勇敢级45型驱逐舰（勇敢无心）

本文作者：大兵

2021年10月到11月，英国皇家海军以“伊丽莎白女王”号航母为核心的战斗群跑到亚太“武装巡游”了一圈：

本来这应该算是已日薄西山的日不落帝国一次挣扎着坐起的回光返照…但“女王”号航母上的F-35B舰载机凑不够数从美军借调；随行的“钻石”号驱逐舰接连两次动力瘫痪，要靠荷兰海军接替护航的糗事，让皇家海军彻底坐实了“帝国主义破落户”的谶言…

▲图为伴随“女王”号航母的荷兰海军“七省”级护卫舰。

“敢为天下先”

皇家海军45型驱逐舰项目始于冷战末期，前后与欧洲国家合作、纷争折腾了十几年，直到21世纪初才终于下定决心独立建造；2009年首舰“勇敢”号服役（故也被称为“勇敢”级），原定计划建造12艘，但由于预算严重超支加上随之而来的技术难题，最终削减为6艘，最后一艘“邓肯”号于2013年服役。而此前在南海出了洋相的“钻石”号和另一艘护航舰“卫士”号则是该型的第3艘和第5艘。

▲图为第4艘“龙”号。

45型驱逐舰最让皇家海军自豪之处是率先采用了堪称未来船舶发展方向的“综合全电推进”系统——顾名思义，这是水面作战舰艇中的第一辆“混动车”！

其实电力推进船舶并不新鲜，二战时期美国海军“列克星敦”级航母就是蒸汽轮机发电、电动机驱动的；好处是省却了复杂的联动齿轮变速箱，但以当时的技术多了大功率发电机和电机的并联，占用动力舱室空间更多了。

▲“列克星敦”级2舰采用发电驱动的主要原因，是这种大型高速战舰的变速齿轮箱复杂而昂贵。

“综合全电推进”则不然——靠计算机控制的中央电网将主机电力根据实时需求分配到动力系统、雷达/指挥系统、生活设施等；算下来占用舱室空间比传统动力更少、更灵活，燃油效率也更高！

45型驱逐舰的主机由2台最大输出功率28800马力的劳斯莱斯WR-21燃气轮机各自带动1台21兆瓦的交流发电机；航行动力源自2台最大功率20兆瓦的电机、配合可调距螺旋桨和电机的实时功率输出实现航速的切换。

▲WR-21舰用燃气轮机组件，其占用空间比传统动力机组小得多。

根据计算：在15节巡航速度下，只需要开动1台燃气轮机就足以满足航行和日常用电需求；以全速30节航行时，2台燃气轮机发电还有2兆瓦（相当于2000千瓦）的电力冗余，故该舰只搭载了2台发电量共4兆瓦的柴油辅机用于在港口停泊时给全舰设备供电，应该说是绰绰有余的。

▲机动演示的“勇敢”号

这套动力系统还有占用舱室空间小、布局灵活的优点：

由于不用考虑大轴分布和各机组并联的要求，2台燃气轮机可以间隔较远的安放，大大提高了抗损冗余；柴油辅机更是可以布置在燃气轮机舱室之上——只要共用进气/排烟道即可，没有置于同一平面的必要。

▲由于燃/柴机组都不与电机和大轴物理连接，故而在动力舱室的布局上较传统水面舰艇要方便得多。

另外WR-21采用了和诺斯罗普-格鲁曼共同研发的“中冷回热”技术——可以理解为燃气轮机的“废气涡轮增压”，使其热效率达到了39%的同类发动机最高水平。要知道以往这种满载排水量8000吨级的战舰要达到30级的最大航速，全燃动力的输出功率一般在10万马力左右。

45型驱逐舰等于是省下了40%的能耗！

病魔缠身

然而现实情况却是首舰“勇敢”号在测试阶段就两度在海上突然丧失动力，只能靠随行舰艇拖回来；后续各舰服役后更是动力故障频发，动不动就全舰跳闸。以至一段时期6艘45型驱逐舰全部趴窝在朴茨茅斯港口，大部分时候能保持出动状态的只有舰龄最短的“邓肯”号（另外几艘也很年轻好不好）…

经过皇家海军联合船舶、电力工业部门的会诊，问题之一是出在全舰电网过载的宕机上：

分配舰上各部分电力消耗的计算机软件可能是基于作战定位的首要需求，在动力不足时会优先默认提高发动机的功率输出；但问题是电机又不像机械传动有很大的过载上限、损耗的不过是使用寿命，稍微一过载就跳闸了，然后全部的生活用电、昂贵的雷达/作战系统就集体黑屏！

为了应对这种突然断电，舰上只能规定全天候保持至少1台柴油辅机在工作状态——

这也说明当初设计时在用电负荷的预留上太过自信!

▲如此复杂的雷达/作战系统没电那不都是闲的？

更不可思议的是燃气轮机的中冷回热器在超过30℃的环境温度下会罢工！？

30℃啊，全球变暖的大背景下，我国连34℃的高温假都快执行下去了。

原因在于美国人设计的这套设备是引入海水作为废气的冷却介质：

温暖海洋环境下水温一旦偏高、单纯靠内外温差作用的冷却效果就大打折扣，这时处在400多℃功况下的劳斯莱斯燃气轮机立刻就会过热、发电效率降低；但电脑控制下的中央处理器感应到电力缺口后，却指令发动机进一步提高功率输出…那就彻底烧坏了！

难怪美国人明明先搞出了这项技术，却以“技术跨代太大”为由，自己不肯采用——原来是等着先吃螃蟹的试毒呢。

▲同为全电推进的“朱姆沃尔特”级也用劳斯莱斯的发动机，但回馈给英国人的却是自己不要的技术...

单价逼近10亿英镑的战舰大部分时间只能靠那2台区区4兆瓦的柴油机发电、在海上以5节的航速蹒跚而行：

要什么自行车？步行都够了！

截趾适履

从2018年开始，针对45型驱逐舰已严重影响作战部署的动力故障，皇家海军实施了“纳皮尔计划”——分两个阶段解决问题：

第一阶段更换改进后的回热器，并对电网控制程序打补丁，使其在电力负载时降低非必要部门的供电，而不是把发动机逼到死机…结果就是驱逐舰上动不动生活区和厨房停电成了皇家海军官兵服役的常态。

而所谓对回热器的“升级”就是在冷却海水接入端口增加了预循环降温的设备——原本就经常负载的电力供应更紧张了！

第二阶段则是从2021年开始，对现役6艘驱逐舰陆续回厂用3台德国MUT生产、单机输出功率4200马力的柴油发电机取代原来的2台辅机。这样算下来即便在燃气轮机罢工的时候，柴油机也可以输出12兆瓦的电力供应，至少满足了在低功耗模式下，舰艇以10~12节的速度能航行并抵销了对回热器再冷却的功耗…就算是带了个“心脏起搏器”吧。

▲德国产的舰用柴油机虽好，但换发动机的代价是开膛破肚。

至此皇家海军在海上的新一代“混动跑车”，完成了从“自行车”到“电动助力车”的蜕变。

至于用功率更大的MT30燃气轮机整体更换主机，彻底摆脱动力之梏…

一个字：没钱！

下一期：“勇敢”之“剑”：45型驱逐舰的武装升级

（未完待续）

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