鐳射:中國真能向俄羅斯出口艦用發動機嗎?
一
俄羅斯衞星網4月29日報道,俄羅斯外交部長謝爾蓋·拉夫羅夫週四(4月28日)會見中國國家主席習近平時表示,莫斯科希望與中國全方面加強合作並將擬定相關提案。
拉夫羅夫説:“我想向您轉達來自俄總統弗拉基米爾·普京的親切問候。他迫不及待地要訪問中國,與您再次會面。我的到訪主要是為此做準備。”“受您和普京總統委託,我們正在擬定旨在進一步加深雙方在政治、經濟、人文領域全方面合作的提案。”

4月28日,國家主席習近平在人民大會堂會見俄羅斯外長拉夫羅夫
其實,中俄之間的深入合作早已開始。特別是在軍事領域,中國已從俄羅斯武器購買方,開始向供應方轉變。2016年3月,著名俄羅斯軍事博主bmpd在他的博客中發佈了一則引人關注的消息:俄軍的21631型小型導彈艦在使用中國生產的柴油機。
據bmpd介紹,俄羅斯海軍代號為“暴徒-M”(Буян-М)的21631型小型導彈艦(МРК)有9艘的建造訂單,但只有目前已經完工服役的前5艘獲得了來自德國MTU公司的原裝16V4000M90型16缸船用柴油機,但現在這型發動機因為2014年歐盟對俄羅斯的經濟制裁而無法進口。在這種情況下,俄羅斯於2015年5月與中國河南柴油機重工有限責任公司簽訂合同,引進河柴在2013年推出的CHD622V20型20缸船用高速柴油機,代替德國MTU公司的原裝16V4000M90型16缸船用柴油機安裝在2艘在建的21631型小型導彈艦上。
這一消息使筆者想起2014年烏克蘭對俄羅斯實施武器禁運的決定。2014年3月29日,烏克蘭國有國防出口與工業機構烏克蘭國防工業公司董事長宣佈,烏克蘭國防工業公司已經禁止向俄羅斯聯邦出口所有的武器和軍事裝備。
蘇聯解體後,蘇聯時期建立起的完整的國防工業體系大部分被俄羅斯所繼承,但俄羅斯之外的其他原蘇加盟共和國也繼承了體系的某一部分,烏克蘭就是僅次於俄羅斯的第二大繼承者,比如著名的從事大型運輸機研製的安東諾夫設計局,從事坦克設計的莫洛佐夫設計局,從事重型液體火箭研製的“南方”設計局,從事航空發動機研製的“進步”設計局,從事艦船燃氣輪機研製的“機械設計”設計局等,都被烏克蘭“接盤”。由於蘇式計劃經濟不同專業技術領域條塊分割的傳統,這些企業在蘇聯國防工業體系中不可替代,使得今天的俄羅斯仍然需要來自這些企業的產品和技術支持。這也是烏克蘭敢於制裁俄羅斯的底氣所在。
在所有禁運項目中,對俄羅斯影響最大的當屬船用燃氣輪機。目前在俄羅斯海軍中,以燃氣輪機為動力的都是性能先進的主力艦艇。烏克蘭的武器禁運嚴重影響了俄羅斯海軍的戰備和發展——目前被俄視為主力艦來建造的兩型導彈護衞艦(11356M型和22350型)使用的都是俄烏聯合研製的燃氣輪機。烏克蘭危機後,烏方停止向俄交付燃氣輪機,這兩型護衞艦的建造被迫暫停。筆者不禁想到,既然西方對俄羅斯的船用柴油機禁運為中國船用柴油機出口俄羅斯創造了機會,那麼,中國能不能利用烏克蘭對俄羅斯實施武器禁運的機會,實現對俄羅斯的船用燃氣輪機出口呢?

由於失去發動機供應,原定於2017年交付俄羅斯海軍黑海艦隊服役的11356M型護衞艦第四艘“布塔科夫上將”號被迫不裝發動機直接下水
二
1946年7月9日,蘇聯政府決定,在南部造船工業中心——尼古拉耶夫市(後來建造庫茲涅佐夫級航母的黑海造船廠即位於此地)建設艦用蒸汽輪機工廠。1954年5月,根據這一計劃建立的南方汽輪機廠,亦即現在的曙光工廠前身,實現滿負荷生產能力。但由於此前在列寧格勒(今俄羅斯聖彼得堡)已經存在船用蒸汽輪機研製生產機構,1954年5月18日蘇聯重工業部決定,由南方汽輪機廠專門負責艦船用燃氣輪機的設計製造。此後,該廠成了蘇聯唯一的船用燃氣輪機研製生產基地,蘇聯海軍所有采用燃氣輪機動力的艦船所使用的各型燃氣輪機都出自這裏。蘇聯解體後,烏克蘭政府將其更名為“曙光—機械設計”聯合體,由負責設計的“機械設計”設計局和負責生產製造的“曙光”工廠兩部分組成。
綜合各方面信息,目前俄羅斯海軍中使用燃氣輪機作為動力裝置的大中型艦艇,有3艘1164型光榮級巡洋艦,9艘1155型無畏級大型反潛艦,3艘1135型克里瓦克級護衞艦,2艘11540型不懼級護衞艦,2艘11661型獵豹級護衞艦,以及在建中的6艘11356M型護衞艦、4艘22350型多用途護衞艦等。除了1艘庫茲涅佐夫級航母、1艘基洛夫級核動力巡洋艦和3艘現代級驅逐艦外,這些艦艇包括了俄羅斯海軍現役大中型艦艇的幾乎全部,是俄羅斯海軍的中堅力量。
清點一下它們所使用的動力裝置:
光榮級巡洋艦:採用一套M-21型燃-蒸聯合動力系統,該系統包括兩台帶廢氣鍋爐-蒸汽輪機的M62(最大功率6000馬力)型巡航用燃氣輪機,和4台帶兩套廢氣鍋爐-蒸汽輪機的DT59(烏克蘭編號UGT-16000R,最大功率22500馬力)型加速用燃氣輪機。
無畏級大型反潛艦:採用一套全燃聯合動力裝置(COGAG),該系統由兩套M-9型全燃動力系統組成,每套系統包括一台M62型巡航機和一台DT59型加速機。
克里瓦克級護衞艦:採用一套COGAG裝置,由兩台M62型巡航機和兩台M-8K(烏克蘭編號UGT-16000,最大功率20000馬力)型燃氣輪機組成。
不懼級護衞艦:採用一套COGAG裝置,由兩台M70(烏克蘭編號UGT-6000,最大功率7000馬力)型巡航機和兩台M90(烏克蘭編號UGT-15000,最大功率24000馬力)型加速機組成。
獵豹級護衞艦:採用一套柴-燃(CODOG)聯合動力裝置,由兩台M90加速機以及兩台D61巡航用柴油機組成。
11356M型護衞艦:採用一套COGAG裝置,由兩台M70型巡航機和兩台DT-59型加速機組成。
22350型多用途護衞艦:採用一套CODOG裝置,由2台M90FR(烏克蘭編號UGT-15000+,最大功率27500馬力)加速機和2台10D49巡航用柴油發動機組成。
以上俄羅斯海軍艦艇所用燃氣輪機全部出自烏克蘭“曙光—機械設計”聯合體,俄羅斯海軍對烏克蘭燃氣輪機的依賴由此可見。一旦烏克蘭對俄羅斯實施武器禁運,不但被俄羅斯視為主力艦的11356M、22350等型號的採用燃氣輪機動力的新艦艇將因為缺少動力系統而導致無法按時完工服役,而且還會影響到現有艦艇的零備件供應,這正是烏克蘭的目的所在:通過禁運,使得俄羅斯的這些艦艇因為動力裝置失修而失去行動能力,從而摧毀俄羅斯海軍水面艦隊的戰鬥力。

UGT-16000型燃氣輪機,烏克蘭拒絕向俄羅斯交貨導致11356M型護衞艦第四艘“布塔科夫上將”號被迫不裝發動機直接下水的就是它

UGT-15000型燃氣輪機,該機是蘇聯第三代船用燃氣輪機,總體性能與美國的LM-2500基本型相當。俄羅斯目前建造中的22350型護衞艦的動力裝置由2台10D49型柴油機和2台UGT-15000FR型燃氣輪機組成,但只有前兩艘所需的燃氣輪機獲得了烏方的供貨,第三艘“戈爾什科夫海軍元帥號”採用由俄羅斯土星公司自行製造的版本,結果2014年12月第一次出海試航就發生了故障。
三
從前面介紹的俄羅斯海軍目前使用燃氣輪機的軍艦的情況可以看出,目前俄羅斯海軍對船用燃機的需求,主要是UGT-6000、UGT-15000和UGT-16000,其中UGT-16000屬於蘇聯第二代船用燃機,UGT-6000和UGT-15000屬於蘇聯第三代船用燃機。那麼,中國目前有沒有能力為烏克蘭接盤,代替其向俄羅斯海軍提供這些船用燃氣輪機?回答是肯定的。
中國的燃氣輪機研製工作從50年代開始起步,早期曾仿製過蘇式小型船用燃機,後來又在渦噴-8、渦槳-6、渦扇-9等航空發動機的基礎上,研製了407、408、409型航改燃機,但都沒有投入使用。中國海軍真正進入燃氣輪機時代,是在80年代以後。
1988年,中國海軍第二代驅逐艦052型驅逐艦的首艦在上海江南造船廠開工,1991年6月下水,隨後命名為哈爾濱號,舷號112。二號艦於1991年在上海江南廠開工,1993年10月下水,1996年5月加入北海艦隊服役,命名為青島號,舷號113。與此前的051型“旅大”級相比,052型驅逐艦的最大不同在於,它採用的是柴-燃(CODOG)聯合動力裝置,該系統由兩台美國GE的LM2500燃氣輪機和德國製造的MTU20V956TB92型巡航柴油機組成。
雖然由於受到80年代末美國對華軍事禁運的影響,LM-2500燃氣輪機的來源中斷,052型驅逐艦因此只造了兩艘,但這兩艘驅逐艦的燃氣輪機動力所顯示出的優勢給中國海軍留下了非常深刻的印象,由此中國海軍堅定了主力艦艇動力燃氣輪機化的決心。
由於LM-2500的來源中斷,1993年中國從烏克蘭引進UGT-25000船用燃氣輪機整機及生產製造技術以代替LM-2500。UGT-25000是蘇聯第四代船用燃機,最大功率33000馬力,除了重量和體積略大於LM-2500以外,在油耗、效率等方面都與LM-2500相當,是一型性能較好的艦用燃氣輪機。“曙光—機械設計”聯合體於1985年開始研製,由於蘇聯解體未能完成。得到中國的資金支持後,聯合體才得以完成該燃機的研製工作。
據報道,由於一開始烏克蘭不願意轉讓全部製造技術,因此中國只能以烏克蘭提供的零部件組裝。進入21世紀後,烏克蘭政局動盪,經濟每況愈下,為贏得中國資金支持,方才同意向中國轉讓UGT-25000燃氣輪機的全部技術。
國產化的UGT-25000的國內名稱為QC-280,中國海軍用一台QC-280燃氣輪機替代了169“武漢”艦上一台進口GT-25000(為保險起見,另一台仍然採用進口原裝的UGT-25000),並派往索馬里海域執行護航任務。經護航實戰經驗,證明國產化的QC-280燃機各方面性能與進口機組相當,可以投入量產。目前,國產QC-280燃氣輪機已經裝備了全部6艘052C型驅逐艦。
另據報道,目前中國正在建造中的052D型驅逐艦也採用該機作為主動力。另外,為滿足國內天然氣管線建設的需求,中船703所和哈爾濱汽輪機廠合作,還在QC-280燃氣輪機的基礎上,研製出了用於驅動壓縮機的30MW級燃氣輪機,首台機組已於2012年底下線。
從結構上來看,UGT-25000是在UGT-15000的基礎上,通過加裝超音速、寬葉型的零級葉片以大幅提高發動機的空氣流量,並提高燃氣初温,從而達到提升功率的目的,也就是説,UGT-25000是UGT-15000的升級版,可以類比美國GE公司的LM-2500基本型到LM-2500+。既然如此,在中國完全掌握UGT-25000/QC-280製造技術的情況下,將其“還原”為UGT-15000,自然也不是難事。考慮到UGT-15000在重量、外部尺寸和功率上都與UGT-15000相近,在QC-280的基礎上搞一款能與之兼容的燃氣輪機也不困難。這樣,俄羅斯海軍大中型艦艇常用的兩款加速機,就都可以得到解決。
另據報道,中國2002年從“曙光—機械設計”聯合體引進UGT-6000+船用燃氣輪機,並將其用在國產新型氣墊登陸艇和引進的958型“歐洲野牛”大型氣墊登陸艦上。為實現這兩型艦動力系統的國產化,黎明公司、中航燃機動力公司、606所等合作,在國產“太行”發動機核心機的基礎上開發研製出QC-70燃氣輪機,並於2008年4月28日通過技術鑑定。該機利用90%以上的太行部件,功率、熱效率、外部尺寸都與UGT-6000+相同,價格則為後者的四分之三。這款燃氣輪機完全可以代替UGT-6000,作為俄羅斯海軍小型艦艇的主機或大中型艦艇的巡航機。
由以上分析可見,就中國目前的燃氣輪機工業水平而言,代替烏克蘭向俄羅斯提供船用燃氣輪機,完全不存在技術上的困難。
值得一提的是,由於近年來俄烏關係一直不穩定,俄羅斯幾年前就開始着手船用燃氣輪機的國產化,避免過度依賴烏克蘭。“留裏卡-土星”聯合體、彼尓姆“航空發動機”聯合體近年都聲稱自己開發出了多款船用燃氣輪機,但均未見俄羅斯海軍使用,這似可説明,俄羅斯的本土生產商目前尚不具備生產合格的船用燃氣輪機的能力,其綜合性能並未達到俄羅斯海軍的要求。2014年烏克蘭宣佈對俄實施武器禁運後,俄宣佈,將於3年後,也就是2017年實現船用燃機自給,但去年他們將這一日期推遲到2018年,可見俄羅斯在推動船用燃氣輪機自給方面遇到了困難。
即使俄羅斯能夠搞出合格的船用燃機,從頭建設生產線也需要成本,這對現在的俄羅斯來説,能否承擔得起還是個問題。這正為中國燃機製造商進入俄羅斯船用燃機市場提供了一次大好機會。俄羅斯如果能從中國獲得所需的船用燃氣輪機,就能維持其國防科技研發體系的完整性,從而將有限的軍費用到更加優先的核潛艇等領域。就看中俄兩國決策者的選擇了。


國產QC-280船用燃氣輪機,是UGT-15000的大改升級版本,相當於從LM-2500升級到LM-2500+,將其還原成UGT-15000沒有任何技術難度
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