#頭條創作遊園會#
文/孫行者
進入21世紀以來，中國在工業和制造業中的多個領域均取得瞭大量技術突破，很多在昔日被國內視作“現代工業皇冠上的明珠”的產品和技術，正在一個又一個地被我們成功摘下。這其中，由中國完全自主研發的300兆瓦級F級重型燃氣輪機，就是我們的一項全新突破。據央視新聞客戶端報道，由中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司研制的300兆瓦級F級重型燃氣輪機，在上海首次點火成功。這標志著中國自主研制的最大功率、最高技術等級重型燃氣輪機研制取得重要進展，全面進入整機試驗驗證階段。
（國產300兆瓦級F級重型燃氣輪機）
或許對於很多人來說，“300兆瓦級F級重型燃氣輪機”乍聽上去是個有點拗口且陌生的東西，甚至一些人不太清楚其為何是一款有著“國之重器”地位的產品。簡單來說，放眼整個世界，能完全掌握並自行研制重型燃氣輪機的國傢僅有4個，若將范圍再縮小一些就是4傢企業，即美國通用電氣公司、德國西門子公司、意大利安薩爾多工業公司和日本三菱重工集團。這4傢企業牢牢把持著重型燃氣輪機的核心技術，在此領域有著無與倫比的地位，任何有這方面產品需求卻又無法自研的國傢，都不得不以“低姿態”向它們求購。
（國產300兆瓦級F級重型燃氣輪機）
說起燃氣輪機，其不僅是如今各種熱功轉換設備中效率最高的一種（可達蒸汽輪機效率的約2倍），還有著“胃口好”的突出優點（可使用多種燃料實施運轉），且調峰能力也很強（可在幾十秒至幾分鐘內快速提高做功效率或調整發電出力）。正因如此，對於任何現代國傢來說，燃氣輪機都在民用和軍用領域有著巨大的使用價值。
（國產300兆瓦級F級重型燃氣輪機）
這其中，燃燒室溫度高且出力大的重型燃氣輪機，是所有燃氣輪機中研制難度最高、技術最為復雜的一類。而以溫度和出力這兩個指標進一步細分來看，重型燃氣輪機還可分為難度相對較低的E級、難度居中的F級，以及難度最高的H級和J級。此次成功點火的國產新型重型燃氣輪機，就是出力達300兆瓦的F級重型燃氣輪機，此類機種的出力范圍大致在200兆瓦~300兆瓦。
（重型燃氣輪機的渦輪葉片生產加工難度極大）
那麼，為何重型燃氣輪機、尤其是中高難度的F級、H級和J級燃氣輪機的技術難度高呢？原因其實也主要在於溫度和出力。為瞭實現更高的熱功轉換效率，燃氣輪機的燃燒室和渦輪葉片都要承受超過1200攝氏度的高溫，一些J級燃氣輪機甚至會達到1600攝氏度以上，這就對相關零部件的耐熱和冷卻能力提出瞭極為苛刻的要求，甚至會引入昂貴且復雜的航天材料和技術。而且光是耐高溫還不夠，這種耐高溫能力還要足夠長久，以便讓燃氣輪機長時間全速運轉。另外，飛速旋轉的渦輪葉片還要承受住巨大的離心力，葉片邊緣部位的運動速度甚至可達1.5倍~1.7倍音速。在這種工作狀態下，渦輪葉片絕不容有超出規定誤差的變形。所以說，但凡是能吃透重型燃氣輪機的國傢，一定是先在冶煉業、化工業和材料學等領域均達到瞭極高水平，否則根本別想叩開重型燃氣輪機的技術大門。
（重型燃氣輪機）
對於中國這個重型燃氣輪機方面的後起之秀，即將全面進入整機試驗驗證階段的300兆瓦級F級重型燃氣輪機，基本已代表目前國內的最高水平。雖然通過引進和與外資合作的方式，中國也制造過更高端的H級重型燃氣輪機，但若論及具有100%自主知識產權的最新產品，依然是300兆瓦級F級重型燃氣輪機。誠然，這意味著我們此領域仍與美國、日本、德國和意大利存在一定的差距，但這一差距正在以肉眼可見的方式快速縮小著，起碼已不再是令人倍感窒息的“人有我無”，即中國已經在很大程度上擺脫瞭被“卡脖子”的境地。有理由相信，接下來我們註定將會對難度和水平都更高H級和J級重型燃氣輪機發起沖擊，進而徹底打破外界的一切“技術壟斷”。
(“伊麗莎白女王”級航母)
說到這裡，筆者也在網絡上發覺到瞭一種有趣的聲音，即部分網友和軍迷認為既然中國在出力高的重型燃氣輪機領域取得瞭新的成就，那相關產品是否可發展衍生出供大噸位艦艇、乃至是未來的10萬噸級國產航母使用的艦用燃氣輪機呢？畢竟，以英國皇傢海軍的“伊麗莎白女王”級航母為例，其搭載瞭2臺MT-30燃氣輪機，單臺出力達40兆瓦，在2臺總出力達22兆瓦的16V38B柴油機組的輔助下，MT-30即可驅動這款7萬噸級航母來到約27節的最大航速。而既然國產新型F級重型燃氣輪機的出力都高達300兆瓦瞭，那在其基礎上研發一款出力相對較小、適合成為艦艇動力的艦用燃氣輪機，似乎也是未嘗不可嘛。然而，筆者不得不對此想法潑上一盆冷水——這件事的實現概率恐怕並不大。
（艦用燃氣輪機有很多特殊要求和指標）
首次成功點火的國產300兆瓦級F級重型燃氣輪機，基本會且隻會用於民用領域中的發電和服務於工業生產等，即便發展衍生出一款出力適合於大型艦艇使用的型號，也很難實現上艦。究其原因，這款重型燃氣輪機從研發之初就沒有考慮過上艦，在適裝性方面天然不適合成為艦用主機。相比起民用燃氣輪機，軍艦使用的艦用燃氣輪機不僅追求同樣出力和熱功轉換效率，更對燃氣輪機的體積、重量和適應惡劣工況的能力等方面，有著十分嚴苛的要求。
（艦用燃氣輪機的安裝位置）
簡單來說就是，艦用燃氣輪機要盡量少地占用艦內艙室空間，以便讓艙室結構和功能的劃分更加合理；重量要盡可能地輕，以便減少對艦艇排水量的占用，以及便於全艦重量的分配和重心配平；適應惡劣工況的能力要盡可能地強，尤其是在艦內封閉艙室所帶來的高溫和高海況所帶來的大幅搖擺環境下，實現穩定運轉。除瞭這些，艦用燃氣輪機還要盡力減小運轉時發出的噪音和震動，這些軍標基本都是民用產品不會刻意提高研制難度去追求的。
（中國在重型燃氣輪機領域取得巨大突破）
不過無論如何，國產300兆瓦級F級重型燃氣輪機的首次成功點火，都意味著國內在該領域取得瞭新的巨大突破，值得所有人肯定。等待中國摘取的“現代工業皇冠上的明珠”，註定會越來越少。