محطة الدفع الرئيسية للبحرية الأمريكية
قاعدة وخيل العمل سريع البحرية الأمريكية - طراد صواريخ من طراز Ticonderoga ومدمرة URO من فئة Arleigh Burke.
منذ السبعينيات من القرن العشرين ، ظهر اتجاه واضح في العالم لانتقال الطاقة إلى الغاز الطبيعي كنوع رئيسي من الوقود ، ووحدات التوربينات الغازية (GTP) كوحدات طاقة رائدة لقيادة المولدات الكهربائية. تخصص الدول المتقدمة في العالم تمويلًا كبيرًا للعمل على تحسين كفاءة وكفاءة استهلاك الوقود لوحدات التوربينات الغازية.
تعمل بالفعل توربينات غازية كبيرة بسعة تزيد عن 400 ميجاوات. تجاوزت درجة حرارة الغازات العاملة في التوربينات الغازية الحديثة عند مدخل التوربينات 1500 درجة مئوية ، وهي أعلى بمقدار 150/200 درجة مئوية عن محطات الجيل السابق.
تتميز الفترة الحالية بالعمل النشط على إنشاء توربينات الغاز من الجيل الثالث ، والتي تكون مدمجة وفي نفس الوقت محطات طاقة قوية للمعدات البحرية المدنية والعسكرية.
الجيل الثاني
تم تطوير محركات التوربينات الغازية للسفن من الجيل الثاني على أساس طيران محركات نفاثة مع مراعاة استخدامها في الظروف البحرية. تتميز باستهلاك وقود محدد منخفض ، ومقاومة متزايدة للتآكل ، ووزن وأبعاد أصغر من تلك الخاصة بمحركات التوربينات الغازية من الجيل الأول ، وعمر خدمة أطول وموثوقية متزايدة. تم زيادة كفاءة هذه المحركات عن طريق زيادة ضغط التشغيل ودرجة حرارة الدورة بالإضافة إلى استخدام التبريد الفعال لشفرات التوربينات.
المكونات والأجزاء الأكثر إجهادًا لهذه المحركات مصنوعة من سبائك عالية المقاومة للتآكل. يتكون الجزء المتحرك من الضاغط والجزء الثابت من التيتانيوم أو النيكل ، في حين أن مكونات التوربين وغرفة الاحتراق مصنوعة من الكوبالت أو سبائك النيكل. جميع أجزاء GTE التي تعمل في درجات حرارة عالية (غرفة الاحتراق ، وشفرات التوربينات عالية الضغط ، والموجه والشفرات النشطة للمرحلتين الأولى والثانية من التوربينات منخفضة الضغط) تحتوي على طبقات من الألمنيوم أو مطلي بالكروم ، وهي حماية موثوقة بشكل كاف ضد ارتفاع -تآكل درجة الحرارة.
يمكن تشغيل محركات توربينات الغاز من الجيل الثاني باستخدام كيروسين الطيران والديزل ووقود التقطير ، وحتى الغاز الطبيعي. على عكس محركات التوربينات الغازية من الجيل الأول ، فإنها تصدر كمية ضئيلة من الدخان ، والتي يتم تحقيقها من خلال استخدام تصميم مثالي لحاقنات الوقود وخلطها الكامل مع الهواء في غرف الاحتراق الدوامة المحورية.
منذ منتصف الستينيات ، تمكنت شركة جنرال إلكتريك الأمريكية من إنشاء مجموعة واسعة من محطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز ذات القدرات المختلفة. تم استخدام هذه المحركات على نطاق واسع في أنواع مختلفة من الطائرات المدنية في الولايات المتحدة. في وقت لاحق تم استخدامها لإنشاء توربينات غازية صناعية ومحركات بحرية.
LM-2500
يعتبر الخبراء أن المحرك الأمريكي LM-2500 من جنرال إلكتريك هو أفضل محرك توربيني غازي بحري من الجيل الثاني.
تم إنشاؤه على أساس محرك تجاوز نفاث الطائرة TF39 وهو تطور لسلسلة CF6-6 من نفس الشركة.
محرك التوربينات الغازية عبارة عن محرك ثنائي المحور ذو دورة بسيطة يشتمل على ضاغط من 16 مرحلة ، وغرفة احتراق حلقي صغيرة القطر سريعة التغيير ، وتوربين عالي الضغط من مرحلتين ، وتوربينات طاقة خالية من ست مراحل. في ظل ظروف التشغيل العادية (درجة الحرارة المحيطة 15 درجة مئوية ، والضغط 1,03 كجم / سم 10) والقيمة الحرارية للوقود 270،24 كيلو كالوري / كجم ، يتمتع المحرك بقدرة قصوى مستمرة تبلغ 700 حصان. مع. عند 3 دورة في الدقيقة. يبلغ استهلاك الوقود المحدد بهذه القوة 400 جم / لتر. مع. ح واستهلاك الهواء 181,9-59 كجم / ثانية. يبلغ طول المحرك 65 م ووزنه حوالي 6,25 طن والضاغط أحادي الدوار بنسبة ضغط 3,8: 17.
بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من المحركات التوربينية الغازية البحرية ، تزداد درجة حرارة الغاز في محرك LM-2500 بشكل كبير ، ولكن بسبب التبريد الفعال ، تبين أن درجة حرارة جداره أعلى قليلاً من تلك الخاصة بالجيل الأول من المحركات التوربينية الغازية. يتم إيلاء اهتمام خاص لضمان التحكم في تدفق هواء التبريد ، وتقليل خسائره ، وكذلك التحكم في التخليص الشعاعي.
توربينات الطاقة عبارة عن تصميم من ست مراحل ذو تدفق مباشر بسرعات محيطية منخفضة. تم تجهيز عمود الطاقة للمحرك التوربيني الغازي على كلا الجانبين بقوابض قرصية مرنة تعادل عزم الدوران غير المتطابق. يُعتقد أن أدوات التوصيل القرصية تلبي تمامًا متطلبات محركات التوربينات الغازية للسفن ، لأنها لا تتطلب تزييتًا ، ولا تحتوي على أسطح فرك ، وتتميز بمقاومة عالية للتآكل. يتم تشحيم محامل GTE بواسطة مضخات الزيت بالزيت الاصطناعي.
تم تصميم الضاغط وعلبة التوربينات الكهربائية للانفصال لسهولة الصيانة والإصلاح ، مما يجعل من الممكن استبدال الشفرات دون تفكيك المحرك ككل. بالإضافة إلى ذلك ، توجد فتحات فحص لمراقبة حالة الأجزاء الأكثر أهمية ، ونظام الوقود بالكامل مُركب على الجزء الخارجي من المحرك.
أثناء اختبارات مقاعد البدلاء لمحرك التوربينات الغازية LM-2500 ، تجاوز وقت التشغيل الخالي من المتاعب بشكل كبير عمر محرك محركات الجيل الأول.
أثناء التشغيل التجريبي على متن أدميرال كولاجين عام 1972 ، عمل هذا المحرك لأكثر من 15 ألف ساعة ، منها 5 آلاف ساعة عمل في نطاق قدرة 19-21 ألف لتر. مع. ميزة أخرى لهذا المحرك التوربيني الغازي هي أنه بعد إزالته بسهولة من السفينة لإجراء إصلاحات على الشاطئ ، يمكن إعادة تثبيته في غضون 72 ساعة. تتيح خدمة الشركات العالمية المطورة تلبية الوقت المحدد ، مما يمنح شركة جنرال إلكتريك ميزة تنافسية جادة على الشركات المصنعة الأخرى لمحركات التوربينات الغازية.
بعد أن استحوذت على الريادة في سوق الطاقة العالمي ، كانت جنرال إلكتريك تنتج حوالي 30 ٪ من جميع وحدات GTU المنتجة في العالم على مدار الثلاثين عامًا الماضية.
حاليا ، تنتج الشركة ثلاثة أنواع من منشآت السفن:
سلسلة LM-2500 - من 22,4 إلى 33,4 ميجاوات ،
سلسلة LM-6000 - من 42,4 إلى 47,5 ميجاوات ،
سلسلة LMS-100 - 110 ميجاوات.
اعتبارًا من نهاية عام 2018 ، تم تصنيع حوالي 2 محرك بحري من سلسلة LM-100 من التعديلات المختلفة ، من بينها:
• جنرال إلكتريك LM-2500 بقوة 22,4 ميجاوات ،
• جنرال إلكتريك LM-2500 + قوة 31,1 ميجاوات ،
• جنرال إلكتريك LM-2500 + G4 بقدرة 33,4 ميجاوات.
يعد محرك التوربينات الغازية للسفن LM-2500 هو الأكثر ضخامة وموثوقية ويستخدم في السفن الحربية من فرقاطة إلى حاملة طائرات. الغالبية العظمى من سفن البحرية الأمريكية النشطة مجهزة بهذا المحرك. تم استخدام محطة توليد الكهرباء جنرال إلكتريك LM-2500 على أكثر من 400 سفينة بحرية في 33 دولة منذ عام 1972. يتم استخدام أكثر من 1000 محرك بحري LM-2500 يوميًا في جميع أنحاء العالم. منذ عام 1998 ، تم استخدام التوربينات الغازية LM-2500 + لتجهيز السفن البحرية التجارية.
أنواع السفن الحربية والسفن المزودة بمحطة توليد كهرباء GE LM-2500 وتعديلاتها

بناء مدمرات URO من نوع "Arly Burke" و UDC من نوع "America" في حوض بناء السفن "Ingalls Shipbuilding" (الولايات المتحدة الأمريكية) - جميع السفن مزودة بمحركات توربينية غازية GE LM-2500
سفن البحرية وخفر السواحل الأمريكية:
• سفينة دورية للمحيطات من طراز Legend (الولايات المتحدة الأمريكية) - جزء من US BOHR ،
• فرقاطات أوليفر هازارد بيري (الولايات المتحدة الأمريكية) - خرجت من الخدمة ،
• مدمرات من طراز Spruence (الولايات المتحدة الأمريكية) - خرجت من الخدمة ،
• مدمرات من نوع "كيد" (الولايات المتحدة الأمريكية) - خرجت من الخدمة ،
• مدمرات URO من نوع "Arleigh Burke" (الولايات المتحدة الأمريكية) - في البحرية ،
• طرادات الصواريخ من نوع تيكونديروجا (الولايات المتحدة الأمريكية) - كجزء من البحرية ،
• نوع UDC "أمريكا" (الولايات المتحدة الأمريكية) - كجزء من البحرية.
سفن وسفن الدول الأخرى:
• طرادات من نوع "Niels Yuel" (الدنمارك) ،
• طرادات من طراز بوهانج (كوريا الجنوبية) ،
• طرادات من نوع سار 5 (إسرائيل) ،
• فرقاطات من طراز هاليفاكس (كندا) ،
• فرقاطات من فئة هيدرا (اليونان) ،
• فرقاطات MEKO من النوع "200" (أستراليا ونيوزيلندا وألمانيا وتركيا واليونان والبرتغال والأرجنتين وماليزيا وجنوب إفريقيا والجزائر) ،
• فرقاطات من سلسلة F-122 براندنبورغ (ألمانيا) ،
• فرقاطات سلسلة F-123 من نوع بريمن (ألمانيا) ،
• فرقاطات من سلسلة F-124 "من نوع ساكسونيا (ألمانيا) ،
• فرقاطات من نوع "تشينغ كونغ" (تايوان) ،
• فرقاطات من نوع URO من النوع "Horizon" (فرنسا ، إيطاليا) ،
• فرقاطات من نوع FREMM (فرنسا ، إيطاليا ، المغرب ، مصر) ،
• فرقاطات من نوع الفارو دي بازان (إسبانيا).
• فرقاطات من نوع "سانتا ماريا" (أسبانيا) ،
• مدمرات URO من نوع "Asahi" (اليابان) ،
• مدمرات URO من نوع "Akizuki" (اليابان) ،
• مدمرات URO من نوع "Takanami" (اليابان) ،
• مدمرات URO من نوع "Murasame" (اليابان) ،
• مدمرات URO من نوع "Kongo" (اليابان) ،
• مدمرات URO من نوع "Atago" (اليابان) ،
• المدمرات URO من نوع KDX-I و KVCh-II (كوريا الجنوبية) ،
• مدمرات URO من النوع "King Sejong" (كوريا الجنوبية)
• مدمرات من نوع "Luigi Durand de la Penne" (إيطاليا) ،
• مدمرات من طراز 052 (الصين) ،
• حاملات طائرات الهليكوبتر المدمرات من نوع إيزومو (اليابان) ،
• حاملات طائرات الهليكوبتر المدمرات من نوع "هوغو" (اليابان) ،
• نوع UDC "خوان كارلوس" (إسبانيا) ،
• نوع UDC "كانبرا" (أستراليا) ،
• حاملة الطائرات Cavour (إيطاليا) ،
• حاملة الطائرات برينسيبي دي أستورياس (إسبانيا).
بواخر الرحلات البحرية من نوع كوين ماري 2

تم تجهيز سفن الرحلات البحرية من نوع كوين ماري 2 بمحرك توربيني غازي GE LM-2500 (إزاحة السفينة 79 طن ، الأبعاد 300 × 345 × 41 م ، غاطس 72 م ، طاقم 10،1 شخصًا ، ركاب 253 شخصًا)
تمنيات بمستقبل البحرية الروسية
قضية توحيد محطات الطاقة الرئيسية للسفن الحربية والسفن مطروحة أيضًا على البحرية الروسية.
لا يوجد مثل هذا التنوع في المحركات البحرية كما هو الحال لدينا في أي من الأساطيل البحرية في العالم ، والتي تعد من بين أكبر عشر قوى بحرية.
يجب أن تهدف الخطط طويلة الأجل لبناء السفن الجديدة إلى تحقيق أقصى قدر من التوحيد لمعظم المشاريع على أساس محرك توربيني غازي واحد ومحركات ديزل.
إن تطوير محرك طائرة محلي حديث PD-14 وتعديلاته الأكثر قوة - PD-18 و PD-35 يفتح فرصًا لإنشاء إصدارات بحرية لجيل جديد من محركات التوربينات الغازية على أساسها.
وفقًا لتقارير وسائل الإعلام ، بدأ العمل على إنشاء وحدات توربينات غازية لمحطات ضغط الغاز (GTU GPS) استنادًا إلى محركات سلسلة PD. من المنطقي ، جنبًا إلى جنب مع اختبار محركات الطائرات والتوربينات الغازية لنظام تحديد المواقع العالمي ، البدء في تطوير محركات توربينات الغاز البحرية لجيل جديد في الوقت الحالي.
كذلك ، تحتاج قيادة البحرية الروسية إلى تكليف المصممين بإدراج هذه المحركات التوربينية الغازية في جميع المشاريع الجديدة للسفن والسفن ، حيث يكون ذلك مبررًا اقتصاديًا ومناسبًا.

نموذج مشروع الفرقاطة المحدث 22350M هو مستقبل البحرية الروسية (http://bastion-karpenko.ru/22350m-skr/)
ستوفر مجموعة واسعة من محركات الطائرات الموحدة ومنشآت الغاز ومحركات التوربينات الغازية البحرية وفورات كبيرة في تشغيلها وإصلاحها. ستسمح مراكز الإصلاح والصيانة المشتركة بحل سريع لقضايا صيانة الخدمة داخل روسيا.
بعد كل شيء ، أينما توجد قواعد بحرية روسية للأسطول ، يوجد مطار مدني أو عسكري قريب ، مما يجعل من الممكن ضمان التسليم العاجل لقطع الغيار والمحركات البديلة الجديدة. وسيساعد توريد السفن والسفن الخاصة بمشاريعنا من خلال التعاون العسكري التقني في تشكيل شبكة خدمات في الخارج.
معلومات