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 燃氣渦輪快充鋰電潛艦		  發表新標題  回覆本標題
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oops
路人甲乙丙

714 Posts
Posted - 11/04/2021 :  18:01:11  會員資料 Send oops a Private Message  引言回覆
我的空想請見圖
1.設計主軸: 燃氣渦輪主機(高出力發電快充)
我提議將附圖的寬弦內殼段(紅段)延長
以在其中央插入一段燃氣渦輪主機艙/電池艙(藍框處)

https://imgur.com/JoF5bFQ

2.燃氣主機進氣對策
由於此主機艙位置正對呼吸管下方 因此能將主機進氣直通氣道
燃氣主機巨大進氣需求
依靠呼吸管頂部的進排氣口 額外設置一具小燃氣渦輪
小燃機初級風扇與末級渦輪是離心葉盤設計 作用方式是
在獨立小燃機的前級安裝離心或軸流風扇 旁通直吹/抽呼吸管進排氣
來對正下方的燃氣主機強制換氣
強制換氣機與進排氣外口總成將由帆罩尾端的大型整流罩包覆
呼吸管升起時整流罩露出海面
整流罩前下方與後下方適當開啟進行強制換氣
(參考海象級帆罩整流罩)

換氣抗浪問題在強制換氣總成上安裝毫米波雷達控制器
抓準浪高高度 距離
在進氣組淹沒前關閉換氣機與主機供油
連通進排氣喉道令其暫時空轉 封閉進排氣外口
待浪峰通過隨即恢復運轉

3.隔艙調整與進氣補強
至於原主機艙(黃段)船身則被加長的寬弦段(紅段)取代
由於原輔機艙也有分裝柴油機(綠段) 因此可扮演備援主機角色
鑒於強制換氣可能仍不夠燃氣主機使用
可考慮將整個帆罩尾端空間容納加大的呼吸管伸縮段
桅管收回時
可收入類似彈道飛彈垂發器的水密柱艙(淚滴剖面 粉紅段)
此柱艙將與主機艙前段水密隔堵/防火牆形成總體結構
底層換氣內口設於帆罩下內殼上 降低水密施工難度(粉紅圈)

4.目標航行性能
此設定將能提供1.5倍電池艙空間
使用鋰電池將可獲得3~4.5最高5倍蓄電量
以舵效航速的續航時間從102~120時拓展至306~540時
換算天數約14~21天
25節全速換算時速約4.5~9時
12節機動時數約45時
12節續航時間的出處 大鯨改新鋰電10節數據除以6.3


對了
紅外線外洩問題準備用強制換氣機進氣的旁通氣流對排氣流降溫
或者海水水霧混氣降溫
或者故意放給他爛
Edited by - oops on 11/05/2021 14:58:06

ian125
我是老鳥

9392 Posts
Posted - 11/04/2021 :  19:05:45  會員資料  Visit ian125's Homepage  Click to see ian125's MSN Messenger address Send ian125 a Private Message  引言回覆
這呼吸管應該要做的很巨大才夠燃氣渦輪的進氣量...
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oops
路人甲乙丙

714 Posts
Posted - 11/04/2021 :  19:09:32  會員資料 Send oops a Private Message  引言回覆
不打算全靠加大呼吸管
主要靠呼吸管頂部的燃氣直推強制換氣機
直接把空氣沿進氣管打進艙內的主機
Edited by - oops on 11/04/2021 19:10:26
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zfss
路人甲乙丙

2268 Posts
Posted - 11/04/2021 :  19:55:25  會員資料 Send zfss a Private Message  引言回覆
法国有展出过燃氣輪機潛艦得设计，不过是把燃氣輪機放在帆罩里
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waffe
我是老鳥

7601 Posts
Posted - 11/04/2021 :  21:28:27  會員資料 Send waffe a Private Message  引言回覆
這樣開下去會不會在台灣海峽的潛艇直接在新加坡就聽到了?燃氣輪機很響的。而且我記得以前課本有教過發電的動力部最經濟的是柴油機而熱效率最高的是複循環動力組(一個放屁一個吃屁......)單純的燃氣輪機熱效率並不高，拿來發電估計很費油，但這是很久以前教的搞不好我記錯了。
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oops
路人甲乙丙

714 Posts
Posted - 11/04/2021 :  21:47:34  會員資料 Send oops a Private Message  引言回覆
quote:
Originally posted by waffe

這樣開下去會不會在台灣海峽的潛艇直接在新加坡就聽到了?燃氣輪機很響的。而且我記得以前課本有教過發電的動力部最經濟的是柴油機而熱效率最高的是複循環動力組(一個放屁一個吃屁......)單純的燃氣輪機熱效率並不高，拿來發電估計很費油，但這是很久以前教的搞不好我記錯了。



好問題
燃氣機的噪音較為偏向高頻段
傳播距離較短 在水下艦艇減噪方面反而比柴油機易些
同時燃氣主機設置在寬船舷艙
有利於容納減震浮筏 整體式浮筏 浮動甲板等降噪設備 為主機降噪
至於燃氣機燃料經濟性差的問題 我打算躺平阿我就爛....
...還是有些對策的啦 例如英國IRC燃氣機換熱系統(勞斯萊斯WR-21)
這搞不好還能減低空氣消費量
Edited by - oops on 11/04/2021 21:53:15
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damau
路人甲乙丙

2134 Posts
Posted - 11/05/2021 :  08:15:48  會員資料 Send damau a Private Message  引言回覆
要不要乾脆搞成海底無線快充？？？
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cph0516
我是老鳥

8459 Posts
Posted - 11/05/2021 :  09:37:30  會員資料 Send cph0516 a Private Message  引言回覆
體積就算了
燃氣耗油問題不正視一下
需要大量的空氣遠超過柴油發動機
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小毛
我是老鳥

Taiwan
12671 Posts
Posted - 11/05/2021 :  09:45:37  會員資料  Visit 小毛's Homepage Send 小毛 a Private Message  引言回覆
分離式設計怎樣？就像潛艦載著一個特戰艇或是逃生艙，也可以設計成揹著一個燃氣渦輪發電艙，要發電時就和主艇分離，昇到海面發電，發電結束就回到主艇固定。中間就用纜線連結，發電時就饋電回主艇幫電池充電。或是乾脆玩大一點，Gogoro潛艦，揹著可交換式電池艙XD

** 小毛的新幻想空間逐漸復活中(新增3D圖喔).....**
http://lordmrx.pixnet.net/blog
歡迎參觀
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davidboy
路人甲乙丙

4102 Posts
Posted - 11/05/2021 :  09:50:22  會員資料 Send davidboy a Private Message  引言回覆
燃气轮机在额定转速燃油经济性是高于柴油机的，只是从怠速到全速耗油率都差不多，在工况复杂变换的情况下会给人油老虎的错觉。使用综合电力传动，燃气轮机在额定转速专心发电，并不会更费油。

毛子提出过闭式循环燃气轮机AIP潜艇，P750B。携带液氧作为氧化剂，燃气降温脱水脱二氧化碳后，加入纯氧再次参与燃烧。
不过考虑到毛子的AIP技术屡战屡败，这种剑走偏锋的东西靠不靠谱值得怀疑。
https://youtu.be/O7nuAU8_hg4

如果是普通开式燃烧的燃气轮机，你首先应该考虑的应该是排气问题，而不是进气。四冲程柴油机排气背压大，用一个单向阀就可以水下直排了。而燃气轮排气背压小，需要比进气管更粗的排气管才能工作。
坦克潜渡可以直观看到两者的差别，T72潜渡时，只需要一根碗口粗的进气管就足够发动机和车组成员使用了。


而燃气轮机的T80，潜渡需要一根脸盆粗的进气管，和一根更粗的排气管，以至于平时行军携带通气管是个大难题。



燃气轮机的M1也是一样，两根进气管，一根排气管，排气管的安装方式和直径与T80如出一辙。


关于进气问题，燃气轮机的压气机叶轮本来就是由燃气涡轮驱动的，再搞废气涡轮增压纯粹是班门弄斧，只会进一步降低排气背压。

通气管现在本来就非常容易暴露了，换成这么两根粗大的进排气管，还不如直接浮出水面快充。

海底电缆充电，适合密集群岛海域，方便多环形组网，避免被单点破坏。
Edited by - davidboy on 11/05/2021 10:01:31
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oops
路人甲乙丙

714 Posts
Posted - 11/05/2021 :  14:52:57  會員資料 Send oops a Private Message  引言回覆
喔啊喔啊喔啊~~~~

呼吸管頂部的強制換氣機不是廢氣渦輪啦厚
而是主機之外獨立的小型燃氣渦輪啦
小燃機整體架構比較類似高旁通比渦扇
但旁通道不跟核心段軸流做推進噴流
而是獨立通向呼吸管進氣口 做有動力源的強制進氣
如果排氣背壓有需求
那就也一樣
同一台小燃氣渦輪尾部接離心葉盤 對呼吸管排氣口做強制抽氣

呼吸管頂部有個大型外罩
容納呼吸管進排氣入口出口 小燃氣渦輪 進氣旁通道 排氣旁通道
與毫米波海面偵測器
偵測器連通呼吸管進排氣口 主機進排氣旁通管 小燃機與主燃機供油電腦
做滅頂時的燃機空轉控制
Edited by - oops on 11/05/2021 14:59:14
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davidboy
路人甲乙丙

4102 Posts
Posted - 11/05/2021 :  19:12:56  會員資料 Send davidboy a Private Message  引言回覆
在千方百计避免暴露的通气管顶部装一堆加压设备，是否合理姑且不论。

你的问题可以简化成，一个细长管道，不增加管径，靠在通气管入口的涡轮机加压加速，能不能显著提高通气量。这方面我是外行，定性的感觉是不行的。

通气管深度，潜艇的主机距离水面大概有20米。如果管径做的很细比如几厘米，那么长细比超过200:1，那么可以近似看成一个，等径�茩�长管道内的亚音速流场，也就是Fanno流场。
此时因为管壁摩擦，靠近管壁的气体变成附面层，导致可用管径越来越小；另一方面，气体与管壁摩擦生热，动能转化成内能，气体熵增加。
亚音速下这两种作用相互作用，越远离进口，气体流速越高，在一个�茩�长管道，最终会达到音速，形成壅塞choke。这种叫做摩擦壅塞。

然后是排气，管道的进口处气体速度越高，温度越高，Fanno Flow越严重，越早出现壅塞。不巧燃气轮机的排气就是高速高温的。
T80，M1的排气管比进气管更粗，就是这个原因。因此如果管径不够，就是在出口处抽成真空，可能也解决不了问题。
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oops
路人甲乙丙

714 Posts
Posted - 11/05/2021 :  19:25:47  會員資料 Send oops a Private Message  引言回覆
看樣子除非那個模仿ICBM發射器的伸縮呼吸管做得出來
否則很難了

再請問
雖然知道柴油機消耗空氣量少
不過現代柴潛總馬力一直提高 進氣需求也會產生一定問題的吧?
而且傳統主機艙位置偏艦尾 距離呼吸管口更加遙遠又曲折

看第一張圖的棕色圈位置 有看到一大堆疑似進排氣設備的
那是怎樣運作的?
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davidboy
路人甲乙丙

4102 Posts
Posted - 11/08/2021 :  15:48:40  會員資料 Send davidboy a Private Message  引言回覆
我所知道的可能不具有普遍性，不过之前进过的老潜艇博物馆，柴油机的进气口和乘员舱不是气密的，风浪小的时候，允许在水上状态航行时打开通往柴油机舱的舱门，空气就可以通过出入舱口，经过机舱前面的几个舱室进入柴油机舱。这样，柴油机舱的空气状况就会好些。

这样的目的，是艇员为了追求隐蔽，通气管伸出太低的时候，海浪遮蔽浮阀，使进气口暂时堵住，柴油机就不得不从机舱内吸气，舱内空气就会变稀薄，形成所说的“真空度”，这样会导致艇员不适，但是可以避免停车。不过也出现解放军361潜艇那样，通气浮阀始终被海水掩盖，而柴油机没有紧急停车，全船被抽成真空的惨剧。

我前面贴的T72潜渡，通气管就直接接在车长舱盖上，柴油机直接从乘员舱进气。
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