美国海军全电力军舰将于2012年成形

      作为海军未来舰队两栖技术的一部分，海军研究办公室正在寻找方案推动全电力舰船。海军希望发展这些舰船以更有效地使用船上电力并减少使用燃料。海军研究办公室舰船系统和工程部主管约翰表示，这一技术还将帮助未来高能量武器的需求，这些武器包括电磁火炮、高能微波和高能激光等。

　　全电力军舰的发展工作仍处于初期。海军研究办公室海上作战和武器分部主管理查德.帕齐克表示，海军研究办公室计划于2012财年之前研究出新的能力系统。“在这一点上，我们没有采购计划，因此更多的是技术推进”。

　　这一计划被称为下一代综合能量系统。它使用电力推进技术并将其与其他能源有效电力系统进行综合。帕齐克表示，“我们正在开始思考这一程序，以规划出未来电力部队的形状”。

　　例如，一些军舰将使用蒸气推动、水压推动或空气推动的附属系统。将这些系统转化为电力，并将其与电力推动系统进行结合，就能够产出全电力军舰。分析人士预测，电力技术拥有很多优点。

　　国会研究局研究员罗克在一份报告中表示，“电力推动可以在减轻舰船生命周期使用、增加隐形能力、载荷、逃生能力及能量等方面为海军军舰提供很多优点。”
　　当前，大部分军事舰船使用机械动力。这些系统使用齿轮来转化成速度。使用机械推动系统的舰船事实上拥有两套引擎，一套用于军舰的推动，另一套用于生产电能，为舰船上所有电力装备提供电力。

　　拥有这些电力推进系统，操作员可以让引擎的高速热能转换为电力。拥有这些系统的军舰可以使用一个单一的引擎，来产生电力用于舰船的推进和非推进系统。
　　罗克表示，美国海军于2000年1月首次提出这一技术，当时海军选择电力推动系统来装备在下一代DD-21驱逐舰上，现在称为DDG-1000驱逐舰。罗克表示，在海军水面舰船上使用这一技术并不是一个新的理念，在20世纪初就已经应用在一些军舰上，此后在二战中也有使用。

　　罗克表示，80年代末，电力推进技术被巡航军舰工业采用。现在，大部分在建的军舰都建有电力推进系统。电力推进系统也装备在破冰船和海上石油平台上，而且普遍应用在客车和车辆渡船上。
　　罗克表示，其他在装备电力推进系统的商用军舰包括油轮、管道和电缆放置船和研究船。这一技术被用在海军刘易斯和克拉克TAKE-1干货船上，再次被引进美国军事水面舰队中。首艘TAKE于2006年交付使用。

　　2001年，罗克在国会研究局的一份名为“海军舰船推进技术：减少石油使用的方案”的报告中表示，在海军巡洋舰上装备能力更足的电力装备可以减少使用百分之十到二十五的燃料。2007年国防授权法案中，国会指导海军尽可能使用综合的能力系统、燃料电池及核能量等，用于未来水面作战舰船上。

　　帕齐克表示，海军研究办公室确定了研究先进海军全电力军舰能量的五个“关键领域”。他们是能量生产、分布和控制、能量储存、热量转换和热量管理以及发动机和激发机等。
　　帕齐克表示，对于能量生产，海军研究办公室对燃料电池、先进发电机、太阳能及可替代燃料等感兴趣。由于海军舰船通常以低速或中速行驶，因为其现有的燃气涡轮发动机使用效率仅为百分之十六到十八。而海军研究办公室正在研发的燃料电池使用效率可以达到百分之三十七到五十二，这意味着海军可以节约燃料使用。

　　罗克表示，“海军对过去燃料价格进行分析，认为使用燃料电池每年每艘军舰可以节省一百万美元”。海军研究办公室科学家也在研究能量分布和控制，他们感兴趣的是发生电力系统架构。这些系统可以让能量以更为有效的方式进行运转。
　　第三个关键领域是储存技术，包括电池、电容器和调速轮等。在未来电力军舰上，短脉冲功率将可以运行铁轨火炮等武器。帕齐克，“我们希望能够快速地释放出大量能量”。
　　电容器技术也可以慢速地释放能量。帕齐克表示，“如果在动力高峰上，你可以使用电容器组合来提供恒量的能量，从而可以储存并慢速释放能量”。

　　高速发电机是海军研究办公室另一个重点。目前海军舰船拥有两个柴油发动机，从而舰船从不会停止或失去动力。一个使用高速发电机/柴油引擎结合的系统可以节约燃料并能够更加有效地运作。一个柴油引擎在工作时，另一个将被关闭。而发电机则将继续运转。如果第一个引擎失败，发电机上的储备引擎将可以让舰船继续行驶，并启动第二个引擎。
　　另外一个研究工作就是发动机和激发机。海军研究办公室正在评估三个变量：先进的感应发动机、永久磁体发动机或高温超导发动机。卡林表示，海军计划在DDG-1000驱逐舰上使用先进的感应发动机。

　　海军研究办公室最近测试了36.5兆瓦特高温超导发动机。项目工程人员此前建造了一个小型5兆瓦特发动机。研究人员还在研究高能密度电磁激发器。这些系统使用电力推进器执行机械动作来推动不同军舰部件。
　　热量转换和热量管理计划重点关注的是放弃、重新使用及储存废弃热量的技术。热量管理对电力军舰的设计尤为重要。海军科学家希望下一代综合能量系统将可以减少燃料使用。然而，电力舰船将比现有军舰更为昂贵。

　　罗克表示，当今电力推动装备可能比机械推动装备要大、要重，但电力推进系统的外观和重量在未来可能会下降。他表示，燃料节约及其他的优点将可以弥补外观及重量上的不足。
　　罗克表示，发展全电力军舰是一个切实可行的目标，而英国皇家海军也在寻求发展这一技术。