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推动国产护卫舰的“法国心”,竟是中国“自研”

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伴随着海军建军70周年庆祝活动,施佬从今年年初开始筹划,一月下旬开始动笔,在写其他微信文章和军评什么的之间见缝插针,拖拖拉拉,磨磨蹭蹭写了将近3个月之后,总算是掐着4月23日将海军大建史的最后一篇赶上了推送。

虽然文章里面其实遗漏了不少具体的型号,比如037型在80年代之后的一系列发展,以及海军一大堆直停留在筹划阶段的方案,但是施佬自以为还是把基本的线索给整理出来了,日后想要精进这个话题,施佬就算有了基础了。

要说海军这几年最为关键的舰艇动力系统,那毫无疑问就是从乌克兰引进之后,经过三轮国产化和改进之后的GT-25000燃气轮机,但是要论在现役中型舰艇上装备量最大的动力系统,那毫无疑问就是装备在054型、054A型和056型护卫舰上的16PA6V-280STC型柴油机。

毕竟32艘054/054A型一艘4台,056型一艘2台,一来一去200多台柴油机,只有那些500吨以下的艇用发动机才有可能比得过。

▲ 这款发动机在当代的产量确实不小

▲ 这款发动机在当代的产量确实不小

说起16PA6V-280STC柴油机,大家都知道这东西是法国血统的东西。

我国在1978年通过中国技术进出口总公司与法国热机协会签署协议,引进了PA系列的中速大马力柴油机专利,并由当时的六机部交给陕柴进行试制和制造。

但中国这么早引进的这个系列,为什么直到2000年以后才批量应用在国产护卫舰上?

▲ 中国海军这几年大建的护卫舰全用这款主机

▲ 中国海军这几年大建的护卫舰全用这款主机

这就得仔细抠一抠当年签署的这个《S.E.M.T-PIELSTICK PC2及PA6型柴油机许可授权协议书》里的内容了,当年法国人协议里提到的PA6系列柴油机虽然缸径都是280毫米,单缸输出功率都是400马力,但按照气缸布置有两个分支,一支是直列式,一支是V型,前者有6、8、9缸的型号,功率2400-3600马力,后者则有12、16、18缸型号,功率4800-7200马力。

▲ 中国目前的PA6系列柴油机也是枝繁叶茂了

▲ 中国目前的PA6系列柴油机也是枝繁叶茂了

当年引进PA6之后,陕柴试制的第一款柴油机是结构最简单,也是功率最小的6PA6L型机,并于1983年5月试制成功。

不过这款2400马力的发动机主要是用于内燃机车的型号,船用发动机则至少需要12缸机。

由于法国许可资料和零件都齐全,1983年10月第一台12PA6V就总装完成,并在次年获得法国认可。

 918型布雷舰就这样成了第一款用上法国心的中国军舰

918型布雷舰就这样成了第一款用上法国心的中国军舰

按照中国传统,新型柴油机一般先用在军辅船上验证相关性能,因此第一批的12PA6V装在了918型布雷舰上,在性能得到验证之后,再运用到更重要的主战舰艇上。

新批次12PA6V-280MPC柴油机在90年代初被用于037II型导弹艇和072III型大型登陆舰上,配备国产增压器,也满足了二者的使用需求。

▲ 小小的037II型塞了三台该型主机,空间之拥挤可想而知

▲ 小小的037II型塞了三台该型主机,空间之拥挤可想而知

037II型导弹艇上的12PA6V-280MPC柴油机已经采用了额外增压系统的方法,一定程度上改善了柴油机低速运行状态下耗油量高、排烟大的问题,但PA6系列柴油机要想在全部航速范围内获得满意的运行效果,必须使用更好的技术途径——相继增压技术。

所谓的相继增压技术,也就是后来这款16PA6V-280STC发动机里的这个STC(Sequential Turbo Charging)。

 不难看出,使用STC增压的动力系统功率显著提升,重量还下降了

不难看出,使用STC增压的动力系统功率显著提升,重量还下降了

相继增压是指两台或由者两台以上涡轮增压器并联组成的增压系统。

其主要的用意就是解决柴油机与增压器匹配矛盾,提高柴油机低工况性能,同时还像其他增压手段一样,提高柴油机的功率,将单台柴油机的功率提升10%左右。

当时STC技术在国内属于空白,不过法国热机协会倒确实有STC增压的PA6柴油机,不过法国人并不老实,这种新技术也不肯对我们轻易提供,图纸资料更是一概没有。

由于在当时国内的产品中,PA6系列是最有希望成为下一代中型舰艇的柴油主机的,因此国防科工委、船舶总公司和海军都对PA6柴油机升级STC下了很大决心,为了攻克这一难关,先是“八五”期间由哈工程和陕柴联合论证研制了STC增压器的设计和样机,并且在一台12PA6V-280进行了验证;

再是“九五”期间根据海军动力装置的远景规划,根据护卫舰的功率需要,启动研制16PA6V-280STC柴油机。

项目1996年开始启动,1998年完成原型机动车,1999年完成性能验证和200小时耐久试验。

至此,性能满足新一代护卫舰的国产柴油机才算是初步有了个底子。

▲ 法国自己的护卫舰用的就是12PA6V-280STC发动机

▲ 法国自己的护卫舰用的就是12PA6V-280STC发动机

16PA6V-280STC的额定功率是7040马力,超负荷功率则可达到7750马力,其体积相比上一代的VE390系列柴油机要紧凑得多,油耗也降低了接近10%,对于3000到4000吨级导弹护卫舰动力要求而言比较合适,唯一的问题在于当时的PA6系列发动机虽然在国内已经生产多年,这台16PA6V-280STC的增压系统也是自行研制,但整体上该机的国产化率仅达到73%,考虑到这种发动机要批量用于我军主战舰艇,这点国产化率显然是有待提高,因此1999年随即展开了国产化率95.47%的16PA6V-280STC的研制。

▲ 这就是后来用上054的发动机

▲ 这就是后来用上054的发动机

相关研制工作进展顺利,2000年这台除了主轴瓦等少数设备还需进口的柴油机就完成了400小时耐久试验并通过产品鉴定,2001年,海军就一次性订购了8台16PA6V-280STC型柴油机,4台供给广州黄埔,4台供给沪东中华——这就是两艘054型导弹护卫舰所用的8台主机。

后来随着054A型导弹护卫舰准备投入批量建造,厂方又进一步开展了对16PA6V-280STC发动机全面国产化的攻关,并于2011年底完成了该型机的全面国产化和可靠性提高工作,国产化率高达99.2%。

▲ 正是因为高国产化,054A和056的建造才能没有后顾之忧

▲ 正是因为高国产化,054A和056的建造才能没有后顾之忧

正式高可靠性和高国产化率的16PA6V-280STC型柴油机的全面研制成功,才保障了2000年以后中国海军护卫舰柴油主机的更新换代,保障了总量超过80艘护卫舰的动力需求,而如果算上其他型号的PA6系列柴油机,则包括海军新世纪批量建造的大型坦克登陆舰在内的一大批关键性水面舰艇的动力系统皆受惠于此。

从这个角度上说,尽管引进PA6系列柴油机是东西方关系“蜜月期”的特殊产物,但能够将这份缘分如此推广到中国海军的当代主战舰艇上,靠的还是中国军工人的不懈钻研与厚积薄发的工业基础。

责任编辑:刘申 CM031
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