最先进军舰发动机竟与我国古代花灯技术暗合

发动机作为现代武器的心脏，一直以来是我国军工产品的短板所在，在航空上反映在航空发动机的推力，可靠性与先进水平有差距。而在军舰制造上，则反映在燃气轮机的工艺水平上。说来也巧，飞机和军舰的发动机虽然名称不同，原理却非常相似，以至于很多燃气轮机都是以飞机发动机为基础改的。燃气轮机是怎样工作的呢，其实它的工作原理我国人民早在几千年前就已经懂得并且熟练运用了。

走马灯是我国民间一种奇特的花灯，在灯会过年时，可以看到灯中的纸人纸马徐徐转动，在灯壳上映出了走动的人马图像。这种灯的原理是用彩纸糊方形或者圆形的灯壳，再用纸片剪成人、马，贴在一个纸轮下面的支架上。

纸轮放在灯壳上部，灯壳中间插有蜡烛，这就做成了走马灯了。点燃蜡烛，空气从灯的下部流入，经蜡烛火焰加热，变成了热的燃气，热燃气比冷空气轻，于是不断上升流动，冲动了蜡烛上面的纸轮，使纸轮旋转并带动纸人纸马一起旋转，这就形成了走马灯。

而燃气轮机就好像是躺着的走马灯，我们把蜡烛燃烧的地方换成喷油燃烧，就成了燃气轮机的燃烧室。如果把纸制的叶轮换成钢制的叶轮，这就相当于燃气轮机的涡轮。如果我们在走马灯下部空气流进的位置，再装上一个提高空气压力的部件，这就构成了燃气轮机的压气机。压气机，燃烧器和涡轮就是燃气轮机的“三大件”，舰用燃气轮机除了“三大件”外，还有进气道，排气道和其他附件。

评价一种燃气轮机的参数一般有涡轮前缘温度。这一温度越高、就压强越大，涡轮受力也就越高，涡轮转速越快，那么就能带动船的螺旋桨在水里转速越快。但温度又不能太高，否则涡轮叶片的物理特性就会改变，甚至出现断裂等情况，危及安全，因此需要冷却叶片。一般是在叶片内部开出若干专门的冷却孔，由压气机提供和的冷空气带走热量，叶片质量方面一直只我国的弱项，一直到我国神盾舰的QC-280燃气轮机出现，才缩小了与世界先进水平的差距。

另一个参数则是增压比，这是由压气机实现的。为了让更多的空气进入燃气轮机的燃烧室和涡轮，带动涡轮旋转，采取的办法是首先迫使空气的流动速度加快，然后再让高速流动的空气速度逐渐降下来。

在空气流动速度降低的过程中，后面的快速空气挤压前面的慢速空气，空气压力就提高了，一般发动机使用转子和静子来实现这一过程。转子加速空气流动，静子则提高压力，为了充分增压，要采取多级静子和转子。

因为一级的增压效果可能只有倍左右，一台约4万马力的燃气轮机，空气流量可以达到127公斤每秒，所以操作员千万不要站在附近，否则会很惨。高速旋转的转子和压力也给材料提出了更高的要求。此外，旋转速度不能过快，一旦空气超音速，就会形成巨大的阻力壁，空气流量会骤减，这对控制技术也提出了很高的要求。

材料学一直是我国的弱项和短板，也制约着我国发动机技术的前进，材料学又是基础科学，需要投入大量的钱和科技，却不能短期见得市场效应，这是我国工业必须补的课。没有捷径可走，千万不可走市场化求短期效益的路线。

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