當(dāng)今的現(xiàn)代化軍艦驅(qū)動動力主要可劃分為常規(guī)動力和核動力,核動力作為軍艦的動力核心盡管優(yōu)點諸多,可有一個缺點是不容忽視的,那就是造價昂貴。
核動力的貴體現(xiàn)在多個方面,于是常規(guī)動力成為了當(dāng)今不少國家軍艦的最佳選擇,常規(guī)動力軍艦的重要裝置-燃氣輪機,在價格上不及核動力軍艦的核反應(yīng)堆,技術(shù)上卻是與核反應(yīng)堆制造難分伯仲。
燃氣輪機是制造業(yè)的皇冠之一,已經(jīng)成為制造業(yè)公認的一個事實,原理十分簡單的燃氣輪機,想要制造卻是非常困難,它考驗著一個國家的整體工業(yè)制造水平。
面對這樣一個難題,中國相關(guān)技術(shù)人員在經(jīng)歷了長時間的摸索后,終于在技術(shù)上有了突破,成功制造出了國產(chǎn)重型燃氣輪機,那么中國究竟是如何突破這個工業(yè)皇冠技術(shù)的呢?
一、從材料入手的研制
無論是在能源供應(yīng)領(lǐng)域還是在軍事裝備動力領(lǐng)域,燃氣輪機都是一種必不可少的設(shè)備,不過如此重要的設(shè)備,卻是工業(yè)制造領(lǐng)域的皇冠,沒有一定的工業(yè)實力根本無法實現(xiàn)制造燃氣輪機。認識到燃氣輪機制造的難度后,很多國家望而卻步,可中國卻敢于直面自己的工業(yè)短板,在一片技術(shù)空白的情況下,開始研制燃氣輪機。
燃氣輪機在原理上非常簡單,有些類似于航空發(fā)動機,渦輪結(jié)構(gòu)上甚至與航空發(fā)動機的組件一樣,屬于依靠燃料形成燃氣后,轉(zhuǎn)化成動力的裝置,這種看似簡單的原理卻在工業(yè)制造上體現(xiàn)出了極高的難度。
要想解決燃氣輪機的制造問題,首先要解決的就是材料問題。燃氣輪機在工作時,所要達到的溫度是1500攝氏度以上,如此高的溫度對于燃氣輪機的制造材料提出了考驗,如果單純地采用耐高溫金屬材料,那么在長期的高溫工作環(huán)境下,相關(guān)的金屬材料肯定會因為高溫而出現(xiàn)變形,長期以往就會影響到燃氣輪機的工作效率。
于是如何解決高溫隔熱材料問題就成為了燃氣輪機的制造基礎(chǔ),為此中國相關(guān)技術(shù)人員從隔熱涂層和耐高溫金屬材料,這兩個方面入手。
經(jīng)過十余年的技術(shù)摸索,中國在耐高溫金屬材料上取得了重要突破,同時為了燃氣輪機的制造,還開發(fā)出了陶瓷熱障涂層,以防止關(guān)鍵金屬結(jié)構(gòu)因為高溫出現(xiàn)的變形現(xiàn)象。有了材料上的技術(shù)進步,讓中國有了制造燃氣輪機的技術(shù)基礎(chǔ)。
二、制造工藝上的飛躍
與航空發(fā)動機一樣,燃氣輪機的制造還有一個難點,這就是在核心部件的制造和生產(chǎn)上,燃氣輪機的渦輪葉片的制造可謂是非常考驗一個國家的機床的技術(shù)能力,早年一些西方國家在數(shù)控機床的幫助下,完成了渦輪葉片的制造。
不過當(dāng)時的中國因為電子元件落后,沒有搭上數(shù)控機床發(fā)展的班車,盡管國內(nèi)的機械機床技術(shù)并不落后于西方國家,可是對比數(shù)控機床的生產(chǎn)精密度,機械機床自然是要差很多的了,正是因為在機床上的差距,讓中國一度無法完成在渦輪葉片上的生產(chǎn)和制造。
為了突破這個固有的弱項,中國采用了自主研制的數(shù)控機床,通過在數(shù)控機床上一點一點的技術(shù)積累,中國終于有了能夠生產(chǎn)關(guān)鍵零部件的能力。于是在國產(chǎn)燃氣輪機的制造上,不少零部件都是出自于國產(chǎn)數(shù)控機床的加工和制造,這也是中國整體工業(yè)水平提高的體現(xiàn)。
完成了在材料研制和工業(yè)生產(chǎn)兩個方面的努力后,中國在國產(chǎn)燃氣輪機的制造上,實現(xiàn)了核心部件百分百國產(chǎn)化,這讓國產(chǎn)燃氣輪機G50實現(xiàn)成功點火后,立即讓它在多個方面上成為了頂梁柱。
首先就是能源方面,燃氣輪機作為燃氣發(fā)電機組的核心部分,投入發(fā)電后,便能夠減輕中國對火力發(fā)電的依賴,這對于減少碳排放可謂是起到了十分積極的作用。
其次就是在航母的動力心臟上,國產(chǎn)航母此前都是引進國外的燃氣輪機作為軍艦的動力核心,不過在國產(chǎn)燃氣輪機實現(xiàn)成功點火后,中國軍艦也將陸續(xù)安裝上國產(chǎn)的燃氣輪機,這讓中國航母的心臟病問題可謂是迎刃而解。
當(dāng)國產(chǎn)航母的動力核心問題解決后,004型國產(chǎn)航母便有望裝上國產(chǎn)的燃氣輪機,同時也讓中國實現(xiàn)了國產(chǎn)航母在未來的陸續(xù)下水,可見國產(chǎn)燃氣輪機實現(xiàn)技術(shù)突破后對中國軍事發(fā)展的影響之深。
中國在燃氣輪機上的技術(shù)短板可謂是困擾多年的問題,實現(xiàn)技術(shù)突破的過程也絕非一蹴而就,相反這是中國一點一點摸索而來的。
于是這讓中國實現(xiàn)燃氣輪機國產(chǎn)化的過程堪稱實現(xiàn)技術(shù)突破的經(jīng)典,從材料研發(fā)到工業(yè)制造的突破,無處不體現(xiàn)了中國在工業(yè)制造領(lǐng)域的高投入,正是數(shù)十年如一日的投入才有了國產(chǎn)燃氣輪機的制造成功,可謂是意義深遠。
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