印尼首艘航母候選艦可能面臨推進系統“大麻煩”。本系列將討論印尼海軍(TNI AL)在讓即將到來的首艘航母“正常運作”上所面臨的巨大挑戰。
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國防部和印尼海軍總部已經確認,印尼即將接收首艘航母,這將成為印尼海上防衛歷史上的第一艘航母。這艘航母是意大利海軍的二手艦——前ITS Giuseppe Garibaldi(C551)。
收購這艘二手航母的計劃,引發了許多支持與反對的聲音。但近期出現了更令人擔憂的問題:有人聲稱可以將Garibaldi原有的燃氣輪機改裝為更省油的柴油機。
為什么航母動力系統可能成為印尼政府和海軍的“定時炸彈”?首先,我們要了解ITS Garibaldi的動力配置。這艘航母裝備了4臺通用電氣(GE)LM2500燃氣輪機,每臺輸出約20,250馬力。
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配備這4臺早期LM2500燃氣輪機,Garibaldi(加里波第)的總功率約81,000馬力,最高航速可達30節(約55公里/小時)。請注意總功率與最大速度,這是航母運作中極為關鍵的因素。
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意大利設計Garibaldi時,是為了搭載和發射戰斗機Boeing AV-8 Harrier II。與一般飛機一樣,Harrier II需要迎風(headwind)才能讓機翼產生足夠升力。
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在飛行操作期間,Garibaldi能以最大30節的速度航行,從而提供約55~60公里/小時的迎風,有助于艦載戰斗機從航母甲板起飛。
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盡管AV-8 Harrier II是STOVL(短距起飛/垂直降落)戰機,能從不到180米的甲板起飛,但沒有30節迎風,Garibaldi仍然很難讓飛機通過滑跑方式起飛。
未來,為了填補艦載戰斗機的空缺,印尼海軍可能會采購土耳其的Baykar Bayraktar TB-3無人戰斗機,該機已在土耳其海軍兩棲攻擊艦(LHD)TCG Anadolu上試飛。
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雖然TB-3無人機比Harrier II更小、更輕,但起飛仍然需要航母高速迎風以提供足夠升力。
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這里就出現了一個潛在“定時炸彈”:有人提議用更省油的柴油機替換Garibaldi四臺強大但耗油的燃氣輪機。
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表面上,換成柴油機聽起來很誘人,但背后存在巨大挑戰和問題。
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最大問題是“功率重量比”(Power-to-Weight Ratio, PWR)——即發動機的重量和尺寸與其最大輸出功率的比值。像LM2500這樣的燃氣輪機,重量不到20噸,卻能輸出約20,000馬力。
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若用柴油機,要達到相同功率,需要極大、極重的柴油機。一臺輸出20,000馬力的柴油機,重量可能高達213噸,是燃氣輪機的10倍!
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不僅重量大,尺寸也更龐大。LM2500燃氣輪機尺寸為8m×2.6m×2.4m;等功率柴油機可能達到11.7m×4.7m×5.5m。對所有艦艇,包括航母來說,機艙空間有限,通常為特定類型發動機設計,無法隨意更換為尺寸、重量差異巨大的發動機而不改造整個機艙。Giuseppe Garibaldi采用COGAG(Combined Gas & Gas)推進方案——兩臺燃氣輪機組合驅動一根螺旋槳,總共四臺LM2500驅動兩根螺旋槳,總功率約81,000馬力。
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若改為CODAD(Combined Diesel & Diesel),理論上可達到相同總功率,但柴油機體積大、重量十倍,并且需要更換變速箱等組件。
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問題來了:Garibaldi的機艙空間是否足以容納如此巨大的柴油機?機架安裝如何?船體結構是否能承受新發動機和變速箱的重量?
柴油機及其變速箱比燃氣輪機重數倍,不僅可能導致超載,還會改變重心(CoG)、浮心(CoB)和質心(CoM),影響航母穩定性。
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那么是否可以使用較小柴油機,或采用柴油電動(IEP,Integrated Electric Propulsion)?從功率重量比來看,答案仍然是否定的——除非印尼海軍愿意讓航母慢如蝸牛。
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IEP還需要非常重的電機。例如32,000馬力等級電機,每臺約90噸,比LM2500燃氣輪機重4倍。
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如果最后“改裝方案”妥協,換入柴油機重量接近但功率遠低于LM2500……
那么印尼首艘航母的最大速度肯定會下降,航母變慢,甚至可能影響船體穩定性。不要以為戰艦換發動機就像換汽車發動機那么簡單。
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回到迎風問題。航母速度下降,會影響艦載無人機起飛。迎風減少,起降容錯空間也減小,艦載無人機操作難度增加。
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最壞情況:航母只能搭載直升機,更多作為災害救援支援,而非實戰作戰。
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