[科普中国]-联合动力装置

联合动力装置是指由两种不同类型和型号的主机、传动装镫、轴系和推进器等构成的，能发挥各主机的特性和优点的动力装置。满足舰艇在不同航行工况下对动力装置的需求的动力装置。联合动力装置的构思是20世纪初为满足水面舰艇战术性能的要求而提出的。1

简述联合动力装置通常在低速工况（如巡航工况）航行时由一型发动机单独工作，而在某航速以上直至全速工况范围内由另一型发动机单独工作或者二型发动机共同工作。在低工况下单独工作的发动机组称为巡航机组，在高速工况时单独工作或者与巡航机组联合工作的发动机称为加速机组。巡航机组通常采用耗油率低，使用寿命长，功率不大的发动机（如轻型柴油机、蒸汽轮机或小型燃气轮机等），其功率占总功率的25%～50%。加速机组采用启动迅速、单机组功率大、单位质量和尺寸小的发动机（如燃气轮机），这样，舰艇既能在短时间内发出最大功率达到全航速，提高了战斗力，又能在长时间的巡航中减小燃料消耗量；增加续航力，还能减小装置的质量和尺寸，并使装置的机动性得到提高。根据这种思想，在各国海军舰艇中先后出现了多种形式以燃气轮机装置为主导的联合动力装置。1

组成形式联合动力装置主要形式如下。

(1)汽——燃联合动力装置

这种装置由于蒸汽轮机装置的一系列优点，与燃气装置联合后，能适应于功率较大的轻型舰艇，蒸汽轮机动力装置保证在80%全速以下航行所需的功率（即全功率50%左右），以使经济及质量尺寸指标为最有利。

(2)柴——燃联合动力装置

这种动力装置以柴油机为巡航基本动力，燃气轮机为加速或高速航行时的动力，主要有柴油机+加速燃气轮机（CODOG或CODAG）。

柴——燃联合动力装置中用得较多的是CODOG型柴——燃交替推进方式。由柴油机驱动进行巡航时的低速航行；由燃气轮机单独驱动做高速航行。柴油机和燃气轮机驱动的转换由自动同步离合器实施，这使CODOG在装置结构、控制和运行方面得以简化，提高了系统的可靠性。柴油机功率是按巡航速度需要而选定的，故能更加突出舰艇巡航工况下低油耗的优点，以获得更大的续航力；燃气轮机则按全速航行状态选用，使其接近额定工况运行，这样既能满足舰艇高速航行时的功率需求，又能保持较低的油耗而获得经济效益。

(3)燃一燃联合动力装置这种动力装置根据巡航主机和加速主机功率的大小。又分为燃——燃交替使用动力装置（COGOG）和燃——燃联合使用动力装置（COGAG）。

在COGOG中，加速机组的功率远大于巡航机组的功率；在COGAG中，巡航燃气轮机的功率也比较大。在高速时联合使用可提高舰艇的最高航速。

随着柴油机技术的发展，轻型高速高增压大功率柴油机已可满足护卫舰及小型驱逐舰的需要。这种全柴联合推进方式一般由两或三台同一型号柴油机通过并车带动一根推进轴。1

特点(1)因为采用了重量很轻的燃气轮机装置来提供很大一部分装置功率，因而联合动力装置的单位重量和绝对重量显著降低。

(2)由于采用了耗油率低的巡航装置，可以增大续航力或减少燃油贮备量。

(3)由于加速机组和巡航装置彼此独立，因此，提高了装置的可靠性。即任何一个机组发生故障不会完全破坏动力装置的工作。

(4)由于采用了燃气轮机装置，因此，提高了舰艇的机动性，使启动迅速，使巡航到全速工况过程加快。

(5)燃汽轮机装置进、排气管道巨大，增加了机舱结构的复杂性及布置上的困难。

(6)由于采用两种不同类型机组，所用燃油不一样，相应燃油管路较复杂；而且两台机组共同使用一台主减速器，导致该减速器较复杂。2

发展趋势联合动力装置的发展趋势和要研究解决的问题如下。

(1)燃气轮机联合动力装置是一种新型动力装置，与常规动力装器相比具有明显的优越性，已为各国海军所采用和大量建造。

(2)随着燃气轮机的不断发展和日益完善，舰艇联合动力装置的形式也不断变化和日趋完善，护卫舰如今普遍应用CODOG形式装置，驱逐舰则用COGOG形式装置和COGAG形式装置。联合动力装置发展初期所出现过的COSAG形式装置和CODAG形式装置，由于常规部分所占比例大。优越性受到限制，因而已经淘汰，如今已不再建造这类舰艇。

(3)除了燃气轮机之外，联合动力装置必须具有一整套结构复杂和技术要求很高的推进传动系统，它包括大功率高速齿轮，液力耦合器。各式离合器和同步离合器，弹性和挠性联轴器，以及大功率调距桨等传动设备。这些传动设备的技术水平和在推进传动系统中的配置是否合理，将显著影响联合动力装置的性能。随着联合动力装置的不断发展，推进传动系统也日益简化和完善。

(4)燃气轮机的进、排气道和自动同步离合器是伴随燃气轮饥联合动力装置的出现而带来的特殊装置，在研制这种动力装置时必须加以研究和妥善解决。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学