓦时。
柴油机降低油耗，提高效率的措施主要是提高柴油机的强化指标，在柴油机转速和活塞平均速度受限制的情况下，提高平均有效压力。增加燃油和空气的有效密度和优化油、气混合质量，达到最佳燃烧，增加最高燃烧压力，增加柴油机作功，还要采用相继增压和一些智能化技术等等。
燃气轮机降低油耗、提高效率主要是研制新的耐高温材料，发展新的冷却技术提高燃气初温，优化通流通道，以及采用复杂循环等等。
记者：英国的４５型驱逐舰采用了全电力推进，美国的ＤＤ（Ｘ）等新一代舰艇也将采用这种推进装置，请分析一下４５型驱逐舰上使用的全电力推进装置的优点？
专家：英国海军的４５型驱逐舰采用了以ＷＲ２１燃气轮机为发电机组，以先进感应电机为推进电机和以脉冲宽度调制变换器为驱动装置的全电力推进系统。这是国外海军发展水面舰艇燃气轮机综合电力系统以来的首次实用。由于它是全电力推进，因此，４５型驱逐舰具有全电力推进综合电力系统的优点：第一，它安装的发动机少，全舰艇提供推进动力和电力的只有４台发电机组，２台功率各为２１兆瓦的ＷＲ２１燃气轮机发电组和２台功率各为２兆瓦的柴油发电机组，因为它们之间的电功率可以互相挪用；第二，运行经济性好，４台发电机组都可根据推进和日用电力的当时需要，合理地控制它们的运行，且每台发电机组都可以运行在经济工况；第三，推进电机使用的轴系很短，远远不如以前采用机械推进时所用的轴系那样纵跨几个舱室的臃肿庞杂。各发电机组可以布置的很合理；第四，所用的推进感应电机虽然比其他的如永磁推进电机尺寸小、重量大，但比机械推进系统推进部分（如轴系、轴承等附件加齿轮箱）要小得多；第五，操纵性好，其调频使用了脉冲宽度调制变换器。用这种拓扑作大功率调频可能对水面舰艇是第一次。
记者：谢谢您接受我刊的采访。