动力:
L级由于需要容纳大尺寸机库,铺设大面积飞行甲板,因而气动外形设计不佳。不幸的是,由于高空低气压条件下各型舰载机失速速度均大幅提高,机母舰的航速仍像数十年前那样,是不得不考虑的重要航行参数。
L级最初建造时使用6台“舰-Ⅰ”型高压燃气轮机,舰体下方两侧(底层着舰跑道下方)布置了6个涵道每个涵道均容纳两组高速反转螺旋桨(总共4个螺旋桨)。同时每个涵道内的螺旋桨分别由其对应的主机驱动。每套燃气轮机系统由一部巡航机和一部加速机组成,巡航输出功率37兆瓦。
纸面计算得到的数据是,“领军”级以2/3全速放飞舰载机时,其航速将高达167节。但根据使用反馈情况来看,这个档位下空载航速只能达到120节左右,最大航速亦远远达不到要求。技术人员对螺旋桨进行测定才发现,由于主机需要布置在主装甲带内部,动力系统复杂的传动轴和变速齿轮箱使得发动机损失了大量功率,实际输入螺旋桨的功率只有31兆瓦(巡航)。而四叶变距螺旋桨在小倾角状况下的高转速再加上大直径桨盘,导致了以前只在水下螺旋桨应用中出现的、从未料到的桨尖空泡效应(与水中略有不同,此处空泡意指桨叶后的低压空泡)。此现象导致推进系统再次损失大量功率。这个问题十分矛盾,因为按照动量定理,桨盘直径越大,推力就越强,但同时桨尖速度也会越快。为保证足够空气流量,即使对涵道螺旋桨再进行优化,空泡效应也很难避免。
对于高航速要求的航空战舰来说,动力不足无疑是令人发指的。为了解决这个问题,原设计师采用了双管齐下的措施。
一方面,设计人员在原“舰-1”轻油燃气轮机的基础上放大设计出了输出功率42兆瓦的“舰-Ⅲ”型轻油燃气轮机。由于体积增大,“扭矩-电力-扭矩”转化的电力推进系统具有了装备的可能性。改进后的主机包括一台巡航机,一台加速机,一台逆变机和一台双枢超导发电机。电力的使用不仅无视厚装甲的阻隔,也为后来改造工程中加入的“用电大户”形成了有力保障。
另一方面,由于可以迅速降低转速,并在数秒内实现主机反转的逆变机的加入(此举亦有利于减小声辐射),变距螺旋桨显得多余起来。借最近一次大修之机,不仅将主机更换为“舰-Ⅲ”型,也将原来的四叶变距螺旋桨换为七叶大侧倾定距螺旋桨。这是在20世纪末期的高速潜艇上使用的,削弱空泡效应的有效技术,用在飞行器上的效果一样很好。这种螺旋桨因为大幅倾斜而可以降低转速,同时七片桨叶的非对称设计可以抑制空泡产生,防止空泡堆积。螺旋桨的更换使桨叶一下增加了35%
改进后的L级动力系统可以使该级舰巡航速度达到190节,最大速度达到245节,超过大部分航空战列舰。由于燃油效率提高,采用“舰-Ⅲ”型机的战舰油耗下降了12%,利用储存的基本燃料(4.8万吨轻油)可供巡航机连续运转284天,航程超过10万海里,足以应付洲际两线作战。
L级由于需要容纳大尺寸机库,铺设大面积飞行甲板,因而气动外形设计不佳。不幸的是,由于高空低气压条件下各型舰载机失速速度均大幅提高,机母舰的航速仍像数十年前那样,是不得不考虑的重要航行参数。
L级最初建造时使用6台“舰-Ⅰ”型高压燃气轮机,舰体下方两侧(底层着舰跑道下方)布置了6个涵道每个涵道均容纳两组高速反转螺旋桨(总共4个螺旋桨)。同时每个涵道内的螺旋桨分别由其对应的主机驱动。每套燃气轮机系统由一部巡航机和一部加速机组成,巡航输出功率37兆瓦。
纸面计算得到的数据是,“领军”级以2/3全速放飞舰载机时,其航速将高达167节。但根据使用反馈情况来看,这个档位下空载航速只能达到120节左右,最大航速亦远远达不到要求。技术人员对螺旋桨进行测定才发现,由于主机需要布置在主装甲带内部,动力系统复杂的传动轴和变速齿轮箱使得发动机损失了大量功率,实际输入螺旋桨的功率只有31兆瓦(巡航)。而四叶变距螺旋桨在小倾角状况下的高转速再加上大直径桨盘,导致了以前只在水下螺旋桨应用中出现的、从未料到的桨尖空泡效应(与水中略有不同,此处空泡意指桨叶后的低压空泡)。此现象导致推进系统再次损失大量功率。这个问题十分矛盾,因为按照动量定理,桨盘直径越大,推力就越强,但同时桨尖速度也会越快。为保证足够空气流量,即使对涵道螺旋桨再进行优化,空泡效应也很难避免。
对于高航速要求的航空战舰来说,动力不足无疑是令人发指的。为了解决这个问题,原设计师采用了双管齐下的措施。
一方面,设计人员在原“舰-1”轻油燃气轮机的基础上放大设计出了输出功率42兆瓦的“舰-Ⅲ”型轻油燃气轮机。由于体积增大,“扭矩-电力-扭矩”转化的电力推进系统具有了装备的可能性。改进后的主机包括一台巡航机,一台加速机,一台逆变机和一台双枢超导发电机。电力的使用不仅无视厚装甲的阻隔,也为后来改造工程中加入的“用电大户”形成了有力保障。
另一方面,由于可以迅速降低转速,并在数秒内实现主机反转的逆变机的加入(此举亦有利于减小声辐射),变距螺旋桨显得多余起来。借最近一次大修之机,不仅将主机更换为“舰-Ⅲ”型,也将原来的四叶变距螺旋桨换为七叶大侧倾定距螺旋桨。这是在20世纪末期的高速潜艇上使用的,削弱空泡效应的有效技术,用在飞行器上的效果一样很好。这种螺旋桨因为大幅倾斜而可以降低转速,同时七片桨叶的非对称设计可以抑制空泡产生,防止空泡堆积。螺旋桨的更换使桨叶一下增加了35%
改进后的L级动力系统可以使该级舰巡航速度达到190节,最大速度达到245节,超过大部分航空战列舰。由于燃油效率提高,采用“舰-Ⅲ”型机的战舰油耗下降了12%,利用储存的基本燃料(4.8万吨轻油)可供巡航机连续运转284天,航程超过10万海里,足以应付洲际两线作战。