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[PICTURE SHARE] 中国海监“旗舰” ------“海监83”

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发表于 2005-8-27 10:39:17 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 上海
8月13日,我国首条自行设计,配备全电力推进Azipod系统的科学考察船成功交船。该船是中国目前设备最精良的,集执法、监督、考察为一体的船体。

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 楼主| 发表于 2005-8-27 10:43:11 | 显示全部楼层 来自 上海

中国海监“旗舰” ------“海监83”

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据了解,这条“中国海监83号”是第一条完全由国内自主设计,采用紧凑式吊舱电力推进装置及I级动力定位系统的3000吨级科学考察船,由江南造船集团建造,总体系统设计由708所承担,服役于国家海洋局南海监队。

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 楼主| 发表于 2005-8-27 10:44:22 | 显示全部楼层 来自 上海

中国海监“旗舰” ------“海监83”

该考察船采用的是由ABB提供的吊舱式全电力推进系统Azipod,与常规推进相比,它能带来10%到15%的燃油节约,另外它还有噪音少、震动小、操作灵活的优点。目前作为一项世界领先的船舶技术,它已在豪华邮轮、破冰船、工程船等多种船型上有着广泛的应用。该技术在中国的发展前景也将非常广阔,作为一个新兴的发展趋势,相信国内将会有更多的液化天然气船、大型集装箱船、高速渡轮和海洋工程船陆续采用电力推进的方案。

同时,“中国海监83号”也是目前为止,中国建造难度最大,设备最精良的考察船,将交付国家海洋局南海监队使用。国家海洋局领导在“中国海监83号”的交船仪式现场表示:“这艘科考船可以说是21世纪中国海洋监察考察队伍中的精品之作,出色的电力推进和灵活的操作将给我们一流的硬件支持,大大增强我们的海洋监管能力。我深信考察船将领衔我们的监察舰队,一举使得我国的海洋管理达到国际先进水平。”

对于科考船的成功,船舶设计院和江南造船(集团)公司也都付出了巨大的努力。鉴于该船在操作上有独特的操作性能,ABB还将给船员安排相应的培训,并辅以完善的后续服务以确保整个项目的圆满成功。ABB船舶部是一个全球化组织,其两个技术中心分别设在挪威与芬兰,并在世界各地设有十四个分支以就近为船厂和船舶运营商提供本地服务。作为全球电力推进领域的技术与市场领导者,ABB船舶部主要服务于高端专业船舶市场,目前ABB船舶部在中国设有市场销售部,项目工程部和售后服务部三大部门,并已在大连,天津,上海,广州,香港等五大城市设立了分支机构。除此次顺利完成“中国海监83号”项目外,ABB船舶部还将为目前在建的国家铁道部重点项目“烟台-大连火车轮渡船”,浙江船厂在建的10艘油田供应船提供全套电力推进系统。此外,由沪东中华船厂承建的我国首艘天然液化气船也将采用ABB船舶部提供的整套中压配电系统。

链接:“中国海监83号”有关参数

船级: CSA 5/5 Look out vessel, Ice Class B

船长: 98米

型宽: 15.20米

设计吃水: 5米

设计排水量: 3400吨

推进方式: 柴油机-电力推进

航速: 18节
 楼主| 发表于 2005-8-27 10:49:12 | 显示全部楼层 来自 上海

国外舰艇推进技术新进展

船舶和海军舰艇推进系统,无论是蒸汽动力装置、燃气轮机动力装置、柴油机动力装置、电力推进装置,还是喷水推进装置,虽然都非常成熟,但在近几年仍取得很大进展。其中,最值得关注的有两件事。其一是功率为29000hp的中间冷却回热燃气轮机在2000年年底开始3150小时的耐久试验,这标志着WR-21舰用燃气轮机将很快装舰使用,同时,对民用船舶来说,也可以得到一型性能非常优良的燃气轮机。其二是综合电力推进系统决定在美海军DD-21“朱姆沃尔特”级驱逐舰上使用,这标志着适于舰用的综合电力推进系统已经发展成熟,海军水面舰艇即将开始由以前长期采用的机械推进装置向综合电力推进装置过渡,并将10年前(1990年)英国海军在23型护卫舰上采用的柴油机电力推进+燃气轮机机械推进的CODALG方式向前极大地推进了一步。民用船舶与舰艇电力推进系统和综合电力推进系统的发展也带动其他推进系统的发展。吊舱推进系统就是这种发展的直接结果。以下分别叙述在最近几年民用船舶和舰艇推进系统发展的几个方面。

一、WR-21舰用燃气轮机的发展进入最后阶段

罗尔斯·罗伊斯公司和诺思罗普·格鲁曼公司1991年开始研制的WR-21中间冷却回热燃气轮机已于2000年2月完成美国海军、英国海军和法国海军投资的全尺寸发展计划的发展。作为已完成的发展工作的一部分,WR-21舰用燃气轮机已累计点火试验2100小时,包括1998年在英国皮斯托克实验站的500小时耐久试验和1999年底在美国费城海军实验站的500小时耐久试验。

2000年11月底开始的3150小时耐久试验是WR-21舰用燃气轮机计划的最后阶段,是根据美、英和美、法间的谅解备忘录决定的。由于此试验涉及到三个国家的最后合格性认定,因此,此3150小时的耐久试验称为合格耐久试验,完全按运行图在法国舰艇建造局的安德尔特试验站进行。此试验的最后完成时间为2002年初,继而进行抗冲击试验。所有这些试验完成后,WR-21舰用燃气轮机将取得符合美国海军标准的准用资格,从而准许投入使用。由于世界上其它国家海军的准用资格相当和低于美国海军标准,因此,这些试验完成后,WR-21同时也取得其它国家海军的准用资格。

WR-21舰用燃气轮机是海军舰艇使用的第一型中间冷却回热燃气轮机,是本世纪舰艇上要使用的重要机组,其生产型机可能会比设计的还好,每年节约的燃油可能会由现在的25%提高到最后生产型的27%,因此会有非常广泛的用途。在水面舰艇上,目前明确宣布要使用WR-21的舰是英国海军的45型驱逐舰,即45型驱逐舰将是WR-21舰用燃气轮机的第一个用户。45型驱逐舰可能建造12艘,首舰将在2007年服役,采用WR-21机械推进。

二、舰艇综合电力推进系统的研制进展明显

美海军分为三个阶段进行发展的综合电力推进系统自1988年开始研制以来,已完成小比尺预研阶段。全尺寸预研的第一阶段已于1999年7月完成,第二阶段已在2000年开始。发展了许多适于各种水面舰艇,包括航空母舰在内的各种综合电力推进系统模块,如发电模块、推进电机模块、输配电模块、电力变换模块和监控模块。作为第三阶段的全尺寸工程研制已经开始启动。美国海军最近决定,总数共32艘的DD-21“朱姆沃尔特”级驱逐舰将采用综合电力推进系统(美海军称综合全电力推进系统)。发电机组的原动机可能采用LM-2500燃气轮机,其后再采用WR-21舰用燃气轮机。DD-21级驱逐舰的首舰计划于2009年服役。

美海军核潜艇采用综合电力推进系统已提上日程。美海军称,美海军新造“弗吉尼亚”级核潜艇的后续艇将采用综合电力推进系统,并将在2015年开始入役。

美海军新一代航空母舰CVN(X)级由于将使用飞机电磁弹射系统和飞机电磁回收系统,以及由其综合电力推进系统的研制准备看,已基本上可以肯定要采用综合电力推进系统。但CVN(X)级航母是核动力的,因此,发电机组的原动机将采用蒸汽轮机。纽波特纽斯船厂最近已从美海军接到价值1.75亿美元的合同,为下一代CVN(X)航母发展主汽轮发电机和设计主推进动力装置。

英国海军在2000年与罗·罗和沃·桑公司签订了一项电力推进舰的设计分析合同,研究有关技术和电力系统的结构。

英国国防部在2000年8月与法国签署了共同开发水面舰艇电力推进技术的协议,将花1900万英镑建造一艘电力推进试验舰。试验舰的试验将在2003年左右完成。如果试验成功,英国防部将考虑对英国海军进行综合电力推进系统的全面换装。

此外,英、美海军还决定合作,利用英海军三体舰的试验舰“海神”号作综合电力推进系统的试验。“海神”号三体试验舰已在2000年5月开始海试,预计在2002年至2004年开始作综合全电力推进系统的试验。

法国海军已原则决定在未来舰艇上使用综合电力推进系统。有关厂,如热蒙工业公司,已作了有关的技术准备。热蒙公司还与法国舰艇建造局合作,评估了水面舰艇使用20MW径向磁通永磁电机和吊舱推进系统的可行性。

德国也积极研制综合电力推进系统。德国MTG船舶技术公司已代表德国防部完成一艘3000吨小水线面双体电力推进试验舰的设计研究。试验舰由蒂森北海船厂建造,已在1999年投资。该舰由法国热蒙工业公司的径向磁通永磁电机推进,试验未来的全电力推进系统。

三、民船、舰艇有可能在今后更多地采用喷水推进装置

卡玛瓦公司最近研制的50MW的喷水推进装置是迄今最大的喷水推进装置。它装用于FastShip公司的货船上,由英国罗尔斯·罗伊斯公司的“遄达”燃气轮机驱动。

喷水推进装置具有结构紧凑,设备简单,噪音低,推力大,推进效率与螺旋桨相当,吃水浅,高速性能好,机动性好等优点。近年来有比较快的发展,不仅用于民用船舶,而且在潜艇和水面舰艇方面预计今后都会有广阔的使用前景。目前, 7艘“特拉法尔加”级核潜艇、4艘“前卫”级弹道导弹核潜艇、美海军的3艘“海狼”级核潜艇和将在2004年开始服役的2艘“弗吉尼亚”级核潜艇都装用了喷水推进装置。“海狼”级喷水推进装置的可吸收功率为33.57MW(45000hp),“弗吉尼亚”级喷水推进装置的可吸收功率为29.84MW(40000hp)。

在水面舰艇采用喷水推进装置方面,美海军正在研究大型水面舰艇使用喷水推进装置的问题。

几年前,美海军水面战中心即以DDG-51级驱逐舰的修改船模,用普通的水泵,在其浅水试验水池进行了广泛的一系列试验。试验结果表明,DDG-51级驱逐舰装喷水推进装置较不装喷水推进装置在12节和28节需要的功率较小,在20节时需要的功率大致相当。目前,两种结构型式的喷水推进装置已被建议用于大型排水型水面舰,即水平轴型和垂直轴型。水平轴型喷水推进装置即常见的普通的喷水推进装置,它的原动机和喷水泵的轴与舰是平行的。而垂直轴型喷水推进装置,其转轴则与常见的水平轴型喷水推进装置差不多是垂直的。美海军称之为Vertical Motor Propulsor(VMP)。它的喷口在水下,而大多数喷水推进装置的喷口均高于水的自由表面。

建议用于美海军大型水面舰的垂直轴型喷水推进装置有一个称为涡壳的装置。水泵排出的水流入涡壳。涡壳将旋流的水整流后,笔直的将其导入船尾。水平轴型的喷水推进装置没有涡壳,它使用一排固定的叶片将水流导直。

建议美国海军使用的垂直轴型喷水推进装置也具有德国肖特尔公司采用离心式喷水泵所具有的优点,即进水口陡峭且与船底齐平。因此,较之水平轴型喷水推进装置来说,它能适应的水流范围比较广泛。水泵的传动轴比较短,也不需要像水平轴喷水推进装置那样伸入进水流道中。这就使得在设计排水型水面舰的尾部时能得到较大的刚性。这种垂直轴型喷水推进装置还特别适合于电力驱动。其主要的缺点是传统的涡壳尺寸相对较大。如果要想把涡壳搞得比较紧凑,在技术上还需要采取特殊的措施。

喷水推进装置能否用于大型排水型水面舰还有一个重要的因素要考虑,就是水面舰装喷水推进装置后,舰的总阻力能否因装喷水推进装置真正地有所减少。对此的答案目前看来似乎也很肯定,因为水面舰装喷水推进装置后不需要舵和控制面,虽不足以抵消喷水推进装置效率低的缺点,但这种推进装置却能通过与舰的尾部的综合设计而使阻力得到最大的减少,因为喷水推进装置是内推进器,它比外推进器的螺旋桨的阻力要小。因此,装喷水推进装置的大型排水型水面舰,通过与舰尾的综合设计定能取得比装螺旋桨和舵的水面舰更小的总阻力。

早期担心的空泡问题现在也不成为问题,因为喷水推进装置差不多在所有航速都能设计成不产生空泡。进水口的水流可用充分增加其压力来防止空泡。当然,用这种方法来防止空泡的作用有限,因为它会把喷水推进装置弄得很大,并使非设计工况的性能降低。

除美国海军在考虑在大型水面舰上采用喷水推进装置外,事实上近年来一些国家海军在水面舰艇上已经采用喷水推进装置,其中比较突出的是北欧国家。瑞典海军1989年将喷水推进装置用于Strid***at-90H高速人员登陆艇(运载20人)。此级艇共147艘,采用两台柴油机驱动540马力的喷水推进装置;瑞典海军最新的高速巡逻艇,采用了三台柴油机驱动2880马力的喷水推进装置;瑞典海军“维斯比”级猎潜舰,采用有四台5364马力的TF-50A燃气轮机的CODOG驱动两台21480马力的喷水推进装置。挪威在1990年对其9艘反水雷舰采用由柴油机驱动的两台2080马力的喷水推进装置。芬兰对其新建的“劳玛”2000和较早的“赫尔辛基-Ⅱ”级高速巡逻艇采用由柴油机驱动的两台4000马力的喷水推进装置。南非海军在其在建的四艘MEKO A-200型轻型护卫舰上采用柴油机加燃气轮机喷水推进装置的推进系统。两舷侧轴由柴油机驱动,中间为LM-2500燃气轮机驱动的喷水推进装置。喷水装置功率20MW,直接通过齿轮箱与之相连。

四、吊舱推进系统出现新型号

吊舱推进系统是伴随电力推进的产生而出现的推进装置。自1990年第一台装置在航道作业船Seilli号上使用以来(推进功率1.5MW),10年间已有很大的发展。这是由于民用船舶,特别是破冰船、旅游船采用柴油机电力推进逐渐增多的结果。吊舱推进系统初期有三种型式,分别由三家厂研制。它们是:

Azipod方位吊舱推进系统,由芬兰的ABB公司和克瓦纳·马萨船厂联合研制。

Mermaid(美人鱼)吊舱推进系统,由卡玛瓦(KaMeWa)和阿尔斯通公司研制,结构与Azipod类似。至2000年3月,已有订货26台,总推进功率300MW。

SSP吊舱推进系统(西门子肖特尔吊舱推进器),由肖特尔公司与西门子公司联合研制。结构与上述两种不同,在全方位吊舱的同一根轴上有两部螺旋桨,可实现的推进功率高达30MW。其中SSP-7吊舱推进系统用于上海为瑞典建造的19500吨化学品船上,推进功率5.1MW。

最近出现的一种吊舱推进系统称为Dolphin(海豚),由STN Atlas/Lips公司研制。

吊舱推进系统目前在世界各国海军中尚未使用(除水翼艇外)。随着21世纪的水面舰艇将普遍采用综合电力推进装置(也就是说,电力推进装置将成为本世纪主要水面舰艇,包括护卫舰、驱逐舰、巡洋舰和航空母舰在内的主要推进方式),预计在本世纪的头10年之内,海军舰艇采用吊舱推进系统的时代一定会到来。

五、智能柴油机将在2001年投放市场

智能柴油机由MAN B&W、Wartsila NSD和MTU等公司各自在自己的柴油机上进行发展。这种柴油机有电子控制的燃油喷射系统和排气阀操纵系统。它没有曲柄轴。它可根据选定的运行方式如低油耗运行方式、低排气排放物运行方式或低速航行方式,在没有人工参与的情况下,自动监视其工作状态和调整主要参数,以保持最佳性能。此外,机内还装有专家系统,使柴油机能够预测运行故障,并使其能适应燃油品质的变化。

Wartsila NSD公司研制的智能柴油机称为Sulzer RT-flex柴油机,其关键部件是共同管道燃油系统(Common Rail Fuel System)。共同管道实际上是一根高压燃油歧管。此管布置在与气缸盖齐平的地方。高效燃油泵将燃油送入高压燃油歧管,然后通过喷射控制装置送至燃油喷射阀。喷射控制装置每缸一个。它调节喷射定时,控制要喷射的燃油量和决定燃油喷雾的形状。每个气缸盖有三只燃油喷射阀,每只燃油喷射阀均单独控制。因此,它们既可单独动作,又可一起动作。RT-flex柴油机的排气阀是单排气阀,每个气缸一只。排气阀的形状与使用液压推杆的标准的母型机Sulzer RTA的排气阀没有什么区别,工作方式也十分相似,只是阀的执行机构通过电子控制液压执行器单个配置,使阀的开、关都非常灵活。液压执行器靠液压岐管的压力动作。液压歧管由高压伺服油泵注油。高压伺服油泵和燃油泵由同一齿轮系统驱动。

Sulzer RT-flex智能柴油机预计在2001年左右进入市场。

MAN B&W公司研制的智能柴油机用后缀字母E表示。从1993年开始,MAN B&W公司已在4T50MX研究柴油机上开始了燃油喷射和排气阀系统采用电子/液压控制的研究,迈开了发展智能柴油机的第一步。1997年,该公司的智能柴油机已经研制到准商用的第二代系统。其后,又进行了全面的试验。目前正在37500吨的化学品运输船“Bow Cecil”号上进行实际使用的全尺寸试验,以期达到商用水平。“Bow Cecil”号船使用的柴油机为6L 60MC型柴油机。它既可用正常的凸轴方式工作,又可以加上电子软件、硬件,以智能方式工作。试验计划从2000年初开始,为期大约10000小时。要研究的课题是智能系统的效率和可靠性。还要研究这种柴油机能否长期使用。

该公司MC型柴油机的智能型型号为MC-E,它有经济性好、环保等优点。

MAN B&W公司的第一台凸轮轴智能柴油机将安装在Stena公司新造的两艘V-Max浅吃水巨型油船上。该船314500载重吨,装两台7S60MC-E柴油机。7S60MC-E智能柴油机的试验台运行在2000年10月至12月进行。按计划,第一台在2001年3月交货。

MTU公司的20V 8000智能柴油机在早期的智能柴油机的基础上发展。它也采用了共同管道喷射和使用电子控制系统进行发动机管理。其功率在1150r/min时为9000kW,初步打算用于渡轮和海军舰艇,将于2001年4月投入生产。 (郑定泰)

 

美海军舰艇采办战略改革概览

近年来,美国国防部一直在寻求能够减小各兵种开支的办法,采办方面的改革尤为迫切。与其它兵种一样,海军舰艇采办改革也迫在眉睫,2001年3月初,在海军海上系统司令部司令官召集的为期三天的采办商务战略会议上,探讨了全球商务环境与战略,希望能帮助海军和工业界找到合适的方法,以采用创造性的商务战略,在目前的预算下购买更多的舰艇。出席这次会议的有舰艇制造商、分析家和国会议员。美海军一位高级将领称,海军的舰艇采办战略改革有赖于采用更多的商业手段并提高采办过程和舰艇制造中的“模块化”程度。

美国目前正在寻找好的商业手段以期把它们应用于舰艇制造和维护中。在舰艇的制造过程中,政府和工业界之间有着紧密的合作关系,尤其在这几年船舶工业的低迷时期,政府一方面为船厂着想,另一方面也为将来的造舰计划考虑,不能让船厂解雇大量技术熟练的工人。

同时,海军已经意识到,一些公司在自我管理方面的做法值得海军仿效,海军也正在作这方面的尝试,开始借鉴许多私营公司好的商务模式。

另外,通过造船厂与系统集成商棗航空公司与船厂之间结成了伙伴关系,利用系统集成商的自动化与信息技术,舰艇设计过程将实现数字化,这将为改装或升级规划提供极大的灵活性。为了继续促进民营和政府企业之间好的商务手段共享,海军舰艇制造商及其供应商之间正在进行对话。合伙对舰艇采办改革的影响是个长期的过程,改革还要确保海军拥有足以对付21世纪威胁的作战能力。

在过去的15年左右时间里,从商业界引入的“模块化”建造和区域装配方法曾给造船工业带来过较好的经济效益。美国海军认为,在新舰计划的设计和发展中棗特别是在建造阶段,“模块化”同样能够使海军在造舰和改装预算中获得更好经济性。

然而,“模块化”有两种层次。现在的船厂都采用分段建造方法造船,这提高了生产率,同时,分段合拢装配在速度上也比以前的装配方法有极大的提高。这种技术于20世纪70年代由利顿工业公司英格尔斯船厂引入舰艇的建造中,现已被整个工业界广泛采用,这是第一个层次上的“模块化”。

第二个层次上的“模块化”不仅包括把舰艇设计分成区域,还将允许开发商方便地改变设计或更换舰上的某个或某些部分,以适应特殊任务。这就是“模块化”装配,由于很多船厂现在在设计阶段都采用计算机三维模型设计,设计变化能够很容易地进行核查。在计算机上,设计和制造者能够在切割钢板前对舰艇的设计进行优化,最大限度地节约计划经费。

从海军的角度来看,“模块化”为舰艇提供了“即插即用”式的灵活性,极大地方便了改装与升级。美国海军认为,他们对舰艇的改造方法正变得越来越合理,可以方便地用“模块化”的方法在旧的平台上采用新的传感器、武器和系统,再也不用因为要提高舰艇的性能而必须大量切割船体钢板,不用对舰艇进行大量的改动。在信息世界里,这被称作‘开放系统结构’,美国海军正在努力地把这种‘开放系统结构’用于舰艇的信息系统中,同时也在努力把这种系统机构应用于飞机和舰艇的物理结构上。

目前,修改舰艇的设计方案,使舰艇符合这种“模块化”的要求对舰艇采办改革来说是至关重要的。为使海军成功地进行商务改革,海军和国防部还需要在采办改革中小心谨慎地采取各种措施。由美国海军发起的未来舰艇建造与技术发展研究正在进行之中,结合对过去造舰计划的成败分析,有理由相信,必将找到更全面的舰艇采办改革解决方案。

尽管专家们都同意采用“模块化”和商业手段是精简舰艇采办过程的很有希望的途径,但要将其向其他兵种推广的话,还要仔细考虑舰艇、飞机、导弹和地面战车在生产方面的区别,需要详细地制定各种解决方案。(王兵)

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MARICBEN 该用户已被删除
发表于 2005-10-6 02:32:48 | 显示全部楼层 来自 上海黄浦区
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发表于 2005-10-6 15:35:54 | 显示全部楼层 来自 江苏无锡

Re:中国海监“旗舰” ------“海监83”

电力推进?是不是booster加力?类似轴带发电机那种的?
发表于 2005-10-11 09:12:22 | 显示全部楼层 来自 广东深圳

Re:中国海监“旗舰” ------“海监83”

电力推进好像是发电机+变压器+SCR, pod应该是一个直流电机+螺旋桨的整合体
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