楊王詩劍

2017年7月30日，八一大樓，中國工程院院士、海軍工程大學教授馬偉明從中央軍委主席習近平手中接過了代表著軍隊最高榮譽之一的“八一勛章”。耀眼奪目的獎章充分肯定了這位海軍專業(yè)技術少將在艦船發(fā)供電領域中取得的輝煌成就，而其中最廣為人知也是最引人注目的，當屬艦艇綜合電力推進技術。正是這項重大突破，一舉實現(xiàn)了中國海軍作戰(zhàn)艦艇動力系統(tǒng)從落后到領先的巨大跨越。作為艦船動力新的技術高峰，綜合電力推進技術正在迎來前所未有的變革。

理論很豐滿，現(xiàn)實很骨感

艦船電力推進技術是相對于艦船機械推進技術而言的。艦船機械式推進是指原動機（柴油機、燃氣輪機和蒸汽輪機等）通過齒輪減速機構將輸出的高速動力降速后，驅動螺旋槳以低速旋轉推進艦船運動。而電力推進技術，是指由原動機帶動發(fā)電機組發(fā)電，再由推進電機將電能轉換為機械能驅動推進器，實現(xiàn)艦船機動。不難發(fā)現(xiàn)，兩種推進方式在機理上存在根本區(qū)別，機械傳動裝置是將燃料燃燒的熱能轉換為驅動螺旋槳運動的動能，而電力傳動裝置則是“熱能-機械能-電能-機械能”的能量轉化路徑。理論上，電力推進比機械推進有獨特的優(yōu)勢。

一是有利于艦艇總體布局設計。傳統(tǒng)機械推進裝置的軸系長度往往占到艦艇全長的40%左右，導致艦艇的設計長度在很大程度上取決于推進裝置軸系的布置，并且主機必須安裝在傳動軸附近，這些就使得艦艇總體設計的優(yōu)化受到一定的限制。采用電力推進后，推進裝置的能量就不需要靠動力軸來傳遞，原動機、發(fā)電機組和推進電機可以相對獨立布置，使得總體設計自由度大大增加。

二是有利于提高艦艇生存能力。電力推進不需要減速齒輪箱，而后者正是艦艇主要噪聲來源，同時有效避免了機械部件的振動、磨損等問題，能夠提高艦艇主體結構的壽命、降低維護難度。

采用了電力推進系統(tǒng)的美國“田納西”級戰(zhàn)列艦。20世紀初，艦船電力推進技術的大發(fā)展有很大的偶然性，但實實在在地促進了這項技術的發(fā)展

三是有利于提升艦艇操縱性。采用電力推進系統(tǒng)后，操縱控制從機械式轉變?yōu)殡娮涌刂?，啟動加速性好，制動快，正反車速度切換快，推進電機轉速易于調節(jié)，在正反轉各種轉速下都能提供恒定轉矩，能得到最佳的工作特性，使船舶取得優(yōu)良的操縱性。

不過，上述優(yōu)勢的確也只是從理論上而言。從構造上來看，電力推進和機械推進裝置區(qū)別在于，機械傳動裝置有一個大型變速裝置和主軸系統(tǒng)，電力推進裝置則有1個發(fā)電機、1個電動機以及相對機械傳動系統(tǒng)較小的變速裝置、較短的主軸。由于增加了發(fā)電機和電動機兩大砣“死重”，同時不能徹底取消變速箱，電力推進要實用化甚至取代機械推進，就必須研制體積小、重量輕、輸出功率高、能量轉換效率高的新型電機，將額外增加的體積和重量減小到現(xiàn)代艦艇可以承受的范圍內。因此，電力推進技術出現(xiàn)后相當長一段時間內，一直處于實用性不強的狀態(tài)。

一句話：理論很豐滿，現(xiàn)實很骨感。

短暫并非都是美好的

早在1886年，英國就建造了1艘電動小艇“伏特”號，并獨立完成了橫渡英吉利海峽的壯舉，可稱得上是電力推進水面艦艇的始祖。1888年，法國建造了“吉姆諾特”號潛艇。兩者均采用“蓄電池-電動機”結構的動力系統(tǒng)，類似于當下火熱的電動汽車。

大多數國家的海軍對電力推進技術也不陌生。由于工況所限，常規(guī)動力潛艇很早就采用“柴油機-蓄電池-電動機”結構的電力推進系統(tǒng)，由柴油機給蓄電池充電，蓄電池帶動電動機轉動推進潛艇。但蓄電池的功率密度有限，這一構造的動力系統(tǒng)無法在噸位較大的水面艦艇上使用。

直到20世紀初，實用的水面艦艇電力推進技術迎來了第一次大的發(fā)展機遇期。從民用的客輪、貨輪、油輪到軍用艦艇，世界各國建造了大量電力推進艦船，大名鼎鼎的美國海軍“列克星敦”級航母和“田納西”級戰(zhàn)列艦就在此列。

從技術水平上看，這一時期的電力推進艦船普遍采用“蒸汽輪機-電動機”作為動力系統(tǒng)，即利用蒸汽輪機帶動交流發(fā)電機，向推進用同步電機供電，再驅動螺旋槳。以“列克星敦”級航母為例，其采用16座巴布科克·威爾考克斯公司的重油鍋爐，4臺通用公司的蒸汽輪機-電動機，主機輸出功率180 000馬力。相對于“伏特”號和“吉姆諾特”號，這一時期的電力推進系統(tǒng)已經具備了較強的實用價值，并且經受住了實戰(zhàn)檢驗。

不過，受技術條件限制，早期的電力推進系統(tǒng)體積都非常龐大，傳動效率也不高，不僅浪費了不少有效噸位，而且存在維護保養(yǎng)難度較大的問題。其能夠迎來一次大的發(fā)展期，很大程度上是因為進入20世紀特別是一戰(zhàn)爆發(fā)后，戰(zhàn)場逐漸向海洋拓展，作戰(zhàn)艦艇呈現(xiàn)出大型化的發(fā)展趨勢，滿載排水量2萬～3萬噸、全長超過200米的大型戰(zhàn)艦紛紛出現(xiàn)，但傳統(tǒng)機械推進技術卻無法滿足這一迅速變化的需求，不僅超大型、高精度齒輪的加工難度導致傳動功率數萬馬力的變速箱難以制造，而且制造長達近百米的傳動軸也很不容易。在這樣的背景下，“落魄已久”的電力推進技術得以被重新啟用。

隨著精密加工技術的發(fā)展，大型戰(zhàn)艦配用的機械傳動裝置逐漸成熟，其相對緊湊的體積和較高的傳動效率較同時期的電力推進裝置具有明顯優(yōu)勢，大型艦船又重新回到了采用傳統(tǒng)軸系的直接推進技術，電力推進技術的黃金時期也隨之結束。直到現(xiàn)在，機械傳動裝置依然是水面作戰(zhàn)艦艇的主流動力方案。

“公爵”重開大門

盡管電力推進技術暫時退出了作戰(zhàn)艦艇領域，但其較機械推進技術的天生優(yōu)勢使其始終存在著“重生”的可能，這種可能在20世紀70年代開始逐漸顯現(xiàn)。隨著自動化和電子技術、可控硅整流技術以及稀土材料在電機中的廣泛應用，電力部件向大功率方向飛速發(fā)展，功率-體積比不斷提高。80年代以后，實用化的永磁電機大幅壓縮了艦艇電力推進裝置的體積和重量，加上大功率、低油耗的新型燃氣輪機面世，為電力推進技術的回歸提供了堅實的技術基礎和背景。在艦船建造上功底深厚的英國人再次“第一個吃螃蟹”。

20世紀70年代起，英國皇家海軍開始規(guī)劃新一級23型護衛(wèi)艦（“公爵”級）。其主要任務是獵殺闖入巴倫支海的蘇聯(lián)潛艇，因此，核心指標之一是擁有較低的聲噪。為此，英國創(chuàng)造性地設計了復合柴電與燃氣輪機（Combined Diesel Electric And Gas Turbine，CODLAG）動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)由兩套不同的推進裝置并行組成，在高速航行時，以燃氣輪機作為原動機，采用機械推進方式;在執(zhí)行反潛任務時，則以柴油發(fā)電機發(fā)電，采取電力推進方式，從而達到最佳靜音效果。采用同樣設計的還有美國海軍“黃蜂”級兩棲攻擊艦“馬金島”號（LHD-8）和德國F-125型護衛(wèi)艦。

英國皇家海軍23型護衛(wèi)艦帶動了大中型水面主戰(zhàn)艦艇重啟電力推進技術，其采用復合柴電與燃氣輪機動力系統(tǒng)，形成了機械與電力推進相結合的混合推進方式

需要指出的是，23型護衛(wèi)艦采用的電力推進裝置都不是“列克星敦”級航母的復制。從驅動電機的軸馬力來看，兩者基本相近，但前者只有“列克星敦”級航母10%的排水量，并且也沒有撤除機械推進裝置，可見當時的電力推進裝置的體積重量已經完全在水面艦艇可承受范圍內，“公爵”重新打開了主戰(zhàn)艦艇電力推進技術的大門。

還是英國人

雖然23型護衛(wèi)艦開創(chuàng)了水面作戰(zhàn)艦艇電力推進系統(tǒng)的新篇章，但不容忽視的是，23型護衛(wèi)艦為了兼顧機動和反潛性能所設置的兩套動力系統(tǒng)給艦艇設計帶來了較大難度，無形中增加了成本，況且其本質上還是機械推進，只是加了個電推的“小補丁”，并沒有充分發(fā)揮電力推進的優(yōu)勢。與此同時，艦載武器、電子設備的快速發(fā)展對電力需求急劇上升，傳統(tǒng)的供電設備越來越難以滿足新型戰(zhàn)艦的設計要求。美國海軍研制“宙斯盾”系統(tǒng)時，第一代原型機就因為耗電太大，超出了當時海軍現(xiàn)役艦艇的發(fā)電機裝機容量，而宣告破產。于是，美英等國開始研究更加全面、更加徹底的全電推進系統(tǒng)。

英國皇家海軍45型驅逐艦拉開了大型水面戰(zhàn)艦全電化的大幕

美國海軍于1986年提出“海上革命”計劃，其主要內容就是將綜合電力推進列為新一代艦船的推進方式。1988年又啟動了綜合電力推動項目，意圖通過將艦船電力推進系統(tǒng)和日用電力系統(tǒng)進行合并來提高作戰(zhàn)艦艇的性能。2002年，美國海軍提出了“電力海上力量之路”計劃，首先在綜合全電力推進的基礎上，使用更先進的原動機和輔助機械實現(xiàn)廣泛電氣化，應用綜合電力系統(tǒng)實現(xiàn)“電力艦”。然后在“電力艦”的基礎上實現(xiàn)“電力戰(zhàn)艦”?！半娏?zhàn)艦”是應用高能武器和先進探測設備的作戰(zhàn)艦艇，并最終以整合電力系統(tǒng)（Integrated Power System，IPS）的形式體現(xiàn)在最新一級驅逐艦“朱姆沃爾特”級首艦“朱姆沃爾特”號上（DDG-1000）。幾乎在同一時期，英國皇家海軍也在進行艦船綜合電力推進系統(tǒng)研究，設計的系統(tǒng)叫做整合式全電力推進系統(tǒng)（Integrated Full Electric Propulsion，IFEP），并且較美國兄弟似乎走得更遠，其“海神之子”級船塢登陸艦成為世界上首款采用全電推進的大型水面戰(zhàn)艦，45型驅逐艦則成為全電推進系統(tǒng)主戰(zhàn)艦艇的開山之作，而“伊麗莎白女王”號航母更是取代DDG-1000登上世界上最大全電推進水面戰(zhàn)艦的寶座。此外，法國海軍“西北風”級兩棲攻擊艦也采用了與英國皇家海軍相同的整合式全電力推進系統(tǒng)。

總的來看，無論是IPS還是IFEP，它們與23型護衛(wèi)艦及此前艦艇所采用的電力推進系統(tǒng)的最大區(qū)別在于應用了一套艦船綜合電力系統(tǒng)，是全電推進技術的核心支撐。那么，何謂綜合電力系統(tǒng)？

關于艦船動力變革的全新命題

眾所周知，無論是采用機械推進還是機械電力混合推進，亦或是早期的電力推進艦艇，動力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)都相對獨立，原動機輸出功率分別供給上述兩個分系統(tǒng)使用。而綜合電力推進的基本理念則是將動力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)整合起來，由一套發(fā)電機組和電力管理系統(tǒng)實現(xiàn)能源的生成配給。即原動機發(fā)出的功率全部用于帶動發(fā)電機發(fā)電，再根據艦船機動和艦載武器、電子系統(tǒng)的使用需求，由綜合電力控制系統(tǒng)統(tǒng)一分配。簡單來說，就是將電力推進系統(tǒng)和日用電力系統(tǒng)合為一體。

全電推進不僅擁有電力推進技術的所有優(yōu)點，而且還具備獨特優(yōu)勢：一是能夠大幅提升艦艇供配電效率。綜合電力系統(tǒng)可根據用電需求決定發(fā)電原動機的運行數量和類型，保證原動機始終處于最佳負荷狀態(tài)，提高機組的工作效率。美國海軍“伯克”級導彈驅逐艦就深受低速巡航狀態(tài)燃油效率不高的困擾，因此決定在Flight Ⅲ型上采用全電推進技術。同時綜合電力系統(tǒng)還能提高電網總容量，精確分配電能，保證能量利用效率的最大化。一句話，把電用在該用的地方。二是能夠大幅降低艦艇成本。采用綜合電力系統(tǒng)后，不用再配置額外的日常用電發(fā)電機組，可以大大減少艦上原動機配置數量，便于實現(xiàn)艦艇設備系統(tǒng)的模塊化和不同艦種之間設備系統(tǒng)的通用化，從而大幅降低艦艇的研制運行成本。三是能夠大幅拓展艦艇潛力。綜合電力系統(tǒng)通過對電力的優(yōu)化調配，可以滿足艦載雷達、電子設備和艦載武器日益增長的電能需求，即使是面對電磁炮、大功率激光武器等高能武器，也能提供足夠的能量，從而支撐艦艇作戰(zhàn)性能的全面提升。

從某種意義上來講，全電推進已經超出了艦艇推進技術的概念范疇，它是艦艇動力平臺的整體變革，是從“電”的角度對艦艇能源進行重塑。有專家稱，全電推進技術是繼風力、蒸汽機、核能之后的第四次艦船動力革命。鑒于美好的應用前景，世界各國開始謀求在本國海軍最新艦艇上撤掉笨重的機械軸承，換上輕巧便利的電纜，全電推進技術也成為世界各國海軍競相研究的全新命題。

此“高大上”非彼“高大上”

當然，像綜合電力系統(tǒng)這種劃時代的“高大上”技術，其發(fā)展過程必定不是一蹴而就。就目前應用的綜合電力系統(tǒng)而言，雖然構造機理都相似，但在技術難度和水平上存在一定差異，主要體現(xiàn)在推進用電動機的功率上。

早期的全電推進系統(tǒng)采用的主發(fā)電機組原動機是柴油機，主要用于軍輔船。原因在于，軍輔船與戰(zhàn)斗艦艇不同，要求的航速比較低，最高航速都在20節(jié)上下，因此，對推進電機的功率要求也比較小，從而輸配電系統(tǒng)就可采用低壓輸配電，綜合電力系統(tǒng)實現(xiàn)起來就相對容易。如“海神之子”級船塢登陸艦，采用2臺柴油機作為主原動機，2臺電動推進器（單臺功率6.25MW，共約17 000馬力），最高航速18節(jié)?！拔鞅憋L”級兩棲攻擊艦采用3組主柴油發(fā)電機組作為主原動機，推進器采用兩臺可轉式囊莢電動推進器（單臺功率7.5MW，共約20 400馬力），最大航速19～20節(jié)。

而大中型水面主戰(zhàn)艦艇至少需要具有30節(jié)左右或以上的高航速，此外，為確保性能指標還要裝備種類繁多的雷達探測系統(tǒng)，甚至還有電磁炮等高能武器系統(tǒng)，這些都決定了其綜合電力系統(tǒng)的功率需求遠高于軍輔船。因此，就出現(xiàn)了以燃氣輪機為主發(fā)電機組原動機的綜合電力系統(tǒng)。例如45型驅逐艦采用了2臺WR-21燃氣輪機（單臺功率25MW）作為主原動機，2臺20MW級（27 000馬力）的推進用電動機?！耙聋惿着酢碧柡侥负虳DG-1000則采用了2臺MT-30燃氣輪機（單臺功率36.5MW）作為主原動機，前者裝備了4具先進感應電動機（單機功率20MW），后者采用2臺先進感應推進電機，每臺功率34.6MW。

燃氣輪機為主發(fā)電機組原動機的水面作戰(zhàn)艦艇綜合電力系統(tǒng)的整體功率要遠高于柴油機為主發(fā)電機組原動機的軍輔船綜合電力系統(tǒng)，同時還要保證良好的適裝度和燃油效率。因此，“大功率”“高效率”“小型化”“低成本”就成為了發(fā)展綜合電力系統(tǒng)的關鍵詞。

6道難關

目前來看，在水面戰(zhàn)艦上廣泛應用的綜合電力系統(tǒng)主要由5個子系統(tǒng)組成，分別是發(fā)供電系統(tǒng)、輸配電系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)和電力管理系統(tǒng)。要完美融合并順利上艦，必須邁過6道難關：大功率高效原動機、大功率保護電器、大功率儲能變換技術、大功率低成本電力推進裝置、變頻調速技術和電力模塊集成技術。

吊艙式電力推進裝置基本結構示意圖?？梢钥吹剑跖撌酵七M裝置能夠通過自身轉向舵控制螺旋槳全向旋轉，從而實現(xiàn)任意方向的機動與制動，是未來電力推進發(fā)展的重要方向之一

大功率高效原動機 對于艦艇而言，一切戰(zhàn)技指標的根本都在于一款優(yōu)秀的發(fā)動機，綜合電力系統(tǒng)也不例外。發(fā)供電系統(tǒng)若沒有充足可靠的動力源，優(yōu)化電能管理也只是一句空談?？紤]到技術和成本因素，目前比較成熟的原動機有以下3類。

采用中間冷卻-加熱循環(huán)技術的先進燃氣輪機。該型燃氣輪機在熱交換器中合并了增壓中間冷卻器和回流換熱器（ICR），可以充分利用廢氣中的殘余熱量以增加燃燒效率，有效地減低了燃料消耗，從而兼具燃氣輪機的加速性和柴油機的低油耗性。不過，目前實現(xiàn)產品化的只有羅羅公司的WR-21，其最大功率時的燃油耗油率僅為184g/KW·h，這樣的經濟指標足以與大功率低速船用柴油機相媲美，非常適合于大中型水面艦艇的綜合電力系統(tǒng)。

先進循環(huán)燃氣輪機。這種脫胎于成熟航空發(fā)動機的燃氣輪機經過幾十年的發(fā)展已較為成熟，與中間冷卻-加熱循環(huán)技術的先進燃氣輪機相比，該型燃氣輪機的功率更大、體積更大、油耗更大，當然價格也更高，主要用于大型水面艦艇。目前比較成熟的船用先進循環(huán)燃氣輪機有羅羅公司的MT-30、烏克蘭曙光機器科研生產聯(lián)合體的UGT-25000、美國通用電氣的LM-6000PC等。以MT-30為例，其衍生自羅羅公司的經典航發(fā)“特倫特”800系列，重26噸，在常規(guī)狀態(tài)下最大輸出功率為36MW，緊急情況下最大輸出功率為44MW，巡航時則可以輸出25MW的持續(xù)低油耗功率。據介紹，MT-30的熱效率達到了42%，在最大持續(xù)功率時的油耗只有207g/KW·h，已經可與當今主流的艦用高速巡航柴油機相媲美。

中/高速柴油機。典型的有德國MTU公司的2000、4000以及8000系列柴油機，其中8000系列最大輸出功率達9MW。與現(xiàn)有單循環(huán)燃氣輪機相比，這類柴油機依靠相對成熟的技術和低廉的價格，更為重要的是比較理想的燃油效率，加上微處理器控制和燃油直噴等技術帶來的一系列改進，可視為建造全電推進水面作戰(zhàn)艦艇的動力方案之一。但與上述兩類燃氣輪機相比，功率相差較大。

大功率保護電器 輸配電系統(tǒng)是綜合電力系統(tǒng)的主干網絡，承載的功率非常大，必須采用中、高壓輸配電。45型驅逐艦的主配電盤電壓為中壓4 160V，DDG-1000的主配電盤電壓為高壓13 800V。而輸配電電壓越高，保護電器就越難分斷。因此，大功率保護電器是確保輸配電穩(wěn)定可靠的關鍵一環(huán)。目前來看，真空斷路器是保護電器的主要發(fā)展方向之一，已經投入使用的真空斷路器容量在7 200～10 000V、630～3 150A等級，其額定分斷能力一般能做到40 000～50 000A，完全能夠滿足大中型艦艇綜合電力系統(tǒng)的需要。

大功率儲能變換技術 一艘采用綜合電力系統(tǒng)的戰(zhàn)艦上，既有相控陣雷達、大型指揮自動化系統(tǒng)、推進電機等“電老虎”，也有照明燈之類的小型用電設備，如何將這些大功率設備和小功率設備匹配組網？就需要出色的變配電系統(tǒng)。可以預見的是，綜合電力系統(tǒng)配電網絡中單個脈沖周期內電壓從百萬伏級別瞬間降到幾伏，或者在數個脈沖周期內要維持幾萬伏電壓不變化都是可能發(fā)生的情況，這就要求變配電系統(tǒng)具備大功率儲能變換技術，核心組件就是具備高功率密度的轉換電容。

大功率低成本電力推進裝置 早期的電力推進技術一直無法實用，很大程度上源于推進裝置的功率不夠或體積太大，故而，提高功率體積比一直是推進電機的發(fā)展重點。而常規(guī)推進電機由于體積、重量非常龐大，根本無法上艦。只有通過研制基于新技術新原理的大功率低成本推進電機，才能真正實現(xiàn)綜合電力系統(tǒng)。

目前普遍使用的是先進感應電機，但其功率密度不足以支撐大型戰(zhàn)艦，因此，45型驅逐艦、DDG-1000和“伊麗莎白女王”號均是采用串聯(lián)多個感應電機的方式來實現(xiàn)足夠的功率。世界各國還在大力研究超導勵磁的直流電機、超導單極電機、高磁通常規(guī)勵磁的單極電機、永磁推進電機等。其中，永磁電機的實用可能最大。如羅羅公司就正在進行20MW級的橫向磁場永磁電機研究，但目前只有2MW級的驗證模型問世，離實用尚有一段時間。從功率體積比來講，3類電機的排序大致是超導電機>永磁電機>先進感應電機。事實上，美海軍在研制DDG-1000時主要瞄準的是永磁電機，但一些關鍵技術至今仍未克服。當然，性能極佳的超導電機仍是未來全電推進裝置的發(fā)展方向。

變頻調速技術 從電力角度來看，推進電機分為直流推進電機和交流推進電機。前者轉速調整范圍寬廣和平滑，過載啟動和制動轉矩大、逆轉運行性能好，在電力推進系統(tǒng)中長期占統(tǒng)治地位，20世紀初的電力推進技術基本都采用該型電機。而后者的輸出功率及轉速極限值比前者大得多，并且結構更簡單、成本更低、體積更小、可靠性更好，更符合大型戰(zhàn)艦電力推進系統(tǒng)的需求。因此，交流推進電機漸漸占據了水面艦艇電力推進系統(tǒng)的主導地位。

交流推進電機應用于船舶推進，關鍵是要解決調速控制問題。常用的交流電機調速方式有：變極調速、變轉差率調速、變頻調速。變極調速和變轉差率調速在大功率應用時都存在不小的局限性，因此現(xiàn)在普遍采用變頻調速方式，核心零部件稱作變頻器。

由于大型戰(zhàn)艦綜合電力系統(tǒng)的配電網絡均采用中、高壓電力，這就要求變頻器的電力電子器件具有較高的耐壓等級和電流密度。目前來看，絕緣柵雙極晶體管的應用前景較好，其耐壓值高達9 000V，工作電流大于6 000A，開關功率達到50MW。

電力模塊集成技術 要實現(xiàn)結構緊湊、高度集成的綜合電力系統(tǒng)，必須首先完成各子系統(tǒng)的模塊集成?？紤]到艦艇設備密集、電力系統(tǒng)容量有限，各系統(tǒng)間、系統(tǒng)內部的能量損耗與散熱、電磁兼容等都是必須解決的技術難題。

保存自己永遠是戰(zhàn)爭的第一法則

任何事物都有正反兩面，電力推進技術在提高能源使用效率、強化戰(zhàn)艦性能的同時，也存在不可回避的弱點短板。

一是電力線路的脆弱性。柔性電纜的絕緣套管和金屬外護套強度不高，即便加上薄鋼管，其防護能力也相當有限。相對而言，機械軸系中的傳動軸均采用鍛鋼件制造，在國標中，民船船軸一般用35號鍛鋼，軍船船軸會采用強度更高的合金鋼，不同船舶軸系的軸徑，直徑從40毫米到800毫米不等。根據權威機構計算，這樣高強度材料建立的軸系，能夠在很大程度上對抗魚雷、導彈、炸彈等爆炸產生的沖擊波，最大限度的防止軸系產生位移、應力等沖擊響應。

二是智能配控電的脆弱性。傳統(tǒng)的人工+機電式電力分配柜雖然效率低但冗余度高，綜合電力系統(tǒng)則是利用計算機集中自動化分配控制電力，一但設備損壞，即便電能依然能夠正常傳輸，電能也無法得到有效分配和控制。這就好比沒有物理按鍵的電視，如果遙控器壞了，那么將無法正常使用。

常規(guī)動力潛艇的柴油發(fā)電機組，它是潛艇電力推進系統(tǒng)的原動機，用于為蓄電池充電

三是損管能力的脆弱性。綜合電力系統(tǒng)采用高度集成的封閉式設計，加上電力傳輸管道一般空間狹小，戰(zhàn)損維護比較困難。特別是當海水大量涌入、金屬管線破損、搶救空間黑暗的情況下，很容易因漏電短路造成燃燒。在1942年的珊瑚海海戰(zhàn)中，美海軍“列克星敦”號航母被日本海軍2枚魚雷和1顆250千克炸彈命中后，受傷并不嚴重，鍋爐、發(fā)動機、推進電機三大動力組件均完好。但航空油管震裂后泄露的油料蒸汽揮發(fā)，引起爆炸和火災，主電纜的燒毀不僅造成電動舵機卡死，而且斷電使損管現(xiàn)場失去了所有的主照明和主電源，并進一步造成通信失靈。最后，損管不力的航母最終沉尸太平洋。

毫不夸張地說，上述3個問題一旦在強度烈度都急劇增加的現(xiàn)代海戰(zhàn)中發(fā)生，任何一個都可能導致致命性結果。這是全電艦艇必須重視的最主要問題之一，畢竟，相對于節(jié)能高效等“錦上添花”的優(yōu)點，生存性才是根本。

終點很遠也不遠

毫無疑問，一旦綜合電力系統(tǒng)的技術難題全部解決，作戰(zhàn)艦艇的性能將迎來質的飛躍，而這種愿景在各國海軍不斷努力和技術快速發(fā)展下，已經漸趨清晰、觸手可得。未來，綜合電力系統(tǒng)還將繼續(xù)深化發(fā)展。例如，在推進方式上，采用吊艙式推進方式取代目前的軸槳式或舵槳式推進;在輸配電網絡上，采用馬偉明院士提出的中壓直流電制替代目前的中壓交流電制;在應用對象上，從水面艦艇向核潛艇，特別是彈道導彈核潛艇拓展。綜合電力系統(tǒng)的最終發(fā)展形態(tài)，很可能是荷蘭皇家海軍于2001年提出的設想，即在現(xiàn)有全電艦艇的基礎上，所有閥門、絞盤以及方向舵等目前采用液壓系統(tǒng)或者壓縮空氣系統(tǒng)控制的機械設施也將采用電驅動，成為真正意義上的全電戰(zhàn)艦。我們有理由相信，這一天不會太遠。 [編輯/山 水]