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6up美海军研究未来使用旋转爆轰发动机可行性(图

2021-02-02 21:51

  中新网11月7日电 据中国国防科技信息网报道,美国海军对于利用燃气轮机推进有着十分强烈的依赖性,6up海军方面也一直在寻找提高这类发动机燃油燃烧效率的新方法。海军研究实验室(NRL)的科学家目前正在研究旋转爆轰发动机(Rotating Detonation Engine, RDE)的复杂物理原理,旋转爆轰发动机可通过减少燃气轮机的燃油消耗量从而节省大笔经费。

  美国海军的多数飞机采用燃气轮机进行推进,其发动机的基本原理和民用飞机所使用的发动机相似。同时,海军还依赖燃气轮机发动机为大量军舰提供动力和电力。

  即便未来的军舰都采用“全电力”推进系统,这些军舰仍然需要燃气轮机来提供推进系统和其他关键系统所需要的电力。所以,研发出一种既能够满足海军作战舰艇的需求,同时还能够提供燃料高效利用率的发动机,成为研究人员的首要任务。

  美国海军认为燃气轮机对其有吸引力,其原因在于燃气轮机体积小、功率大、完全独立,且便于维护。美国海军目前所使用的燃气轮机基于布雷顿热力学循环,空气在发动机压缩并于燃油混合,在恒压下进行燃烧,并输出推进动力或电力。为显著提高燃气轮机发动机的性能,研究人员需要跳出布雷顿循环来研发新的、更具创新性的替代方法。

  海军研究实验室的科学家认为,在燃气轮机中使用爆轰循环来替代布雷顿循环是一种可行的办法。海军研究实验室在过去十年里一直在从事爆轰发动机的相关研 究,并在脉冲爆轰发动机(Pulse Detonation Engine, PDE)的研究方面取得了不错的成绩。

  旋转爆轰发动机利用爆轰循环,可使燃气轮机发动机获得更高的燃油效率。海军研究实验室的科学家已经在此前常规爆轰研究的基础上建立起了旋转爆轰发动机的仿真模型。科学家认为,旋转爆轰发动机可将输出的动力提高10%,同时还可降低25%的燃油消耗量。

  目前,总计有约430套燃气轮机发动机装备在海军129艘各类舰艇上。这些发动机每年所消耗的燃油量总价值约为20亿美元。利用旋转爆轰发动机技术对这些发动机进行改装后,研究人员预计海军每年将在燃油方面节省经费3亿到4亿美元。(中国船舶工业综合技术经济研究院 宋磊)

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