航空发动机可以改装成舰船用燃气轮机？那么它是如何实现的呢？
自1947年燃气轮机被首次应用在舰船上开始，其优越性迅速获得各国海军的认可，并开启了舰船动力燃气轮机化的新进程。但是随之而来的问题：即舰船燃气轮机的未来发展路线该怎么走呢？舰用燃气轮机是走航机改型的技术路线，还是走重新设计的技术路线，就这两条技术发展路线之争，争论长达40多年。后经过实践、几经反复，最终走上了航机舰用化改型的道路。各国不约而同的选择了航机改型的路子，又带来了新的问题，即航空发动机是如何改型成舰船燃气轮机的？今天笔者就来简要讲解航空发动机舰用化改型的一些相关技术。
现代军舰广泛采用燃气轮机作为动力
虽说航空用燃气轮机和舰船用燃气轮机同属于燃气轮机大家族，因而在改型上有很多的可行性。但是因为航空发动机是按航空使用环境条件和相应的设计规范设计研制的。它的参数、材料、结构和运行性能等各方面尚不能满足和适应船舶海洋条件的要求，因而必须根据船舶海洋条件对舰船燃气轮机动力提出的一系列具体技术要求，对航空发动机进行认真、切实的改装设计。因为航空发动机的舰用化改型涉及的面较广，且复杂，所以笔者只能拆分为几个部分来讲解。今天笔者主要讲母型机选择和部件改装部分。
航空发动机
母型机的选择
母型机的选型特点：
当面对型号繁多的航空发动机时，我们容易产生一个疑问：是否任何一种航空发动机都可以随意拿来就能作为舰用化改装的母型机呢？理论和实践告诉我们，想要获得高性能的舰船用燃气轮机，母型机的选择很重要，所以并非任何一种航空发动机都能随意拿来就能作为舰用化改装的母型机。例如早期开发的具有低压比，燃气初温不高的歼击机用涡轮喷气发动机，由于其翻修寿命很短、耗油率高，尽管尺寸小、质量轻、结构也紧凑，却不适宜被选择作为改装的母型机。而那些成批生产，经长期应用表明其技术成熟、可靠，具有高增压比、高燃气初温、高性能指标的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机才是最适合作为舰用化改装的母型机。
涡轮风扇发动机
主流舰船燃气轮机的母型机：
看到这里可能会有网友问，为何不用涡轮轴发动机或涡轮螺旋桨发动机做母型机改型呢？事实上，在早期有用过涡轮轴发动机和涡轮螺旋桨发动机做舰船动力的，只是现在用的少了而已。至于为何用的少了，拿当今世界上最具代表性的两款舰船用燃气轮机的母型机来看，既可以看出一些端倪。如大名鼎鼎的LM2500系列舰船用燃气轮机，它是以TF39涡轮风扇发动机为蓝本改型而来。而TF39涡轮风扇发动机是美国通用电气公司为满足远程重型运输机C-5的要求而研制的一款高涵道比涡轮风扇发动机。再看当下大热的MT30舰船用燃气轮机，它是由Trent 800涡轮风扇发动机改型而来。而Trent 800涡轮风扇发动机是英国罗尔斯·罗伊斯公司为大型商用飞机开发的一款高涵道比涡轮风扇发动机。从LM2500和MT30两款发动机可以看出，大量应用最先进航空发动机技术，且性能优良的的高、低涵道比的军用或民用涡轮风扇发动机是入选舰用化改装或技术移植的最佳选择对象。
国产的大功率涡轴
部件改装
1. 涡轮部件的改装：
由于航机改舰，大多选用的是航空用的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机作为母型机，而涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机在动力输出上，全部或部分依靠尾部喷气产生。舰船用燃气轮机的功率输出形式，是依靠轴对外输出做功，因而，无论是用涡轮喷气发动机还是用涡轮风扇发动机作为设计母型时，均应去掉其尾喷管、加力燃烧室及反推力装置，把航空发动机改变成燃气发生器，并配上重新设计的动力涡轮，这样构成符合技术要求的舰船燃气轮机。工作时，由原航空发动机的三大部件（压气机、燃烧室和涡轮）形成舰船燃气轮机的燃气发生器，产生高温高压的燃气来驱动新配置上的动力涡轮产生机械功，经减速后带动舰船螺旋桨转动，推动舰船前进。
燃机内部
2.压气机的改装：
由于舰船用燃气轮机皆设计成单流路形式，因此单涵道（单流路式）的涡轮喷气发动机作为设计母型时，压气机和涡轮部件仅做少量的适应性改装设计，可不做大的改装设计。但若选用具有内外涵道（双流路）的涡轮风扇发动机作为设计母型机时，则需要把原来的双流路改装成单流路形式。为此，必须对风扇压气机进行很大的改装设计（即重新设计低压压气机或对原风扇进行顶切设计）。由于低压压气机的重大变动，因此与其相匹配的低压涡轮也要重新设计。
某型燃气轮机改型前后对照
3.燃烧室的改装：
航空燃气轮机大多烧航空煤油，而舰船燃气轮机则大多烧柴油机，航改舰机型为了适应改烧柴油的技术要求，就必须对燃烧室进行改装设计。相较于煤油，柴油的黏性较大，使得燃油的流动性和雾化性能变坏、汽化速度变慢，容易造成燃机局部过热、积炭和冒黑烟，严重的还可能造成燃机在卸载荷时发生熄火事故。同时，柴油机的CH值较高，燃烧产物的热辐射剧烈。为了保证航改舰机型适应烧柴油，以及提高燃机在海洋环境条件下燃烧室工作的寿命等要求，一般做以下技术改装：如加强火焰筒体，特别是火焰筒头部冷却、喷油嘴的改进、燃料雾化和空气温合的改善、火炮筒掺混孔布局变动、气膜冷却加强火焰筒材料的更动和涂层的变换、燃油泵和燃油自动调节系统的相应变化等。
某型燃气轮机燃烧室
4.加装排气蜗壳：
由于船舶燃气轮机是以轴功率方式输出动力的，因此在航空发动机舰用化改装时，去掉其加力燃烧室、尾喷管和反推力装置，并配上符合技术要求的动力涡轮等。为了保证轴功率输出有合理的布局和条件，降低排气损失，应设置性能良好、结构合理的排气蜗壳。通常排气蜗壳的最终方向要与燃气轮机轴线成90°，特别是动力涡轮机匣和排气蜗壳都是燃气轮机的主承力构件和受热部件，因此要求它们具有符合技术要求的抗冲击性和热补偿性。动力涡轮和排气蜗壳的设计要综合考虑性能、结构强度、刚性和热应力、热补偿等各方面的问题。
某型燃气轮机进排气管
