引言

燃气轮机全称叫燃气涡轮发动机，它的主要优点就是能量密度极大，在同等功率下，体积和重量只有柴油机的1/3到1/5，甚至不到蒸汽轮机的1/10，并且加速快，启动快，特别适合用作大中型水面舰艇的主动力！不过燃气轮机的原理其实和航空涡扇发动机的基本相同，简单来说就是通过压气机吞噬空气，然后在燃烧室内与喷射成雾状的燃油一起混合燃烧，最后燃烧产生的高温燃气喷射出来推动涡轮运动，从而带动螺旋桨旋转。正因为与涡扇发动机有着异曲同工之妙，目前主流的大推力舰用燃气轮机都是在涡扇发动机的核心机基础上改进研制而来，这类燃气轮机也由此得名“航改机”！

（燃气轮机的基本结构图）

燃气轮机原理看似简单，实则内部结构纷繁复杂，尤其是对加工部件的精密度和耐热材料的性能要求极其严苛，目前世界上能够研制舰用燃气轮机的国家屈指可数！因为舰用燃气轮机与涡扇发动机之间密不可分的关系，因此能够独立研发生产航空涡扇发动机的国家与燃气轮机生产国高度重合！目前全世界能够自主研制生产航空涡扇发动机的国家只有中美俄法英五常加一个乌克兰，而全世界能够独立研制舰用燃气轮机的国家只是从这其中去除了一个法国。

（燃气轮机精密的内部组件）

法国缺失重要技能点

那么法国能够研制航空涡扇发动机，为什么却生产不了舰用燃气轮机呢？舰用燃气轮机功率大，推重比高，一般只能在运输机或者客机上搭载的大推力大涵道比涡扇发动机基础上进行魔改，而法国能够研制的最强发动机也只是阵风战斗机上使用的斯奈克玛公司的M88型涡扇发动机，而M88虽然性能不错，但是最大推力只有105千牛，涵道比为0.25，总体来说只是一款中等推力的小涵道比涡扇发动机，而这样的发动机实际上并不适合改进成大功率的舰用燃气轮机。也正是因为如此，法国和意大利研制的欧洲“地平线”级驱逐舰最后不得不使用了美国的LM-2500燃气轮机，完全不像法国人特立独行的国防工业风格！那么排除了高卢雄鸡，中美俄英乌这五个国家中，谁的燃气轮机制造水平最高呢？

（阵风战斗机）

英国依旧是舰用燃气轮机领域的执牛耳者

不得不说全世界燃气轮机水平最高的依旧是约翰牛英国！英国是世界上最早开展舰用燃气轮机研究的国家，1945年就制造出世界上第一台军用小型燃气轮机“加特里克”，1954年打造出5300马力的复杂循环式燃气轮机RM60，并且在灰鹅号炮艇上试验成功！正是得益于在该领域深厚的功底，英国在1967年就宣布今后所有大中水面舰艇都将使用燃气轮机作为标准动力，全世界从此也将目光集中到了舰用燃气轮机之上，如果说英国是舰用燃气轮机的引领者，应当说是实至名归！

（英国45型驱逐舰采用两具WR-21燃气轮机动力，功率5.76万马力）

时至今日，英国依旧是燃气轮机领域最为杰出的佼佼者，他们的罗尔斯·罗伊斯公司制造的MT30燃气轮机代表了世界军用燃气轮机的最高水准！MT30是由波音777客机上使用的Trent 800航空涡扇发动机核心机改进而成，零部件通用率达到80%！作为世界上功率最大的燃气轮机，MT30额定工作功率达到36兆瓦（5万马力），最大功率接近41兆瓦，热效率超过40%，比大部分船用蒸汽轮机的功率和能效比都要高！而MT30最得意之处在于其拥有世界最强功率的同时，还保持着非常苗条的身材！它的核心涡轮动力装置净重只有9.6吨，即使加上完全安装完毕的箱体重量也只有21吨！这在动辄上百吨的蒸汽轮机面前，无异于一个小哪吒般的存在，如果应用于水面舰艇，不仅能够获得翻江倒海的充沛动力，还可以节省海量的空间用于其他武器装备或者生活设施安装，简直不要太爽！

（MT30燃气轮机俯视图）

正因为MT30优异的技术指标和良好的通用性能，目前它已经成为许多新锐西方军舰的标配动力，大至6万吨级的伊丽莎白女王级航母和万吨级的朱姆沃尔特驱逐舰，小至2000吨级独立级滨海战斗舰和3000吨级的韩国FFX护卫舰都纷纷采用MT30燃气轮机作为动力！其中最值得一提的就是伊丽莎白女王级航母，其仅仅使用两台MT30燃气轮机就获得了接近80兆瓦（10万马力）的推进功率（库兹涅佐夫级航母采用4台TB12蒸汽轮机，功率约18万马力），最高速度超过25节，并且因为燃气轮机小体积和能效高的优势，该航母已经使用了新潮的全电推进动力，部分指标比美国福特级航母更为先进，万万不可小视！

（伊丽莎白女王级航母）

教会徒弟，饿死师傅，美制燃气轮机占领世界大部分市场

舰用燃气轮机技术的第二把交椅由美国把持，美国在这方面应当说是英国的学生，但是得益于发达的航发工业，他们进步神速，目前已经成长了世界第一大舰用燃气轮机制造国。美国最拿手的产品莫过于风靡全球的LM2500舰用燃气轮机，它是由GE公司在C5大型运输机上使用的世界上第一款大涵道比涡扇发动机TF39改进研制而成，不仅性能稳定，结构先进，大修时间更是高达1.5万小时，最重要的是功率也十分强大。早期的LM2500最大功率约18兆瓦（2.5万马力），后期改进至约22兆瓦（3万马力），最新的LM2500+G4型最大功率29.8兆瓦（超过4万马力），这已经接近辽宁舰上使用的TB-12型蒸汽轮机的功率（4万马力）！

（LM2500舰用燃气轮机）

这款燃气轮机不仅对内装备了美军黄蜂级两栖攻击舰、提康特罗加巡洋舰、阿利伯克级驱逐舰、佩里级护卫舰，还向全世界各国出售2000多台，运用在300多艘不同吨位军舰之上，安全运行时间累计超过两千万个小时，几乎占据全世界主流水面舰艇动力的半壁江山！值得一提的是，在上世纪八十年代的的中美蜜月期期间，美国曾经向我们提供了LM2500燃气轮机并答应后续提供技术，后来因为苏联解体、国际形势变化，美国单方面背信毁约，最终我们只得到4台实用化的该型燃气轮机，将其用于052型仅有的两艘驱逐舰哈尔滨号和青岛号之上！装备了LM2500燃气轮机的052驱逐舰不仅能够轻松跑出32节的高速，而且操纵调速也比蒸汽轮机快速方便，进一步证明了这款动力的优秀！

（哈尔滨舰上的LM2500燃气轮机）

中俄乌出自同门

除了英美两国之外，其他能够制造军用舰艇大功率燃气轮机的国家还有中、乌、俄三国，先不说三国的技术排名高低，首先可以肯定地就是他们的燃气轮机技术最初都源于苏联！苏联是研发燃气轮机比较早的国家，首部M1型燃气轮机在1953年就被用于鱼雷快艇的动力，只比英国略晚不到9年。1946年，苏联专门成立了当时唯一的大型燃气轮机生产厂—乌克兰曙光-机器设计科研生产联合体（MD），从五十年代到苏联解体，曙光工业联合体一共研发了4代19个型号的舰用燃气轮机，被26种各类舰艇所使用，交付数量超过1000台，高峰时期占据了全世界燃气轮机总产量近三分之一！

（波季级鱼雷艇，苏联第一种燃气轮机动力军舰）

乌克兰—曾经的王者

苏联解体前量产的最后一型燃气轮机为第三代的UGT-15000燃气轮机（15兆瓦，约等于2万马力），主要用于著名的无畏级护卫舰，不过这一苏联第一种隐身舰艇最终只生产了四艘就草草收场。而作为UGT-15000的继任者，UGT-25000（25兆瓦，3.5马力）在苏联解体之前只完成了第一部样机的试制工作，苏联解体后失去了大型水面舰艇订单的乌克兰将其作为发电用燃气轮机继续跟进研制，在90年代中期初步完成定型生产任务。UGT-25000结构设计紧凑，在功率上也比较充沛，热效率也达到37.5%，但是长度达到10米，重量也有16吨之重，而且可靠性不够成熟，相比美国的LM2500应该说是各有优势，这一产品的推出让乌克兰荣登当时燃气轮机的第三把交椅。

（UGT-25000燃气轮机）

中国实现弯道超车

然而苏联解体后，大型燃气轮机市场几乎完全被同类西方产品所垄断，俄罗斯自身水面舰艇更新又陷入停顿，UGT-25000如果没有新的外来订单，最后很可能就是无疾而终，乌克兰空有研制能力，最后也很可能会因为资金短缺而失去批量生产能力。就在曙光厂因为订单而忧心忡忡之时，从中国传来了好消息。我国的燃气轮机制造业起步于中苏合作的五十年代，在1959年就从苏联引进了M-1舰用燃气轮机技术，并且仅仅用时11个月就完成仿制任务，后来我们虽然也尝试过使用轰6轰炸机上的涡喷8进行航改燃计划，但是受制于工业基础薄弱和外部封锁，始终未能取得长足发展。在80年代我们又从西方进口了寥寥几部LM2500燃气轮机作为大型水面舰艇动力之用，但最后却因为西方毁约断供，许多舰艇只能继续使用较为落后的蒸汽轮机，随着苏联解体后乌克兰UGT-25000的推出，我们终于看到了突破口，虽然当时的UGT-25000仍然不够完善，但仍然是我们能够得到的6000吨以上水面舰艇最合适的动力！

（1975年，我国第一部自主设计生产的民用燃气轮机WJ6G1诞生）

从上世纪90年代末开始，我国从乌克兰引进了一批UGT-25000燃气轮机，用作四艘六千吨级的052B以及052C驱逐舰的动力，使用过后对性能较为满意，随之决定从乌克兰转移技术并同步开展国产仿制工作。结合自身使用西方LM2500燃气轮机的经验，我们对UGT-25000燃气轮机进行了深度改进生产，加装箱体式外罩，提升了操作环境舒适度，安装观察窗口和活动导轨，提高了维护性，并且在内部采用了自主设计生产的零部件和加工工艺，大幅度提高了可靠性和可维护性，最重要的是通过一系列结构优化将功率进一步提升到30兆瓦（超过4万马力），最终诞生了青出于蓝而胜于蓝的国产化型号QC—280燃气轮机！目前国产化的QC—280燃气轮机及其改进型号已经应用在052CD和055大驱之上，解决了心脏病问题的中国海军也从此开启了真正的下饺子模式！从这一点来看，我国燃气轮机技术已经赶超乌克兰，跃升为真正的世界第三！而现如今的乌克兰深陷内乱之中，别说是燃气轮机生产，就连小型海军炮艇都已经沦落到从美国进口的境地，其工业能力的下降由此可见一斑！

（国产QC280舰用燃气轮机）

北极熊重开科技树

最后再看俄罗斯，俄罗斯在苏联时期就不是燃气轮机工业的主要布局地区，因此整体上实力不强，只能生产一些小型的燃气轮机动力。苏联解体之后，俄罗斯基本上所有的大型水面舰艇燃气轮机都要依靠乌克兰进行维护,。进入21世纪之后，开启建造的所有新型水面舰艇都由乌方提供燃气轮机动力，在这段时间，俄罗斯基本上可以算作一个燃气轮机工业缺失国，但是一切都因为2014年而改变。这一年，俄乌双方因为克里米亚问题而闹翻，乌克兰总统波罗申科于该年6月签署第691/2014号总统令，实施对俄罗斯的军品禁运！这一纸禁令对俄罗斯冲击颇大，其中最为突出的就是俄罗斯最新的11356和22350型护卫舰上因为得不到乌方供应М7Н1型和М-90ФР型燃气轮机，只能长期趴窝船厂！

（俄罗斯船厂趴窝的军舰）

不过万幸的是俄罗斯人还是留了一手，在最重要的М-90ФР型燃气轮机研制中，俄罗斯曾经参与联合研发，掌握了一定的技术资料，因此在乌方断供后，俄罗斯土星科研生产联合体马上开始了进口替代方案研制工作。由于具备不错的技术积累和航发工业基础，仅仅历时四年，土星厂在2017就已经研制出了俄罗斯版的М-90ФР型燃气轮机样机，就在刚刚过去的的2018年，俄罗斯宣布将在后续的两艘22350型护卫舰和最新的20386疾风级护卫舰上使用最新的国产М-90ФР型燃气轮机，并且已经准备上舰！从这里我们也能看出，俄罗斯目前已经初步具备了舰用燃气轮机的生产能力，可以勉强排进燃气轮机生产的五强之中！

（М-90ФР型燃气轮机）

然而我们不能忽视的一个现实是：虽然俄罗斯最近几年在燃气轮机领域已经取得了长足进步，但是М-90ФР型燃气轮机的单机功率只有20兆瓦（不到3万马力），这一性能指标不仅与西方的MT30和LM-2500相差巨大，即使和乌克兰的UGT-25000以及我国的QC—280相比也有不小差距。如果俄罗斯在今后想要制造六千吨级以上的大型水面驱逐舰乃至于重型导弹巡洋舰，研制生产动力更为强劲的燃气轮机已经成为当务之急！在苏联解体近三十年后的今天，俄罗斯虽然仍旧具备世界前三的军事实力，但是在大型舰用燃气轮机领域只能算是一个从头开始的新学生了！

（俄罗斯22350型护卫舰）