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锻造船用发动机动力系统，铸强船舶“心脏”

news 来源：原创 2025/6/7 5:45:06

船舶是海洋、湖泊及河流中重要的水上交通工具，不仅能够促进海上经济的发展，还能够保卫国家的制海权。船舶动力装置，也就是船舶的核心动力源——船用发动机动力系统对船舶的重要作用不言自明，关系到船舶的性能质量，能够直接驱动船舶，满足人们的现实需求，常被喻为“国之重器”、船舶“心脏”。

船舶动力装置的性能好坏直接决定着船舶能否正常运行，关系着船舶操作人员及工作人员的人身安全。常规情况下，船用发动机的价值占据了整船价值的10%-15%，具有极其重要的地位。

船用发动机动力系统主要可分为驾驶室、发动机与相应的辅助装置，系统中的各部件协调配合，从而为舰船提供前行动力。

主动力装置往往指发动机，是提供推进动力的装置，用于保证船舶实现正常航行。主动力装置启动后，结合螺旋桨的使用，才能推动整个船舶的前进后退的运行。

传动装备和轴系作为辅机设备，会根据船舶性能的具体要求而随之相应地增加或减少，主要为船舶上的压载水系统、管路系统、排水系统及其消防系统提供动力，是船舶动力装置中不可忽视的部分。

▲船用发动机动力系统组成示意图

随着科技发展，船舶动力装置变得越来越复杂，需要面对一系列难题：

  • 开发难度高：船舶动力领域，一款发动机、新产品的研制需要经历零部件设计、组件装配、分析校验、工艺检查、离散制造等核心关键环节，制造过程对效率要求极高。
  • 维修难度大：复杂性偏高的船舶动力装置在发生故障后，其维修、诊断难度也在增大。

关键技术与制造工艺的自主可控，是推动船舶动力产业发展的核心要义。经过多年的自主研发与技术深耕，现有船用发动机动力系统的整体结构日益复杂，其零部件数量多达数万，装配过程对精度和规范性的要求极为严苛。

在研发过程中，工程师需要多次进行上下游数据的转换，导致数据准确性难以完全保障，需要耗费大量时间与资源进行重复的验证工作。此外，水下设备嵌入式系统的软件开发、调试及设备集成，对环境条件的要求极为苛刻，更为研发工作带来了挑战。

通过合理利用仿真技术对船用发动机动力系统进行仿真建模，能够实现对复杂系统的精准分析与高效优化。仿真建模不仅可以有效减少物理实验的依赖，还能提前发现设计缺陷、验证方案的可行性，从而提高研发效率、降低开发成本。同时，通过仿真技术的应用，工程师可以更直观地掌握系统运行特性，为性能改进和可靠性提升提供科学依据，为复杂船舶动力系统的设计和制造提供强有力的技术支持，还能对其进行故障诊断与监测，一定程度上提高船舶动力装置的运行安全性。

天目全数字实时仿真系统SkyEye，是一款基于可视化建模的硬件行为级仿真平台，支持用户通过拖拽的方式对船用发动机动力系统进行建模和仿真。SkyEye致力于真实场景下的仿真分析，可在无需二次开发的情况下运行二进制可执行文件，切实解决实际工程中存在的问题。

SkyEye支持构建水声设备模块级仿真系统，支持DSP、PowerPC、ARM、MIPS等多种架构的处理器模型和多种设备接口模型。用户可基于该系统进行工程管理、应用软件仿真调试，减少对硬件环境的依赖，提高研发效率。

▲SkyEye水声设备模块级软硬件集成仿真案例

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