LM2500燃气轮机的功率变迁对我QC185燃气轮机发展的启示

燃机命名的由来：
    1960年，应美国海军的要求，通用电气公司开始为海军沿岸炮艇开发新型燃气轮机动力装置。为了提高新型发动机的研制速度，在空、海军战斗机上已经获得大量采用的J79涡轮喷气发动机被选中为改装的原型机。第一台LM1500——这是赋予新发动机的编号，意味着它可以提供15000马力（约11兆瓦）等级的功率——从1961年10月开始装艇进行海试，这是美国海军舰艇第一次采用燃气轮机作为动力装置。
    为了满足新一代大型驱逐舰超过30节的航速要求，其动力装置的总推进功率必须达到约10万马力（73550千瓦）；而为了保障动力装置的生命力，至少应设置两组独立的主机。这样，新舰应该设置4台同样的全工况燃气轮机作为动力，单机功率应该达到约25000马力（18387.54千瓦）。所以就叫LM2500
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第一阶段：LM2500+00:最初的25500马力(18755千瓦）级别（伯克1用的这个级别）
                       首舰直到1988年12月才安放龙骨，1989年9月16日下水，由前任CNO部长伯克的夫人命名为阿利•伯克号（USS Arleigh Burke DDG-51），并在1991年7月4日美国国庆日进入美国海军服役。

第二阶段：LM2500+20:1991年：上世纪90年代初，3万马力（22065千瓦）级别（伯克2用的这个级别）
                                第一艘伯克Flight 2是1992预算年度开始建造的第22号舰马汉号（USS Mahan DDG-72）

第三阶段：LM2500+30:1994年：LM2500的功率再次提升到33600马力（24713千瓦，此时效率37.2%)，（1994年年度预算第一艘伯克2A用的这个级别）

                                从后期Flight 1A开始，所有伯克级改用提高功率的LM-2500-30燃气轮机，总输出功率达到105000轴马力。

第四阶段：LM2500+50:1998年：新的LM2500＋型燃气轮机在1998年进行试车，功率达到了40500马力（29788千瓦），效率达到39.1%，从第8艘“马金岛”号（LHDS）用。
第五阶段：LM2500+G4:2005年：在2005年开始对新一代LM2500+G4进行试验，最大功率达到了47370马力（34841千瓦），效率进一步提高到39.3％。


资料

上世纪90年代初，通用电气公司虽然将LM2500燃气轮机的功率提高到3万马力（22065千瓦）级别，但是随着各国海军对于水面舰只主动力装置的功率要求不断提高，已不能满足日益增长的对于大功率舰船燃气轮机的要求。如今，LM2500的功率再次提升到33600马力（24713千瓦，此时效率37.2%)，但一些新研制的舰船燃气轮机已经达到甚至超过4万马力（29420千瓦）的功率级别。为此，通用电气公司决定在LM2500的基础上开发一型功率增强型LM2500，以满足4万马力级别市场的需求。新的LM2500＋型燃气轮机在1998年进行试车，功率达到了40500马力（29788千瓦），效率达到39.1%，成功捍卫了通用电气公司在船舶推进燃气轮机市场中的地位。美国海军的LHD1“黄蜂”级大型两栖攻击舰的动力装置本来采用两台共7万马力（51485千瓦）的蒸汽轮机，从第8艘“马金岛”号（LHDS）起，已经改为使用两台LM25OO＋燃气轮机推进。

为了实现输出功率的大幅度提高，与LM2500燃气轮机相比，新型的LM2500＋主要作了以下的一些改进：

增加零级压气机 在原压气机前加上装有新型宽弦叶片的零级压气机，形成新的17级轴流压气机。零级采用不锈钢整体轮盘，结实可靠，由于取消了机树型叶根，消除了一个主要的磨损区域，从而增加了使用寿命。采用了新设计的可调进口导叶，与随后的7级可调静叶相配合，能保证良好的部分负荷性能，并降低了压气机喘振的可能。

修改压气机 第1级动叶被重新设计成基于CF6-80C2叶型的更高效、更结实的宽弦叶片，去除了常规LM2500第l级动叶中部的阻尼突肩。第2、3级压气机动叶也采用了CF6-80C2/LM6000的叶型设计。新设计了零级静叶，从零到第6级静叶都是可调的，零到第11级静叶还采用了CF6-80C2/LM6000的叶型设计。

新增加的零级和修改的压气机设计，使空气流量增加了23%，达到85.8公斤／秒，压比从19.3增加到22.2，效率提高了0.5％。

修改燃气发生器涡轮 修改二级涡轮的动叶叶型以适应更大的流量，第1级动叶和静叶都采用单晶叶片。除第2级动叶外，其他叶片都升级为性能更好的的材料。修改了热力密封设计，使用CF6-SOE的密封装置。

修改动力涡轮 加强动力涡轮机匣，增加输出传动轴的抗扭能力。进入动力涡轮的流通面积加大约11%，以适应更大的流量；加强了6级动力涡轮，以输出更大的扭矩；修改了第1级动叶和静叶的叶型，以适应流量的增大；修改了第6级叶片的叶型，以便更顺畅地导出废气。

新型LM2500＋燃气轮机的升级策略，是保留并利用原有的先进设计、结构、高性能的材料和涂层，基于可靠性和高利用率，尽可能使用现有技术，采用保守、低风险的设计途径来提高功率。事实证明，通用电气公司用最小的代价达成了目标。之后，通用电气公司并没有满足于在LM2500＋上获得的成功，为了最大限度的榨取LM2500这个“年近四旬老翁”的潜力，在2005年开始对新一代LM2500+G4进行试验，最大功率达到了47370马力（34841千瓦），效率进一步提高到39.3％。LM2500+G4燃气轮机现已正式投放市场，为通用电气公司逐鹿世界燃气轮机市场尽最后一份努力。

发展趋势

从上世纪70年代初正式投入使用以来，LM2500系列燃气轮机已经销售了2000多台（包括工业和舰船），占据了世界舰船燃气轮机的绝大部分份额。目前，用于舰船推进的LM2500和LM2500＋燃气轮机的总运行时数已经超过惊人的5千万小时，这是其他任何一种舰船燃气轮机都难以企及的高度。

这一切都得益于LM2500的高性能、高可靠性和高利用率，也得益于其不断的升级改进。从最初的25500马力(18755千瓦）到G4的47370马力（34841千瓦）,LM2500连续跨越了两个功率等级的台阶，从而充分满足了客户的需求。


燃机命名的由来：
    1960年，应美国海军的要求，通用电气公司开始为海军沿岸炮艇开发新型燃气轮机动力装置。为了提高新型发动机的研制速度，在空、海军战斗机上已经获得大量采用的J79涡轮喷气发动机被选中为改装的原型机。第一台LM1500——这是赋予新发动机的编号，意味着它可以提供15000马力（约11兆瓦）等级的功率——从1961年10月开始装艇进行海试，这是美国海军舰艇第一次采用燃气轮机作为动力装置。
    为了满足新一代大型驱逐舰超过30节的航速要求，其动力装置的总推进功率必须达到约10万马力（73550千瓦）；而为了保障动力装置的生命力，至少应设置两组独立的主机。这样，新舰应该设置4台同样的全工况燃气轮机作为动力，单机功率应该达到约25000马力（18387.54千瓦）。所以就叫LM2500
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第一阶段：LM2500+00:最初的25500马力(18755千瓦）级别（伯克1用的这个级别）
                       首舰直到1988年12月才安放龙骨，1989年9月16日下水，由前任CNO部长伯克的夫人命名为阿利•伯克号（USS Arleigh Burke DDG-51），并在1991年7月4日美国国庆日进入美国海军服役。

第二阶段：LM2500+20:1991年：上世纪90年代初，3万马力（22065千瓦）级别（伯克2用的这个级别）
                                第一艘伯克Flight 2是1992预算年度开始建造的第22号舰马汉号（USS Mahan DDG-72）

第三阶段：LM2500+30:1994年：LM2500的功率再次提升到33600马力（24713千瓦，此时效率37.2%)，（1994年年度预算第一艘伯克2A用的这个级别）

                                从后期Flight 1A开始，所有伯克级改用提高功率的LM-2500-30燃气轮机，总输出功率达到105000轴马力。

第四阶段：LM2500+50:1998年：新的LM2500＋型燃气轮机在1998年进行试车，功率达到了40500马力（29788千瓦），效率达到39.1%，从第8艘“马金岛”号（LHDS）用。
第五阶段：LM2500+G4:2005年：在2005年开始对新一代LM2500+G4进行试验，最大功率达到了47370马力（34841千瓦），效率进一步提高到39.3％。


资料

上世纪90年代初，通用电气公司虽然将LM2500燃气轮机的功率提高到3万马力（22065千瓦）级别，但是随着各国海军对于水面舰只主动力装置的功率要求不断提高，已不能满足日益增长的对于大功率舰船燃气轮机的要求。如今，LM2500的功率再次提升到33600马力（24713千瓦，此时效率37.2%)，但一些新研制的舰船燃气轮机已经达到甚至超过4万马力（29420千瓦）的功率级别。为此，通用电气公司决定在LM2500的基础上开发一型功率增强型LM2500，以满足4万马力级别市场的需求。新的LM2500＋型燃气轮机在1998年进行试车，功率达到了40500马力（29788千瓦），效率达到39.1%，成功捍卫了通用电气公司在船舶推进燃气轮机市场中的地位。美国海军的LHD1“黄蜂”级大型两栖攻击舰的动力装置本来采用两台共7万马力（51485千瓦）的蒸汽轮机，从第8艘“马金岛”号（LHDS）起，已经改为使用两台LM25OO＋燃气轮机推进。

为了实现输出功率的大幅度提高，与LM2500燃气轮机相比，新型的LM2500＋主要作了以下的一些改进：

增加零级压气机 在原压气机前加上装有新型宽弦叶片的零级压气机，形成新的17级轴流压气机。零级采用不锈钢整体轮盘，结实可靠，由于取消了机树型叶根，消除了一个主要的磨损区域，从而增加了使用寿命。采用了新设计的可调进口导叶，与随后的7级可调静叶相配合，能保证良好的部分负荷性能，并降低了压气机喘振的可能。

修改压气机 第1级动叶被重新设计成基于CF6-80C2叶型的更高效、更结实的宽弦叶片，去除了常规LM2500第l级动叶中部的阻尼突肩。第2、3级压气机动叶也采用了CF6-80C2/LM6000的叶型设计。新设计了零级静叶，从零到第6级静叶都是可调的，零到第11级静叶还采用了CF6-80C2/LM6000的叶型设计。

新增加的零级和修改的压气机设计，使空气流量增加了23%，达到85.8公斤／秒，压比从19.3增加到22.2，效率提高了0.5％。

修改燃气发生器涡轮 修改二级涡轮的动叶叶型以适应更大的流量，第1级动叶和静叶都采用单晶叶片。除第2级动叶外，其他叶片都升级为性能更好的的材料。修改了热力密封设计，使用CF6-SOE的密封装置。

修改动力涡轮 加强动力涡轮机匣，增加输出传动轴的抗扭能力。进入动力涡轮的流通面积加大约11%，以适应更大的流量；加强了6级动力涡轮，以输出更大的扭矩；修改了第1级动叶和静叶的叶型，以适应流量的增大；修改了第6级叶片的叶型，以便更顺畅地导出废气。

新型LM2500＋燃气轮机的升级策略，是保留并利用原有的先进设计、结构、高性能的材料和涂层，基于可靠性和高利用率，尽可能使用现有技术，采用保守、低风险的设计途径来提高功率。事实证明，通用电气公司用最小的代价达成了目标。之后，通用电气公司并没有满足于在LM2500＋上获得的成功，为了最大限度的榨取LM2500这个“年近四旬老翁”的潜力，在2005年开始对新一代LM2500+G4进行试验，最大功率达到了47370马力（34841千瓦），效率进一步提高到39.3％。LM2500+G4燃气轮机现已正式投放市场，为通用电气公司逐鹿世界燃气轮机市场尽最后一份努力。

发展趋势

从上世纪70年代初正式投入使用以来，LM2500系列燃气轮机已经销售了2000多台（包括工业和舰船），占据了世界舰船燃气轮机的绝大部分份额。目前，用于舰船推进的LM2500和LM2500＋燃气轮机的总运行时数已经超过惊人的5千万小时，这是其他任何一种舰船燃气轮机都难以企及的高度。

这一切都得益于LM2500的高性能、高可靠性和高利用率，也得益于其不断的升级改进。从最初的25500马力(18755千瓦）到G4的47370马力（34841千瓦）,LM2500连续跨越了两个功率等级的台阶，从而充分满足了客户的需求。