战列舰

 找回密码
 登上甲板
搜索
查看: 11180|回复: 47

各国主力舰上一些锅炉和汽轮机技术的应用时间

[复制链接]

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

发表于 2013-1-3 17:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-3 22:39 编辑

  英国
  1905年英国建造的无畏号战列舰,是世界上第一次采用蒸汽轮机作动力的大型战舰,它的锅炉则是具有喷油助燃功能的燃煤锅炉,即可以向煤床上喷洒重油,以使燃烧更加强烈、提高热功率。
  1912年10月开工的伊丽莎白女王级战列舰是世界第一批使用纯燃油锅炉的主力舰。而中小型舰艇上最早使用燃油锅炉的是英国人1905年的部族级驱逐舰。
  1915年5月开工的光荣、勇敢“嘘嘘巡洋舰”采用了齿轮减速汽轮机,这是我所查到的英国第一批采用齿轮减速机的大型战舰。而1915年1月开工的声望级战列巡洋舰似乎仍是使用直接传动式汽轮机(关于这一点不太确定)。如果光荣勇敢不算主力舰的话,那么英国第一艘使用齿轮减速蒸汽轮机的是胡德号。
  1916年开工的胡德号也是英国第一级采用小水管锅炉的主力舰。
  
  美国
  1907年开工的特拉华级战列舰是美国第一级燃煤锅炉具有可喷油助燃功能的主力舰;而其二号舰,北达科他号则是美国第一艘安装蒸汽轮机的战列舰,并且是国产的柯蒂斯式轮机。
  不过让人哭笑不得的是,虽然其后的佛罗里达级、怀俄明级战列舰都也安装了蒸汽轮机,但在特拉华级两艘姊妹舰下水并经过测试之后,美国人得出结论是蒸汽轮机相比于往复式蒸汽机在低速续航力和可靠性上都处于劣势,因而在随后建造的纽约级战列舰上又“回归了”往复式蒸汽机。
  1912年12月开工的内华达号是美国第一艘使用燃油锅炉的主力舰。
  但同样让人惊异的是,据说内华达号也是美国第一艘采用齿轮减速汽轮机的主力舰,它的主机是购买的英国帕森斯式轮机,而这居然比英国自己主力舰应用齿轮减速汽轮机还早得多。(“铁龟传说”一文中如是说。该文称英国1909年开发出了齿轮减速装置,已有成功运用经验。但结合英国自身情况和后文亚利桑那号的信息,似乎可疑)
  1913年10月开工的宾夕法尼亚号安装了国产的柯蒂斯式齿轮减速汽轮机,而1914年开工的二号舰亚利桑那号用的是英国帕森斯式汽轮机,且有资料称它的高低压轮机是直接驱动的,西屋公司产的巡航轮机才是通过齿轮减速器联接连根外轴的。
  到了1915年1月开工的新墨西哥号,则采用了汽轮机-发电机-电动机的联接方式,二三号舰则仍是柯蒂斯式齿轮减速汽轮机。两相比较,电力传动具有更好的经济性,装载同样多的燃油其续航力更大。在此后的田纳西级、科罗拉多级以及被华盛顿条约砍掉的一些主力舰均采用了这种电力传动方式。
  
  德国
  德国在无畏舰时代动力装置的技术水平相比英国处于劣势,不仅蒸汽轮机用得很晚,液体燃料也用的很晚。
  1908年3月开工的冯德坦恩号战列巡洋舰是德国第一级使用蒸汽轮机的主力舰。
  在1911年10月开工的国王级战列舰上,德国才开始考虑使用液体燃料。但与英美日三国不同的是,德国是采用在同一艘战舰上混装燃油锅炉和燃煤锅炉的途径来实现的,这可以说是比签署方法更大的跨步。此后的的弗林克级战列巡洋舰也沿用了这种混装锅炉方式。
  1913年12月开工的拜仁级战列舰考虑了采用纯燃油锅炉,但后来因考虑到德国没有石油资源,所以还是采用了与国王级相同的混装锅炉方式。
  虽然德国在无畏舰时期动力系统技术不如英国,但发展速度很快,最晚从拜仁级开始就采用了小水管锅炉,这比英国早2年。
  这个时期德国动力系统的比重量也很小。1912年3月-7月开工的德弗林克级战列巡洋舰额定功率6.3万马力,最大约8万马力,动力系统重量只有3200多吨,而差不多同时期开工的英国虎号战列巡洋舰额定8.5万马力,最大10.8万马力,动力系统总重却达5630吨。1911年开工的国王级动力系统输出45500马力,系统总重2167吨;而美国1913年级战列舰的规划中,29000马力则需要2230吨的动力系统才能达到。
  到了1916年左右,德国海军对多数主力舰的燃煤锅炉进行了喷油助燃功能改造,包括所有的战列巡洋舰和国王级战列舰。此举又一步提高了这些战舰输出的功率,最典型的如冯德坦恩号战列巡洋舰,总输出功率从设计的4.2按马力提高到最大过载的7.98万马力,航速从原先的24.75节提高到27.757节。
  
  日本
  日本海军使用石油燃料始于1905年的“萨摩”级战列舰,而且也是作为燃煤锅炉的助燃剂喷洒的。之后建造的“金刚”级、“扶桑”级和“伊势”级所用的“混烧锅炉”指的就是这种燃煤锅炉,实际上它们是不能单独燃用重油的。
  1917年开工的长门级战列舰,混合装载了“重油专烧锅炉”和“油煤混烧锅炉”,也即是15座燃油锅炉和6座上述“混烧锅炉”。

  缺乏美国日本锅炉的资料,德国日本齿轮减速器的资料。

列兵

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-4 09:35 | 显示全部楼层
法国人的动力技术资料有吗?

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-4 13:45 | 显示全部楼层
银色海潮 发表于 2013-1-4 09:35
法国人的动力技术资料有吗?

没有。
法国战舰资料比较少,即使本坛里怕也只有五七人才有料吧。
法国二战前锅炉技术不错,增压锅炉,开创了新纪元。

中士

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-4 21:48 | 显示全部楼层
德国一战时动力系统并不比英国差,各个感觉水平高于英国,德国一战前开工和部分完工的战巡已经是齿轮减速机的汽轮机了。而且使用小水管锅炉,燃油和燃煤问题不是技术问题,是资源。英国的大功率更多是通过,体积而非技术取得的。德国即使是战巡也比英国的战巡小一圈。

上尉

十二年服役纪念章

发表于 2013-1-4 21:56 | 显示全部楼层
沼泽 发表于 2013-1-4 21:48
德国一战时动力系统并不比英国差,各个感觉水平高于英国,德国一战前开工和部分完工的战巡已经是齿轮减速机 ...


你讲的已经是战中的事情啦。克虏伯讲德国动力比英国差那是战前好几年的事情,并且德国的技术在战前就已经反超了。看贴要仔细啊。
【该用户ID已经被回收】

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-5 03:46 | 显示全部楼层
确实是我漏写了一句话,我的本意是以超无畏划分一个时区。大体上进入超无畏时期之后,德国动力系统逐渐持平继而反超英国。
编辑的时候没填上这句,难免误解。

上士

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-5 09:14 | 显示全部楼层
银色海潮 发表于 2013-1-4 09:35
法国人的动力技术资料有吗?

从前我问过,可惜没有人知道啊

少尉

十二年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2013-1-5 10:14 | 显示全部楼层
長門的減速齒輪貌似美國代工的 陸奧則是引進工具機後自製

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-5 14:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-5 15:24 编辑

《陆奥孤烟直,长门落日圆》一文中提到,1918年日本从美国威斯汀豪斯公司引进了8组三流式蒸汽轮机和4套齿轮减速机构,此后舰政本部以上述部件为蓝本,仿制了舰本式伊号、吕号蒸汽轮机。
该文中也提到,金刚级用的是齿轮减速蒸汽轮机。
《桂宫流水潮台沉》一文中说,在请英国代造金刚号战列巡洋舰后,川崎神户船厂和三菱长崎船厂仿造了帕森斯式齿轮减速蒸汽轮机,用于随后的榛名号以及日向号战舰。
再结合《铁龟传说》一文中说“英国1909年开发出了齿轮减速装置,已有成功运用经验。”看来英国使用齿轮减速蒸汽轮机是很早的。

不过,英国在金刚号之后自造的伊丽莎白女王级,用的是直接联接方式:
The two sets of direct drive turbines were arranged in three engine rooms and drove four shafts.
而仅仅是安装帕森斯式汽轮机的伊利莎白女王号、厌战号和马来亚号上,在每台高压正车涡轮前面安装了反动式齿轮传动巡航涡轮
纠结中......

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER银星勋章荣誉勋章元老荣誉纪念章行政立法委终身荣誉会员

发表于 2013-1-5 16:39 | 显示全部楼层
不过让人哭笑不得的是,虽然其后的佛罗里达级、怀俄明级战列舰都也安装了蒸汽轮机,但在特拉华级两艘姊妹舰下水并经过测试之后,美国人得出结论是蒸汽轮机相比于往复式蒸汽机在低速续航力和可靠性上都处于劣势,因而在随后建造的纽约级战列舰上又“回归了”往复式蒸汽机。

===============================

"在动力方面,技术部门为新式战舰提供了两种布置方案。其一延续自“布列塔尼”级,装备四座直驱式蒸汽轮机,总动力35000马力。其二则混装蒸汽轮机与往复式蒸汽机,由直结式蒸汽轮机驱动内侧两轴,而往复式蒸汽机驱动外侧两轴,总动力32000马力。之所以出现从蒸汽轮机倒退回往复式蒸汽机的预案,是因为法国海军业已装备的主力舰轮机普遍存在燃料消耗过大的问题,使得续航力难以达到预计水平。在16节、输出16000至18000马力的巡航速度下,往复式蒸汽机的耗煤量远较蒸汽轮机少,完全可以单独使用外侧由蒸汽机驱动的螺旋桨行驶。同时代的巨型邮轮(如著名的“奥利匹克”号)与法国海军最新的雷击舰都已采用混装主机并取得成功,将之推广到新式战舰的设计上也就理所当然了。"
「置酒上方,烽火未熄,望风樯战舰,在烟霭间,慨然尽醉。」

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-5 18:03 | 显示全部楼层
LeSoleil 发表于 2013-1-5 16:39
不过让人哭笑不得的是,虽然其后的佛罗里达级、怀俄明级战列舰都也安装了蒸汽轮机,但在特拉华级两艘姊妹舰 ...

这样看来,在使用齿轮减速器之前,甚至在有了一级齿轮减速器之后一段时期之内,各国蒸汽轮机的巡航油耗是普遍高于往复式蒸汽机装置的了?

少尉

十二年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2013-1-5 20:49 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-1-5 14:14
《陆奥孤烟直,长门落日圆》一文中提到,1918年日本从美国威斯汀豪斯公司引进了8组三流式蒸汽轮机和4套齿轮 ...

或許寫的人沒弄清是半套或全套?
有段時間減速裝置容量不夠時 主機直結+巡航機齒輪減速的路子常被採用

中士

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-5 22:54 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-1-5 18:03
这样看来,在使用齿轮减速器之前,甚至在有了一级齿轮减速器之后一段时期之内,各国蒸汽轮机的巡航油耗是 ...

看下法国那艘战舰改装的航母往复式蒸汽机取代了低压巡航汽轮机变成了往复式蒸汽机和汽轮机的混合动力,就为降低燃料消耗

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-6 08:07 | 显示全部楼层
a5mg4n 发表于 2013-1-5 20:49
或許寫的人沒弄清是半套或全套?
有段時間減速裝置容量不夠時 主機直結+巡航機齒輪減速的路子常被採用 ...

嗯,有道理。
尤其是,巡航机组的功率一般不大,它的齿轮减速器的设计和制造难度也小得多。这种模式确实可能比主透平配备齿轮减速器早普及一些。
不过这种配置并不宜算作“齿轮减速蒸汽轮机”。

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-6 08:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-6 08:55 编辑
沼泽 发表于 2013-1-5 22:54
看下法国那艘战舰改装的航母往复式蒸汽机取代了低压巡航汽轮机变成了往复式蒸汽机和汽轮机的混合动力,就 ...


昨天见到西洋提到的混装主机,我也想到了高压涡轮+蒸汽机的联合方案,这样的好处是充分利用了高压蒸汽的能量,又可以得到良好的经济性。
后来又想了想,认为这样的话,因蒸汽机进汽是周期性而非恒流的,即使是多缸布置,也会导致高压涡轮排气背压有波动,这对涡轮叶片不利,所以我以为自己这个仅是臆想而已。
没想到还真有这样的实例啊,呵呵。
你说的改装航母的是贝亚恩号吗?如果是的话,似应不是改装时换的,而是建造时就是如此。
西洋说的那两个方案,我没猜错的话就是诺曼底级的动力方案,而且最终选择了第二套方案。
再如此说来,诺曼底级的混装动力配置并不是蒸汽轮机/蒸汽机并行,而是串行?就像同时期采用蒸汽轮机动力的也都是高压涡轮驱动一轴,低压涡轮驱动一轴一样?

少尉

十二年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2013-1-6 08:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 a5mg4n 于 2013-1-6 09:22 编辑
克虏伯火炮 发表于 2013-1-6 08:15
昨天见到西洋提到的混装主机,我也想到了高压涡轮+蒸汽机的联合方案,这样的好处是充分利用了高压蒸汽的 ...


渦輪加蒸汽機合體的真有,不過是多漲往復機後面再加一個帶齒輪的低壓渦輪居多
不過主要是低速的普通貨輪採用(解決了往復機浪費低壓蒸氣的問題,低壓渦輪也便宜得多)
http://www.steamships.steamestee ... team-engines-triple
裡面提到的方案似是用液力連軸器緩和週期性氣源問題
http://www.steamships.steamestee ... m-engines-quadruple
也有使用尾氣用以對中壓汽缸蒸汽加壓的蒸氣渦輪

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-6 08:49 | 显示全部楼层
a5mg4n 发表于 2013-1-6 08:24
渦輪加蒸汽機合體的真有,不過是多漲往復機後面再加一個帶齒輪的低壓渦輪居多
不過主要是低速的普通貨輪 ...

这种方案确实比高压涡轮+蒸汽机来得更合理。
这种配置中,蒸汽机也可以不需要三涨了,二涨就行,反正后面有涡轮。

少尉

十二年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2013-1-6 10:39 | 显示全部楼层
http://en.wikisource.org/wiki/The_Steam_Turbine
提到早期汽輪機的狀況

中将

十二年服役纪念章TIME TRAVELER一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-1-6 17:18 | 显示全部楼层
资料大好。
那时的人想象力创造力还真是丰富,看来“联合动力装置”不是近代才有的啊,呵呵。

一等兵

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-9 13:46 | 显示全部楼层
美国在列克星敦级上继续使用涡轮电力推进,那为何之后的战列舰都改回了传统蒸汽轮机?

手机版|Archiver|© 2010-2025 战列舰 warships.com.cn, All Rights Reserved ( 沪ICP备13004737号 )

GMT+8, 2025-5-2 03:55 , Processed in 0.043243 second(s), 19 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2023 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表