用柴電機組取代原本蒸汽機組,除了功率差距巨大,還有一堆其它問題。
柴電系統並聯調速和負載均衡控制,國內沒有成熟的船用電控系統;
左右舷分別使用不同的動力系統,要麼在駕駛室內安裝兩套控制系統,要麼使用計算機調控的聯合控制;
大功率柴油發電機組的振動,與航母船體固有頻率可能的耦合;
為匹配現有裝置,左舷螺旋槳和軸系需要改裝。這一改,就會與右舷螺旋槳存在流體干擾,導致推進效率下降,航速預估會折減 0.8到1節;
拆除鍋爐後,艙段大量加裝柴油發電機組、整流櫃、電機,導致艦體重心下移,吃水微量增加,阻力小幅上升,再折減0.5節。
而且,柴電機組長時間滿負荷發熱嚴重,連續衝刺上限只有約2小時,不適合長途高速航行。
堡壘號只靠右舷蒸汽動力,最高航速能達到22節左右。
單側換裝柴電後,以高盧貨為基礎,綜合所有條件紙面計算,聯合航行速度,最大也不過23節多一點……
只靠右舷蒸汽動力,最高航速22節。左舷加裝柴電後,聯合航行速度23節多一點。
有些反直覺?
船舶阻力特性核心:阻力近似和航速三次方成正比。
艦船阻力立方定律
馬力最大航速是28節,單側馬力22節。使用高盧的柴電,最大輸出9790馬力,能跑到14.2節。
馬力加9790馬力,理論最大航速是24.3節。算上兩側螺旋槳擾動和吃水輕度加深,最大航速理想狀態下勉強能夠到23.5節。
使用國產方案,最大輸出7060馬力,能跑到12.8節。左右舷聯合動力,理論最大航速大概23.91節。
因為裝置更重,吃水還要稍微再深一點點,實際最大航速大概22.9節……
既然這樣,改柴電的意義在哪?
柴電動力響應迅速,出港、入港動力調整靈活。
最關鍵的是,冷機備航反應迅速。
柴油發電機組冷啟動只需要10到30分鐘,電機零轉速起步,給電立刻帶動螺旋槳。
極端緊急情況下,單臺柴油機9秒就能輸出額定電力。
而蒸汽輪機,冷啟動得全鏈路分段逐步升溫,需要5到10小時。鍋爐小火保溫狀態下熱啟動,最快也要1小時才能拉滿功率。
單靠柴電驅動,十幾節的航速雖然不快,但能船動起來了。可以一邊低速航行或緊急機動,一邊等待蒸汽輪機完成預熱。
常規近海游弋,聯合巡航,只靠蒸汽動力就已經足夠了。柴電系統輸出的電力,能夠用於海水淡化,還能保障全船電力供給。
剛好可以彌補材料學和工業加工能力不足,艦載發電站達不到預設功率的問題……
新的問題來了,高盧人的裝置昂貴。
而且,全船按照設計修繕升級,需要進口的可遠不止動力系統。
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