軍艦使用的各種動力的特點(diǎn)及優(yōu)劣各是什么？

【專家解說】：燃?xì)廨啓C(jī)動力裝置的發(fā)展方向是提高單機(jī)功率、熱效率和使用壽命，改善低負(fù)荷性能，使用低質(zhì)液體燃料、燃?xì)夂吞烊粴狻?　　核動力裝置利用原子核的裂變能通過工作介質(zhì)(蒸汽或燃?xì)?推動汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)以帶動螺旋槳的一種動力裝置。已獲得實(shí)用的唯一裝置是壓水堆-汽輪機(jī)推進(jìn)裝置。以鈾235為主的核燃料在壓水堆內(nèi)進(jìn)行裂變并放出大量熱能。壓力較高的冷卻水在反應(yīng)堆與蒸汽發(fā)生器之間進(jìn)行循環(huán)，一方面使反應(yīng)堆冷卻，同時在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給水，產(chǎn)生蒸汽供給汽輪機(jī)作功。核動力裝置的特點(diǎn)是核燃料的消耗很少，續(xù)航力很大，這對遠(yuǎn)航軍艦和破冰船是很有利的。此外，它不需要空氣助燃，發(fā)動機(jī)無需進(jìn)氣和排氣，能為潛艇提供在水下長期航行的可能，同時大大提高潛艇的隱蔽性和水下作戰(zhàn)能力。它的缺點(diǎn)是必須備有質(zhì)量和尺寸較大的防護(hù)屏裝置和一整套安全防護(hù)設(shè)施，而且造價昂貴，操縱管理技術(shù)復(fù)雜，換料和核廢物處理等都很麻煩，所以主要是在潛艇和大型水面艦上應(yīng)用，而在民用船舶中尚難以推廣。 　　性能要求 為推進(jìn)船舶和供應(yīng)船上所需的各種能量，要求船舶動力裝置可靠性高、機(jī)動性和操縱性好、燃料消耗費(fèi)用低、振動小、噪聲低。對于軍艦，還要求耐沖擊和有核防護(hù)。|MechNet|更多知識，請登陸中國機(jī)械專家網(wǎng)， 　　可靠性 動力裝置應(yīng)在規(guī)定的航行環(huán)境(如風(fēng)浪鹽霧、冰區(qū))和航行狀態(tài)(如規(guī)定風(fēng)浪下的搖擺、縱傾、橫傾等)下安全可靠的運(yùn)行，這是船舶最重要的性能要求。為此，對動力裝置的設(shè)計、制造、安裝和試驗(yàn)均有專門的船舶建造規(guī)范和章程予以規(guī)定?？煽啃赃€取決于正確的操縱管理和設(shè)備的配置。對重要輔助設(shè)備的配置需要考慮到有部分損壞時不致影響動力裝置的正常運(yùn)行。|MechNet|更多知識，請登陸中國機(jī)械專家網(wǎng)，　　機(jī)動性 包括啟動、加速、換向、倒車持續(xù)能力和低速穩(wěn)定工作能力等性能。機(jī)動性對于軍艦和經(jīng)常變負(fù)荷、變工況的船舶(如拖船、破冰船、漁船和救助船等)尤為重要。各種動力裝置的機(jī)動性各有優(yōu)缺點(diǎn)。柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的啟動性能好，但低速穩(wěn)定性較差。汽輪機(jī)低工況穩(wěn)定性好，但啟動性較差。雙機(jī)雙槳動力裝置能提高船舶的轉(zhuǎn)向能力。調(diào)距槳在加速、急停、倒航等機(jī)動性能方面較定距槳優(yōu)越。電力傳動雖然兩次能量損失較大，但由于有較好的操縱性能而在某些船上得到應(yīng)用。 　　燃燒消耗費(fèi)用 燃料消耗費(fèi)用與燃料的種類、價格和消耗率等有關(guān)。柴油機(jī)的燃料消耗率最低，低速柴油機(jī)已達(dá)163克/(千瓦?時)以下。蒸汽動力裝置可使用包括煤在內(nèi)的各種燃料，而其他裝置尚只能使用液體和氣體燃料。低速柴油機(jī)已能普遍燃用較高粘度的燃料油(即重油)，甚至已有試用高粘度劣質(zhì)燃料油的。某些中速柴油機(jī)也能使用燃料油，因此可降低燃料費(fèi)用。高速柴油機(jī)和航空派生型燃?xì)廨啓C(jī)用輕柴油，而工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)和大部分中速柴油機(jī)則使用重柴油。進(jìn)一步降低燃料消耗率和采用劣質(zhì)燃料是動力裝置的一個發(fā)展方向。軍艦因長時間低負(fù)荷運(yùn)行，還應(yīng)考慮低負(fù)荷時的經(jīng)濟(jì)性。 　　建造成本 建造成本往往與熱經(jīng)濟(jì)性有矛盾。例如利用廢熱可以節(jié)約燃料，但要增加設(shè)備而使造價相應(yīng)增加。因此在采用新型動力裝置和某種節(jié)能措施時必須考慮建造成本。采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，簡化施工過程等都能降低建造成本。 　　重量和尺寸 安置動力裝置的機(jī)艙是船的非生產(chǎn)性容積,應(yīng)盡量減小,因而對動力裝置的重量和尺寸大小就有一定的限制。軍艦航速高、功率大，對動力裝置的重量和尺寸有更高的要求。例如，高速驅(qū)逐艦汽輪機(jī)動力裝置的比重量通常只有13.5～20千克/千瓦,但動力裝置的重量卻占去軍艦標(biāo)準(zhǔn)排水量(指軍艦空載排水量加上額定人員、淡水、糧食、彈藥、供應(yīng)品、給水、鍋爐和凝汽器內(nèi)常用水位的水、機(jī)器內(nèi)的潤滑油，但不包括燃料、備用潤滑油和備用鍋爐水時的排水量)的1/6～1/4。在各種動力裝置中，航空派生型燃?xì)廨啓C(jī)裝置重量最小，而低速柴油機(jī)和蒸汽機(jī)裝置重量最大。低速柴油機(jī)裝置重量雖大，但耗油少，故燃料儲量也少，對總重量仍然有利。 　　振動 振動影響船員和旅客的舒適性，對于軍艦還影響其隱蔽性。嚴(yán)重的振動會導(dǎo)致設(shè)備、儀表和船體局部結(jié)構(gòu)損環(huán)。振動主要來源于往復(fù)式機(jī)器和螺旋槳。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,其動力是不平衡的,因此在設(shè)計和制造時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)钠胶獯胧缪b設(shè)平衡質(zhì)量、平衡裝置。在發(fā)動機(jī)與機(jī)座之間安放彈性隔振器可以減少和隔離機(jī)器振動向船體傳遞。螺旋槳因機(jī)械不平衡和工作在不均勻流場中而引起的船舶振動，在制造時可通過精細(xì)的平衡和采用合適的槳葉葉梢與船體之間的間隙來解決。 　　發(fā)動機(jī)與螺旋槳的激勵力會使推進(jìn)軸系發(fā)生振動，包括扭轉(zhuǎn)振動、回旋振動和縱向振動。推進(jìn)軸系的扭轉(zhuǎn)振動是由發(fā)動機(jī)和螺旋槳的不均勻扭矩引起的，它會導(dǎo)致軸系斷裂和傳動齒輪損壞。劃定轉(zhuǎn)速禁區(qū)、改變推進(jìn)系統(tǒng)的自振頻率(如加大軸徑、采用彈性聯(lián)軸節(jié))、降低干擾力矩和采用減振器等，可減少以至消除扭轉(zhuǎn)振動?；匦駝佑址Q橫向振動，是由軸系設(shè)備的制造和安裝誤差、材質(zhì)不均勻、螺旋槳的干擾力引起的，它會導(dǎo)致艉管密封漏水或漏油、軸承磨損、軸承座松動，甚至破裂。調(diào)整中間軸承位置和數(shù)目和改變螺旋槳葉數(shù)，可減少回旋振動?？v向振動是由螺旋槳推力不均勻引起的，它嚴(yán)重時會使推力軸承嚴(yán)重磨損和燒壞、曲柄箱破裂、傳動齒輪損壞。改變槳葉數(shù)、加強(qiáng)推力軸剛度、對軸系進(jìn)行中校核等，可減少縱向振動。 　　噪聲 中速柴油機(jī)、高速柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、減速齒輪箱、通風(fēng)機(jī)、增壓器、空壓機(jī)和齒輪泵等設(shè)備是最強(qiáng)的噪聲源。為降低機(jī)艙噪聲級、改善工作環(huán)境，一般采取下列措施：①減少噪聲的傳出，如裝設(shè)消聲器和隔聲罩；②吸收噪聲的能量，如裝設(shè)吸聲屏板和敷設(shè)吸聲材料；③設(shè)置隔聲效果好的集中控制室，使輪機(jī)員和機(jī)器設(shè)備分開