从船舶推进原理的角度来说，只要功率满足，任何发动机都可以作为船舶的主机。但是我们纵观全球现役的大型水面舰艇（8000吨级以上），除去军辅类的船舶外，几乎无一例外的采用了燃气轮机或蒸汽轮机（包含核动力装置）作为主动力装置。这样，我们难免会产生疑问：难道除了燃气轮机和蒸汽轮机，就没有其它动力装置可以满足大型军舰的功率需求吗？其实你要说汽油机无法满足功率需求，那还说的过去，但是你要说柴油机，就有点说不过去了。

在大型民用船舶领域，大型低速二冲程的船用柴油机具有统治地位，它能满足小到一万吨，大到四十万吨，甚至更高的各类船舶推进功率需求。更有甚者，如“14RT-flex96C"这样的”扛把子“，在单机单桨的状态下，能把近400米长的大型集装箱船推到最高近27节的高航速。这样来看，大型低速二冲程的船用柴油机是完全能满足大型军舰的功率需求，且相较于燃气轮机和蒸汽轮机，还具有热效率高、燃油消耗率低、使用寿命长的优点。

看到了这里，大家可能更加疑惑了：既然功率满足了，为何大型水面舰艇（战斗类舰艇）不采用大型低速二冲程柴油机作为主动力？其中是存在哪些技术难点吗？为解开疑惑，笔者想简单模拟舰船动力系统选型：选用”14RT-flex96C“这款世界最的柴油机，试着把它塞入到美国的”伯克“级 “Flight 2A”型驱逐舰中去，看看到底会面临哪些问题。

在模拟之前，我们先简要了解两者的参数。”伯克“级“Flight 2A”型驱逐舰是美国”伯克“级驱逐舰“大家族”中的某一改进型，它长155.29米、型宽20.4米、吃水6.3米、满载排水量9238吨，是个十足的“大家伙”。为了推动这个“大家伙”跑到31节，在动力系统方面，选用了四具LM-2500-30燃气轮机，总功率105000马力。而“14RT-flex96C”是一款采用直列14缸设计的二冲程低速柴油发动机。该机长27.3米，高13.5米，装机总重2446吨（净重2300吨），同样也是个“大家伙”。该机最为亮眼的是：使用重油，热效率达到50%，在额定转速102转/分时，能发出近10.9万马力（80056.2Kw），能完全满足“Flight 2A”型驱逐舰的功率需求。

从动力装置布置的角度说

在功率满足了的条件下，我们首先要面临的就是布置问题，因为如果布置不下去，或者布置下去会对军舰造成严重的不利影响，那一切就白谈了。动力装置在船舶的空间和排水量上占有很大的比重，因此，动力装置的布置，对于船舶空间的利用，稳性、结构强度、生命力等将产生很大影响。为了保障船舶的稳性，一般把动力装置布置在舰船舯部底层位置。

”14RT-flex96C“是一款长27.3米，高13.5米，装机总重达2446吨的“大家伙”，加上需要预留检修空间和吊缸高度，“Flight 2A”型驱逐舰想要容下它，就必须要有一个超大空间的机舱才行。要在一个长155.29米、宽20.4米、吃水6.3米（无型深数据，只能用吃水代替）的舰体里做出一个超大空间的机舱的结果就是：机舱贯穿多层甲板，形成一个大开孔的形式，将严重降低舰体的总纵强度，加上”14RT-flex96C“单机质量大，造成载荷集中，更是雪上加霜。

而反观“Flight 2A”型驱逐舰原有的主机——LM-2500-30燃气轮机，箱装体积：长8米、宽2.7、高3.1，自重6吨左右，四台总重也就在24吨左右，却拥有超10马力的功率。同时，它们体积非常小，可以轻易的布置到机舱里去。这样的好处显而易见了：通过两两一组，布置在两个机舱里，可以不需要为了扩大机舱空间，去破坏连续的甲板和结构，提高了舰艇的强度；而分散的布置又可以提高舰船动力系统的生命力。

到这里可能有人好奇，蒸汽轮机动力装置的功率密度比柴油机要小的，理论上体积会更大，为何我国只有3000多吨的“051”型驱逐舰可以塞下7.2万马力的蒸汽轮机动力装置？说起来同功率下蒸汽轮机动力装置的整体体积确实比柴油机大，但是它有个特点：整个动力装置不像柴油机是个整体，而是由多个分散的部分构成，因此，在实际布置中，可以“平摊化”，分散布置，充分利用空间。如，可以把动力锅炉布置在专门的锅炉舱，冷却装置布置在汽轮机组旁边的空余空间里，把各种辅助设备塞到各个角落里。当然，这样做的结果是，机舱被塞得满满的，检修维护起来非常困难。

从动力装置生命的角度说

事实上，从动力装置布置的角度来说 ，把”14RT-flex96C“塞入“Flight 2A”型驱逐舰的方案已经可以“毙掉”了。但是为了使文章具有可读性，以及从更深层次的面来探讨舰船动力系统选型问题，笔者把问题引入到动力装置的生命力中来。在军用舰艇中，动力装置的生命力一直是考虑的重点，通常提高动力装置生命力的做法是：采用多轴多桨、多主机，多机舱、独立动力系统等方法。而”14RT-flex96C“船用低速柴油机，单机就能满足”伯克“级”Flight 2A“型驱逐舰的推进功率需求，这样动力系统将过于集中，这会大大降低动力装置的生命力和可靠性。倘若为了生命力要求，采用两台5万马力的低速柴油机或单机分车模式，又增加了动力系统的复杂程度和布置难度。（注：两台5万马力的低速柴油机的布置空间，远比单台”14RT-flex96C“大）

从船—机—桨的匹配说

从“船—机—桨匹配”的角度说则是把问题引入到了一个更宽泛的范围，因此，我们可以在民用船舶和军用船舶两个大范围内来对比。从民用船舶的“船—机—桨匹配”来说，现有大型船舶的主流做法是：采用低速柴油机去直接驱动（无减速齿轮箱）大直径的低速螺旋桨，以简化系统，提高传动效率和推进效率。如“14RT-flex96C”船用低速柴油机的应用为例：该柴油机直接驱动一个直径近十米的螺旋桨，在每分钟不到一百转的转速下，能推动近400米的大型集装箱船跑到25节以上。

而反观军用舰艇，受吃水限制（”伯克“级”Flight 2A”型驱逐舰的吃水为6.3米），无法设置大直径的螺旋桨，为了获得足够的推力和提高生命力，只能采用多桨和提高转速。“14RT-flex96C”船用低速柴油机的最高转速只有102转/分，达不到军舰螺旋桨高转速的要求，这样就不得不在传动系统上增加增速齿轮箱，这样做显然是违背了设计低速柴油机来降低转速，简化系统，提高效率的初衷。

关于为何不选用中、高速柴油机

长期关注笔者文章的笔者知道，相较于中、高速柴油机，低速柴油机的尺寸要大很多，可能就有人要问了：为何不采用中、高速柴油机做舰船主机呢？事实上，低转速造成柴油机尺寸变大的同时，也提高着柴油机的单机功率，这也就是为何低速柴油能造出10马力的“巨兽”。而反观中、高速柴油机，据笔者了解，功率最大的高速柴油机不到10MW，中速柴油机为20MW。这样看，显然是无法满足大型军舰的功率需求。可能还有人不甘心，觉得为何不多用几台呢？其实达到20MW的中速柴油机的体积一点都不小，且要满足“Flight 2A”型驱逐舰的功率需求，需要四台，这样体积质量的占比过大，将会给舰艇带来比”14RT-flex96C“更严重的不利影响。因此，我们只看到柴油机在大型军舰的柴—燃联合动力装置中作为巡航机组使用。

结语

事实上，舰船动力系统的选型远比笔者文章中讲的要复杂的多，但就笔者这个简单版的，除了能让读者们简要了解到舰船动力系统的选型，仍能让读者们知道是由布置、生命力、“船—机—桨匹配”等多个因素制约了大型低速柴油机上舰。如果细细品读，我们还会发现这些影响因素自身又是交叉影响。如，布置影响着生命力，生命力又影响着“船—机—桨匹配”，而“船—机—桨匹配”又影响着布置。这是否像极了我们生活中的小道理呢？对待任何事物，都不应该只考虑单一因素，而是要从多个方面综合考虑，才能得到最理想的结果。

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作者：小船人的梦想 2019年8月14号