艦船用燃氣輪機，作為一種從航空發動機發展而來的新型艦船動力裝置，憑藉著單位功率大，起動和響應時間快的優點，成為現在大型的水面艦艇最熱門的動力裝置。而在採用常規推進系統的艦艇上， 燃氣輪機需要經過減少齒輪箱，傳動軸再去驅動螺旋槳。受軸線的限制，燃氣輪機需要布置在水線以下。而英國最新的航母，「伊莉莎白女王」號航母， 同樣採用了燃氣輪機，但是它卻布置在水線以上。

英國「伊莉莎白女王」號航母，為何可以將燃氣輪機布置在水線以上呢？

既然說軸線會限制燃氣輪機，為何「伊莉莎白女王」號航母可以將燃氣輪機布置在水線以上呢？

首先，「伊莉莎白女王」號航母，作為世界上第1艘採用綜合電力系統的航母，2台羅爾斯·羅伊斯公司的MT30型燃氣輪，只是作為發電機組的原動機，所以不受軸線的限制。

其次，「伊莉莎白女王」號航母的排水量超過6萬噸，作為大型水面艦艇，其空間布置具有更大的靈活性，可最大程度提高生存能力，便於實現重量布置優化。

還有，「伊莉莎白女王」號航母採用的MT30型燃氣輪機，加上交流發電機，及其包覆結構和機組支承系統，總重量才120噸；而同功率的低速柴油機，單機重量超過1000噸（註：中高速柴油機沒有這麼大功率的）。更輕的重量，讓其可以布置在更高的位置。

英國「伊莉莎白女王」號航母，為何要將燃氣輪機布置在水線以上呢？

那麼「伊莉莎白女王」號航母，為何要將燃氣輪機布置在水線以上呢？這是因為，燃氣輪機布置在水線以上，可以帶來兩個突出的優點：一是便於燃氣輪機的移除，從而減小了燃氣輪機更換時所花時間；二是優化了進氣和排氣管路，有利於降低燃氣輪機的性能損失。

第一個優點：便於燃氣輪機的移除，從而減小了燃氣輪機更換時所花時間

傳統的艦船動力系統，如蒸汽輪機、柴油機等，在裝船後基本上不考慮整體吊出維修或者更換；燃氣輪機則不同，它的集成度比較高，且部件比較精密，所以在維修時，往往需要將其吊出機艙。移除燃氣輪機時，需要對艦上甲板進行大量工作，甚至切割，才能將燃氣輪機移出。「伊莉莎白女王」號航母，將燃氣輪機發電機組布置在與機庫同甲板，燃氣輪機的移除就變的相對簡單。首先，可以利用導軌系統將其從基座上整體移除；在平移穿過部分艙室運至機庫，進入到機庫便可直接通過飛機升降機運到上層甲板，卸載到岸上。實現燃氣輪機的快速更換。

第二個優點： 優化了進氣和排氣管路，有利於降低燃氣輪機的性能損失

燃氣輪機相較於其它類型的內燃機，它的空氣耗量要大的多，且排氣壓力低。而在傳統的艦船上，主機布置在艦船的底部，這樣進氣和排氣管路就需要穿過多層甲板直至煙囪，再排至大氣。管路長而複雜，容易造成進氣不穩定，排氣背壓大；且占用船舶大量的空間。「伊莉莎白女王」號航母將燃氣輪機布置在水線以上20m的4甲板，這樣進氣管道可以設計得儘可能短，以儘量減小壓降，同時保證入口氣流平穩；排氣管道同樣也變短，且由於其路徑直、管道尺寸大，排氣管道基本不會對背壓產生影響。進氣系統與排氣系統的優化可以有效減小了入口和排放損失，提高了燃氣輪機的運行效率和燃油利用率。

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作者：小船人的夢想 2023.2.26

參考文獻：《MT30燃氣輪機與英國CVF 航母的集成設計》