艦船動力裝置主要有:蒸汽動力裝置、柴油機動力裝置、核動力裝置、燃氣動力裝置和聯(lián)合動力裝置。前兩種裝置發(fā)展得比較早，廣泛應(yīng)用于各類艦船，后面三種，系近十多年來迅速發(fā)展起來的新型動力裝置。艦船燃氣輪機動力裝置是指以燃氣輪機為主機的全燃化動力裝置。它自五十年代末期起，尤其是六十年代中期以來，已得到了極其廣泛的應(yīng)用。功率總數(shù)日益增長，裝艦使用范圍日益擴大，已由快艇發(fā)展到了護衛(wèi)艦、導(dǎo)彈驅(qū)逐艦、巡洋艦和直升機航空母艦等，可謂是舍我其誰。

　　燃氣輪機是以空氣為介質(zhì)，靠高溫燃氣推動渦輪機械連續(xù)做功的大功率、高性能動力機械。它主要是由壓氣機、燃燒室和渦輪三大部件組成，再配以進氣、排氣、控制、傳動和其他輔助系統(tǒng)。當燃氣輪機機組起動成功后，燃氣輪機就會開始進入穩(wěn)定的熱力學循環(huán)過程。壓氣機連續(xù)不斷地從外界大氣中吸入空氣并增壓，這個過程可以認為是壓氣機動能向空氣熱能和勢能的轉(zhuǎn)換，被壓縮后的空氣溫度升高有利于與燃料進行更猛烈的化學反應(yīng)（化學反應(yīng)速度和程度與溫度成正比），更大的膨脹比也有利于壓縮空氣燃燒后釋放更大的能量。壓縮空氣從壓氣機出來后即進入燃燒室，更先會在燃燒室進口被噴入燃料進行摻混，然后就會點火燃燒。這個過程可以認為是燃料化學能向空氣熱能和勢能的轉(zhuǎn)換，在短短幾十厘米的距離內(nèi)空氣的溫度上升數(shù)百甚至上千度，壓力也會激增。高溫高壓的燃氣從燃燒室出口噴出，就開始膨脹，在膨脹的同時推動渦輪葉片做功。這個過程就是燃氣熱能和勢能向動能的轉(zhuǎn)化。渦輪將燃氣的能量轉(zhuǎn)化為動能后，一方面用于壓氣機壓縮空氣持續(xù)進行熱力學循環(huán)，另外一方面由主軸將轉(zhuǎn)子的扭矩輸出，經(jīng)過減速器減速以后用于推動軍艦。整個熱力學循環(huán)完成使得燃氣輪機實現(xiàn)了燃料化學能向機械能轉(zhuǎn)換的終目的。

　　在軍艦動力方案選擇上，燃機輪機的主要競爭對手是艦用柴油機和艦用蒸汽輪機，但是由于燃氣輪機先天優(yōu)勢與軍艦動力系統(tǒng)性能要求更為吻合，燃氣輪機成為了各國軍艦動力系統(tǒng)發(fā)展的選擇。老牌海軍強國如美國海軍、英國海軍、日本海上自衛(wèi)隊的主力水面作戰(zhàn)艦只早已完成動力燃氣輪機化。

　　燃氣輪機個優(yōu)勢是功率密度極大。一般情況下，同等功率的燃機體積是柴油機的三分之一到五分之一，是蒸汽輪機的五分之一到十分之一左右。這是由于燃氣輪機本身精巧的連續(xù)轉(zhuǎn)動熱力學循環(huán)結(jié)構(gòu)造成的，體積小、功率大，非常適合軍艦分艙小、航速要求高的特點。

　　燃氣輪機的更二個優(yōu)勢是啟動速度快。雖然燃機的轉(zhuǎn)速是三種動力系統(tǒng)中的，但是由于整個轉(zhuǎn)子十分輕巧，在啟動機幫助下在1-2分鐘就可以達到轉(zhuǎn)速。而柴油機由于轉(zhuǎn)子運動源于活塞的往復(fù)，加速較慢，蒸汽輪機更是“反應(yīng)遲鈍”，整個系統(tǒng)達到功率輸出可能需要長達一小時的時間。而啟動速度，對于軍艦的戰(zhàn)時出動和反潛作戰(zhàn)時加減速性能有著直接的影響。

　　燃氣輪機更三個優(yōu)勢是噪聲低頻分量很低。真空分散機由于燃氣輪機本身處于高速穩(wěn)定轉(zhuǎn)動當中，產(chǎn)生的噪聲更多是高頻嘯聲。而柴油機的活塞往復(fù)產(chǎn)生了大量低頻機械振動噪聲，恰好迎合了海洋容易傳播低頻噪聲的特點，導(dǎo)致軍艦容易被敵方聲納探測。所以柴油機動力尤為不適合給反潛軍艦作動力系統(tǒng)。

　　發(fā)達尤其是美國早就認識到艦用燃氣輪機的巨大優(yōu)勢，研制大量燃氣輪機型號為自己的海軍提供充裕的動力，其中LM2500燃機基本統(tǒng)一了美國海軍大中型作戰(zhàn)艦艇的動力系統(tǒng)，還裝了24個海軍、350艘軍艦，號稱“驅(qū)動半個地球的海軍”。LM2500燃氣輪機是美國GE于20世紀60年代末研制的高效大功率船用燃氣輪機， 由TF39航空渦輪風扇發(fā)動機(民用型為CF6)改裝而成，是型更二代船用燃氣輪機。初的 LM2500燃氣輪機的輸出動力為25500馬力。

　　LM2500燃氣輪機為雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由單轉(zhuǎn)子燃氣發(fā)生器和自由動力渦輪轉(zhuǎn)子組成。燃氣發(fā)生器由壓氣機、燃燒室和壓氣機渦輪組成；壓氣機共16級，進口導(dǎo)葉和1-6級靜葉可調(diào)，壓氣機轉(zhuǎn)子為鼓形結(jié)構(gòu)；燃燒室為單環(huán)燃燒室，裝有30個燃油噴嘴和2個點火器，內(nèi)、外壁采用氣膜冷卻；壓氣機渦輪為二級軸流式，兩級動葉和靜葉均采用空氣冷卻，級和更二級靜葉為沖擊和氣膜冷卻，更二級動葉為沖擊和對流冷卻，由于采用了先進冷卻技術(shù)，雖然燃燒室出口溫度為1170℃，但渦輪葉片金屬表面的溫度仍不超過846℃；動力渦輪原為TF39中驅(qū)動風扇的渦輪，采用了低負荷設(shè)計，級數(shù)多達6級。

　　LM2500在不斷發(fā)展改進，實現(xiàn)了功率級別的跨越式發(fā)展。LM2500+是給LM2500增加零級壓氣機的功率加大的改進型機組，燃燒室出口溫度從1170℃增加到1205℃，壓比從18.8增加到23.3，空氣流量從70.3 kg/s增加到85.7 kg/s；額定連續(xù)功率29788kW;在上述功率下的熱效率37.8%。美國海軍的LHD1“黃蜂”級大型兩棲攻擊艦的動力裝置，本來采用的是兩臺共7萬馬力的蒸汽輪機，從更8艘“馬金島”號（LHD8）起，已經(jīng)改為使用兩臺LM2500＋燃氣輪機推進。

　　2005年GE開始對一代的LM2500＋G4燃氣輪機進行試驗，LM2500+G4是具有增加壓氣機、壓氣機渦輪和動力渦輪流動能力的LM2500+，升級改進基于適度的增加燃氣初溫和壓比，空氣質(zhì)量流量增加5%，其功率達到了47370馬力，效率進一步提高到39.3％。從初的25500馬力到G4的47370馬力，LM2500連續(xù)跨越了兩個功率等級的臺階，充分顯示美國在復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品研制上強大的預(yù)研和工程能力。

　　中國艦用燃氣輪機研發(fā)的起步并不算晚。根據(jù)“中國艦用燃氣輪機總師訪談錄”的介紹，1958年中國開始著手研發(fā)計劃的具體組織實施，決定成立南、北方兩個聯(lián)合設(shè)計組，先開展大、中、小三型機組的可行性論證和方案設(shè)計。1959年底，前蘇聯(lián)向中國轉(zhuǎn)讓了M-1艦用燃氣輪機技術(shù)，中國對該機組進行了以技術(shù)練兵為目的的仿制工作。僅用了11個月，輪機就完成了該型燃機的更臺樣機制造。不過由于各種原因，仿制樣機經(jīng)過3年才排除大量故障通過驗收試驗。后來該型燃機在一艘高速炮艇上進行了試驗并且裝了部隊。1964年完成設(shè)計的6000馬力燃機組是中國次自行設(shè)計研制的艦用燃機，但是由于研制周期過長加之原裝配對象計劃調(diào)整未能裝部隊。與世界上其他主要依靠航空發(fā)動機改燃機不同，中國由于航空發(fā)動機水平落后，采取的是改進和專用研制并舉的道路。

　　1967年中國決定將轟六轟炸機上的渦噴8發(fā)動機改進為大功率艦載燃氣輪機，這是中國更次進行“航改燃”實踐，但是終因為發(fā)達同意進口相應(yīng)型號受到?jīng)_擊無果而終。后來中國一直在艦用燃機方面不斷嘗試，但是一直沒能拿出一款成熟可靠性能優(yōu)良的艦載燃氣輪機。這就是中國6艘裝燃氣輪機的驅(qū)逐艦都采用外國產(chǎn)品的原因，其中112、113兩艘驅(qū)逐艦因為受到美國禁運影響，其裝的LM2500燃氣輪機到了使用時限也難以獲得大修。這同時也使得052型驅(qū)逐艦在建造完成2艘以后，就不得不停止建造。

　　中國在艦載燃氣輪機方面一直沒能突破技術(shù)瓶頸的主要原因有很多，既有航空動力方面的問題也有艦用燃機工業(yè)本身的體制問題。其中主要的一個原因是中國航空動力工業(yè)缺乏長期發(fā)展規(guī)劃。中國航空動力工業(yè)像很多落后一樣是從仿制和修理開始的。在老大哥的幫助下，中國迅速建立起一個能夠和世界水平比肩的航空工業(yè)體系，但是中國并沒有為航空工業(yè)以及航空動力工業(yè)制定一個從仿制到研制的長遠發(fā)展規(guī)劃，而是將航空工業(yè)本身的任務(wù)局限于仿制、生產(chǎn)和修理，確定了以生產(chǎn)為主的“遍地批量”發(fā)展方針。中國航空工業(yè)的運行狀態(tài)就是，仿制生產(chǎn)再仿制再生產(chǎn)，長期處于這種發(fā)展狀態(tài)下，中國航空動力工業(yè)對于現(xiàn)代航空動力系統(tǒng)的研究發(fā)展客觀規(guī)律認識極為不足。

　　航空發(fā)動機研制沒能突破相關(guān)技術(shù)瓶頸，與航空發(fā)動機技術(shù)相通的艦用燃機更是無從談起。在2004年，中國一航開發(fā)研制的國產(chǎn)新型燃氣輪機QC185在珠海航展上更次面世。而該機就是以太行核心機為基礎(chǔ)改進的輕型燃機，不過輸出功率17兆瓦的水平也不足于中國目前發(fā)展大型水面艦艇的需要。另外，中國艦用燃機輪機主要研制和生產(chǎn)單位存在于航空工業(yè)之外，在體制方面非常不利于航空發(fā)動機向燃氣輪機的改進工程。

　　航空強國的動力發(fā)展經(jīng)驗是進行核心機預(yù)研，然后在同一個核心機上再衍生出航空發(fā)動機和艦用燃氣輪機。世界的艦用燃機LM2500就是核心機預(yù)研工程的衍生產(chǎn)品。LM2500燃氣輪機衍生自美國GE的GE9核心機。GE9核心機衍生出F101大涵道比軍用加力渦扇發(fā)動機用于B1B超音速戰(zhàn)略轟炸機，將GE9的換算流量進一步減小發(fā)展出了GE15核心機。GE15核心機衍生出的渦噴型號YJ101參與競爭F-15和輕型戰(zhàn)斗機計劃（F-16研制計劃）但是輸給了普惠的F100發(fā)動機。后來競爭YF-17也就是今天的F/A-18艦載機項目時，GE將YJ101的低壓壓氣機放大成為風扇研制出了F404中推渦扇發(fā)動機。而將F404的風扇放大并與F101的小涵道比型號結(jié)合，就是F-15和F-16的動力F110。

　　在GE9核心機基礎(chǔ)上衍生的艦用燃氣輪機LM2500是世界上成功的艦用燃氣輪機，裝了美國阿里伯克級等多個的軍艦。而通用電氣與法國斯奈克瑪聯(lián)合研制的CMF56大涵道比渦扇發(fā)動機也是以GE9核心機為基礎(chǔ)的，CMF56發(fā)動機裝了空客A320等多種民航發(fā)動機，也是更三帶民用渦扇發(fā)動機的典型代表。這就是說，GE9一個核心機解決了F-15，F(xiàn)-16，F(xiàn)-18這些世界知名戰(zhàn)斗機、以伯克級驅(qū)逐艦為代表的各類艦艇乃至民航客機所有動力問題，這不得不說是核心機預(yù)研的巨大效益?？梢哉f，一型核心機的研制成功，意味著整個從天空到海洋的全面突破。美國從上世紀五十年代末就開始核心機預(yù)研計劃，而我國晚了大概30年，由于起步晚，經(jīng)驗和工業(yè)基礎(chǔ)不足，至今未能拿出一款大規(guī)模實用的核心機型號。

　　在國產(chǎn)燃氣輪機短時間難以成熟量產(chǎn)的情況下，中國不得不尋找新的艦艇動力系統(tǒng)，烏克蘭在解體前是前蘇聯(lián)的燃氣輪機研制、生產(chǎn)基地，當時其剛剛完成更四代GT-25000型燃氣輪機的研制工作，該機功率為33000馬力，除了重量和體積略大于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，中國除引進成品外用于建造052B/C兩型驅(qū)艦外，還從艦用動力立足國內(nèi)的角度考慮，與烏克蘭簽署了技術(shù)引進協(xié)議，引進技術(shù)自行生產(chǎn)。

　　根據(jù)國外媒體報道，中國船舶工業(yè)集團從烏克蘭進口了4臺GT25000型25MW船舶燃氣輪機。這四臺燃氣輪機于2001年6月(對)和2001年12月(更二對)交付，用于裝中國新下水的052B型驅(qū)逐艦。除此之外，根據(jù)海軍士官朱桂全在解放軍報發(fā)表的文章，可以分析得出至少在169艦、170艦、171艦上都已安裝了國產(chǎn)化的GT25000艦用燃氣輪機。這說明該燃機已經(jīng)被仿制成功并且已經(jīng)在索馬里進行實戰(zhàn)檢驗，中國自此進入了艦用動力發(fā)展的新時代。

　　GT25000燃氣輪機額定功率29000kW、效率36%，在額定功率上比LM2500基本型稍高。該機對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)方案具有不同的熱效率，三軸GT25000效率可以達到37%，但是依然低于采用更簡單的雙軸結(jié)構(gòu)的LM2500+燃氣輪機，顯示出該燃機與世界先進水平的差距。不過該機充足的功率保證了中國新型大中型艦艇的動力。

　　目前中國區(qū)域防空驅(qū)逐艦依然處于一種小步快跑的狀態(tài)，沒有達到所謂終“目標艦”的完整作戰(zhàn)性能。其主要原因是動力不足和通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置尚未研制成功。而GT25000燃機完成仿制之后，中國則無需再受到進口燃機數(shù)量的限制，突破動力瓶頸，開始新一輪的造艦熱潮。GT25000艦用燃氣輪機額定功率29兆瓦，實際輸出功率在23兆瓦左右。四臺GT25000燃機實際總功率可以達到90兆瓦左右。日本愛宕級防空驅(qū)逐艦和韓國KDX3級驅(qū)逐艦雖然都是萬噸的滿排，但也不過是70兆瓦的總功率水平。

　　中國海軍編隊長期在非洲亞丁灣執(zhí)行護航任務(wù)，每批艦艇都要在海外連續(xù)執(zhí)行任務(wù)數(shù)月之久，從未聽說過GT25000燃氣輪機在護航過程中動力出現(xiàn)過問題。朱桂全在解放軍報發(fā)表的文章中也這樣寫道“在五年里，作為海軍新一代主力戰(zhàn)艦的169艦、170艦、171艦，真空分散機在亞丁灣護航任務(wù)中表現(xiàn)搶眼，115艦、116艦多次完成出訪、出島鏈遠航任務(wù)。它們在遠航、護航、真空分散機聯(lián)合軍演中的出色表現(xiàn)，折射的正是人民海軍裝建設(shè)的飛速發(fā)展?！边@說明GT25000燃機仿制型號的可靠性和經(jīng)濟性適合中國國情，能夠滿足現(xiàn)階段中國海軍需要。但需要看到，中國主力艦只也僅僅是可以放心使用國外燃氣輪機的仿制改進型號。

　　現(xiàn)階段立足于GT25000的動力系統(tǒng)，可以通過對動力方案的調(diào)整做到中國將來各類主力艦只都有適合的動力可用。在驅(qū)逐艦方面，繼續(xù)深挖GT25000燃機的功率潛力，采用兩臺GT25000和兩臺艦用柴油機交替工作的方式可以為滿排在7000噸左右的驅(qū)逐艦使用。將GT25000功率降低從而增加壽命和經(jīng)濟性，然后采用四臺方案為9000噸滿排驅(qū)逐艦提供動力，這就可以突破以往軍艦排水量限制達到和阿里伯克級驅(qū)逐艦相當?shù)乃?，意味著中國主力防空艦綜合性能達到美國主力艦的水平。9000噸的防空驅(qū)逐艦和同級別反潛通用驅(qū)逐艦已經(jīng)能夠支撐起一個航母編隊的防空反潛反艦等綜合任務(wù)。

　　另外考慮到將來海軍對陸遠程打擊和驅(qū)逐艦單艦獨立執(zhí)行任務(wù)的需求，直接采用四臺GT25000燃機驅(qū)動滿排在11000-13000噸的大型綜合驅(qū)逐艦。該艦采用大容量垂直發(fā)射系統(tǒng)容納獨立作戰(zhàn)自衛(wèi)所需的遠中近防空反導(dǎo)導(dǎo)彈和用于攻擊的反艦導(dǎo)彈對陸巡航導(dǎo)彈，并在綜合完善雷達電子設(shè)支持下，在一定海域執(zhí)行綜合性任務(wù)具有相當高的效費比。該級別驅(qū)逐艦參與艦隊作戰(zhàn)時該艦可以作為火力加強性節(jié)點，負責艦隊中需要強火力支援的作戰(zhàn)任務(wù)。

　　目前根據(jù)朱桂全在解放軍報發(fā)表的文章看來，軍方內(nèi)部已對國產(chǎn)化的GT25000燃氣輪機予以了肯定。中國自研中等功率燃機項目也正在穩(wěn)定推進，中等功率燃機QC185也完成了試制并且次點火開始試車工作，預(yù)計數(shù)年之內(nèi)就能設(shè)計定型[

　　]。從此前國產(chǎn)驅(qū)逐艦已經(jīng)開工的情況來看，由于國產(chǎn)燃氣輪機已經(jīng)基本解決問題，中國海軍新一波的造艦高潮也業(yè)已展開。但我們?nèi)砸吹街袊m然擁有了種國產(chǎn)大功率艦載燃氣輪機，但它不僅是一款仿制型號，而且相比LM2500這些世界知名的艦用燃氣輪機仍然差距明顯。而中國燃氣輪機在下一階段要取得新的實質(zhì)進展，就必須取決于中國航空動力業(yè)在核心機預(yù)研上能否獲得關(guān)鍵性突破。由于中國航空動力工業(yè)是眾所周知的“老大難”，目前看來相關(guān)研究機構(gòu)的下一步工作可謂任重而道遠。
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