艦艇動力系統

保障艦艇運動和所需能源的機械、設備和管路的統稱。任務是提供全艦所需的推進動力和電力，以保障艦艇航行、作戰和日常生活。包括常規動力系統和核動力系統，但主要指常規動力系統。

艦艇常規動力系統中，機械重量加燃油重量一般占艦艇排水量的23%～40%，機艙長占艦船設計水線長的25%～33%，機電人員占全艦人員的20%～30%。有艦艇的“心臟”之稱。其性能對艦艇綜合性能有重大影響。主要特點是：從研製、建造到使用的周期較長，一型動力系統從設計、建造到使用退役，一般要經歷30～40年；使用環境惡劣，運行工況範圍寬；機型多，批量少。不同類型的艦船根據使命任務和作戰使用要求可選用不同的動力系統。

艦艇最早使用的是往復蒸汽機推進裝置。1815年，美國建成第一艘以往復蒸汽機為動力的軍艦“迪莫洛戈斯”號。1870年，中國福州船政局建成“湄雲”號兵船，採用臥式往復蒸汽機，功率235千瓦。往復蒸汽機有功率小、重量大、燃料消耗率高等缺陷。到19世紀末，蒸汽輪機推進裝置出現，並逐漸取代往復蒸汽機。1897年，德國研製成功柴油機，其熱效率高，重量較輕，較快地在艦艇上得到廣泛套用。第二次世界大戰後，燃氣輪機和核反應堆相繼研製成功。1947年，英國首次將G1燃氣輪機安裝在MGB2009高速炮艇上，由於燃氣輪機功率大、重量輕、結構緊湊，很快在艦船上推廣使用。美、英等國都宣布在艦船上實行全燃化的動力政策。1954年，美國建成第一艘核動力潛艇“鸚鵡螺”號，核動力在核潛艇和航空母艦等大型艦艇上採用。艦艇電力推進早在第二次世界大戰期間就曾流行一時，戰後，由於傳動齒輪加工技術和發動機技術的進步，大部分水面艦船仍採用機械推進裝置。而電力推進裝置當時存在的笨重、效率低、成本高等問題沒有較大改善，因而電力推進較少被採用。隨著電力電子器件、高功率密度電機及其控制技術的發展，艦艇電力推進系統發展很快，其套用情況發生了根本性變化。除常規潛艇普遍採用外，勤務艦船、戰鬥艦艇也開始採用綜合電力推進系統。

主要包括推進裝置、發配電裝置、電力變換裝置、儲能裝置、輔助裝置和輔助機械等。①推進裝置（又稱主動力裝置）。用於產生和傳輸推進動力，推動艦艇運動。由發動機（又稱主機）、傳動裝置、軸系和推進器等構成。工作原理是：利用蒸汽、燃氣和水等工質，吸收艦艇攜帶的化學燃料燃燒或核燃料裂變釋放出來的熱能，由發動機將熱能轉變為機械能（或再由發電機轉為電能，由推進電機將電能再轉變為機械能）做功，經傳動裝置、軸系，驅動推進器以推動艦艇運行。根據工作原理和類型的不同，可分為艦船蒸汽推進系統、艦船柴油機推進系統、艦船燃氣輪機推進系統、聯合推進系統、艦船核動力系統和綜合電力推進系統等。蒸汽輪機單機功率大，可達5.145萬千瓦，曾廣泛用於大、中型水面艦船。高速柴油機單機功率最大可達0.9萬～1萬千瓦，中速柴油機單機功率3.492萬千瓦，為中、小型水面艦船和常規潛艇採用。燃氣輪機單機功率最大可達5萬千瓦，廣泛用於大、中、小型艦船。核動力單機功率5.5萬千瓦，適用於核潛艇和航空母艦等大型水面艦艇。聯合推進裝置由相同和不同類型、機型的多台發動機組成，能發揮每型發動機的優點和特性，較好地滿足艦艇不同航行工況下對動力系統的要求，已廣泛用於多型艦艇。綜合電力推進系統將全艦所需的能源以電力的形式集中提供，統一調度、分配和管理，把艦艇推進系統與電力系統融合為統一體，能全面滿足新型艦船發展對其提出的要求，更加廣泛用於多型艦艇。②發配電裝置。用於產生電能及將日常電能傳送到艦艇各個用電設備。包括原動機和發電機組成的發電裝置和電能傳送系統。③電力變換裝置。根據電能的不同規格要求改變電制、電壓和頻率的裝置。包括變壓器、變換器等。④儲能裝置。用於故障狀態下為重要負載提供短時電能，保證供電連續性。包括蓄電器儲能、電容儲能、超導儲能和飛輪儲能等多種儲能形式。⑤輔助裝置和輔助機械。用於向艦艇設備提供壓縮空氣、動力水、生活用蒸汽等。主要有空氣壓縮機、輔助鍋爐、泵等機械和裝置。

艦艇動力系統

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