ship power plant
jianting dongli zhuangzhi
舰艇上用于提供推进动力和能源的机械、设备和管路系统的总称。包括主动力装置、辅助装置和辅助机械。
舰艇主动力装置，由主机、传动装置、轴系和推进器等组成(见图)。用以产生和传输动力推进舰艇运动。舰艇辅助装置和辅助机械，主要有舰艇电站、空气压缩机，辅助锅炉、泵等机械和装置，用于为舰艇设备提供电能、压缩空气、动力水和生活用水等。
舰艇主动力装置布置图
1．主机装置 2．轴系 3．传动装置 4．发电机组 5．推进器
分类 舰艇动力装置按所采用的主机类型，分为：①舰艇蒸汽动力装置。由锅炉和蒸汽轮机组成。锅炉产生工质(蒸汽)，推动蒸汽轮机转动作功产生动力。其功率大，可靠性高，寿命长，可燃用劣质燃油。但装置的重量重、尺寸大，燃料消耗率较高，起动及备航时间较长。多用于大、中型水面舰艇，如航空母舰、巡洋舰、驱逐舰等。②舰艇柴油机动力装置。以柴油机为主机，其燃油消耗率低，起动加速快，能正反转运行，机动性好，对运行环境条件变化的适应性好，抗冲击能力强。但单机功率较小，振动和噪音较大。多用于中、小型战斗舰艇和勤务舰船，如常规动力潜艇、护卫舰、扫雷舰、猎潜艇、导弹艇、鱼雷艇、军事运输船、航行补给船、防险救生船等。③舰艇燃气轮机动力装置。以燃气轮机为主机，其装置功率大，重量轻，尺寸小，起动及加速快，机动性好。但燃油消耗率较高、经济性较差。多用于轻型航空母舰、巡洋舰、驱逐舰等水面舰艇。④舰艇核动力装置。由核反应堆及蒸汽轮机等构成。其装置功率大，核反应无需空气，适用于潜艇及航空母舰、巡洋舰等大型水面舰艇。⑤舰艇电力推进装置。以推进电动机为主机的动力装置。由汽轮机发电机组，或燃气轮机发电机组，或柴油机发电机组和推进电动机等构成。其特点是能量可以储存，用推进电机推进时噪声及振动小。多用于常规潜艇及反潜舰艇。⑥舰艇联合动力装置。由两种不同类型或型号的主机所组成的动力装置。其优点，能发挥每型主机的特性，满足舰艇在不同航行工况对动力装置的要求。主要有柴－燃联合、蒸－燃联合、燃－燃联合、柴－电联合等动力装置。多用于驱逐舰、护卫舰、导弹艇及潜艇等。
工作原理 舰艇主机可分为热力发动机和核动力装置两大类。基本原理是：利用蒸汽、燃气和水等工质吸收舰艇携带的化学燃料燃烧或核燃料裂变释放出来的热能，由主机将热能转变为机械能作功，经传动装置带动推进器以推进舰艇。热力发动机是以煤及石油产品为燃料，燃料与空气混合燃烧，使化学能转化为热能，燃烧后形成的高温高压工质在发动机内膨胀，使热能转化为机械能。按工质的形成方式不同，分为内燃机和外燃机。内燃机，是在发动机内部燃烧形成工质，如柴油机、燃气轮机等；外燃机，是在发动机外部经锅炉形成工质，如蒸汽轮机等。根据主机主要机件的运动形式不同，分为往复式发动机，如蒸汽机、柴油机等；回转式发动机，如蒸汽轮机、燃气轮机等。热力发动机根据工程热力学的基本定律，由数个热力过程按一定的次序在发动机内组成工作循环，实现能量的转化。柴油机的工作循环由两个等压过程、一个等容过程和两个绝热过程组成，称为狄塞尔循环；燃气轮机的工作循环由两个等压过程和两个绝热过程组成，称为布雷顿循环；蒸汽动力装置的工作循环由两个等压过程和两个绝热过程组成，称为郎肯热力循环。核动力装置，是在核反应堆中通过核裂变，使核能转化为热能，通过工质(蒸汽)推动汽轮机转化为机械能。
性能要求 对舰艇动力装置的战术技术性能要求，主要是：功率密度大，能在有限的舱室容积和重量限制下，发出舰艇航行所需的功率；燃料消耗率低，能在预定的燃料装载量的条件下，增大舰艇的续航力；机动性好，启动、加速、正倒车转换等操纵灵活，所需的时间短；可靠性高、可维修性好、生命力强，在服役的全过程中完成规定功能的能力强，寿命长；隐蔽性好，振动小、噪声低、红外辐射少。
简史 舰艇最初使用人力、风力推进。19世纪初，风帆战舰开始向蒸汽舰艇过渡。1815年，美国建成第一艘以往复机为动力的军舰“德莫洛戈斯”号。1870年，中国福州船政建成用卧式往复蒸汽机为动力的兵船“湄云”号。到19世纪末，出现蒸汽轮机。1897年，德国研制成功柴油机。1903年，俄国制成第一台船用柴油机。1908年首次将柴油机装在潜艇上。1947年，英国首次将燃气轮机装在炮艇上。1955年，美国建成世界上第一艘装有压水反应堆的核动力潜艇“鹦鹉螺”号。1966年，英国首先采用不同型号的燃气轮机组成全燃联合动力装置，装于护卫舰。20世纪60年代开始，柴－燃联合动力装置用于中小型水面舰艇。90年代初，中国在驱逐舰上装备了柴－燃联合动力装置。
发展趋势 热力发动机将进一步提高工作参数、提高循环热效率、增大输出功率、降低燃料消耗率；采用新型结构及材料，提高可靠性和寿命；实现机电一体化，采用计算机技术，提高操纵、状态监测、故障诊断的自动化程度；应用减振、降噪技术，提高舰艇的隐蔽性；创造新型动力机械，开发新的能量转换和推进技术，如热气机(斯特林发动机)、超导电机、燃料电池、磁流体推进等。
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