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再不怕海带缠潜艇 中国潜艇无轴泵推到底是啥黑科技

再不怕海带缠潜艇 中国潜艇无轴泵推到底是啥黑科技
2019年08月11日 13:11 新浪极速排列3
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  所谓无轴泵推,自然是相对于有轴泵推而言的,目前我国在“潜艇无轴泵推”领域的发展已经处于前列,甚至可以说我国该技术已经领先美国十年。

  目前世界上的潜艇共有三种动力推进系统,第一种是传统的驱动轴带动螺旋桨推进,一般来说螺旋桨叶片越大、越多,转速越慢,噪音越小,动力越强,现代最先进的螺旋桨也只能发展到七叶片,当年苏联为了制造七叶大侧斜桨叶,从日本东芝进口精密数控机床,就曾经引起了轩然大波,螺旋桨推进虽然制造简单,但是缺点也很明显,那就是噪音太大而且推进效率不高。

  如何解决噪音问题呢?简单粗暴,直接在上面加个罩子不就行了(水流从罩子向后喷射,就是所谓的泵喷),于是就诞生了所谓的有轴泵推装置。首先由英国人的特拉法尔加级潜艇运用,像是美国的“弗吉尼亚”级和“海狼”级核动力攻击潜艇,都采用的是有轴推进器,这类潜艇以及其他使用该技术的水面舰艇的有轴推进器,都是通过推进器正中心轴上的转子传动轴来驱使推进器螺旋桨旋转的,你可以把它想象成是一个“超大号的电风扇”。这种推进器通过向后喷射海水来维持推进的动力,通过泵的高速离心工作,使得进入入口内部的水流通过泵加压并向后经过喷嘴。增加轴的好处就是可以以较低的速度来获取较大有效的推进力度,这非常适合中低速的推进潜艇,如潜艇,有轴泵推技术也是目前最为常见的潜艇推进方式。

  而至于无轴泵推是个什么黑科技?相较于有轴泵推,无轴泵推没有一系列驱动轴,是通过电流带动电机直接运转的,电机的定子都镶嵌在扇叶外侧的环形导管中。在运转之时,定子和转子之间存在一定空隙,在通电后由于电磁感应现象产生交变磁场来带动叶片转子运动。

  除此之外,无轴泵推的最大优势是其噪音更低,随着各国反潜能力的大幅度提升,潜艇对降噪隐身技术方面的要求也变得日益迫切。当然各国海军除了大力发展和研究消声材料和水下水声抑制设备等在传播途径中降噪的方式之外,还应充分考虑到声音三要素中对噪声源的抑制,而有轴推进器叶片的旋转噪声周期性强,处在中低频率的噪声强度较大、辐射距离远且暴露在艇外直接向海洋环境中辐射潜艇推进时产生的噪声,是各国检测水下潜艇时最常检测到的主要声源之一。

  因此,研究推进器水下辐射噪声的声场特性对提高潜艇隐身性至关重要,潜艇对新型低噪声推进器日益紧迫的需求和技术开发催生了无轴泵喷推进器。无轴泵喷推进器水下噪声更低,除此之外推进能力也更强,绝对是未来潜艇所必备的推进方式。

  但无轴泵喷推进器仍存在研制难点,为了避免噪声一直以重复的周期对外发射,所以无轴泵喷各部件就需要经过严格而复杂的模拟测试和水下噪声实际测算。

  我国在该领域已经有很大的突破,最新实验中,无轴泵喷推进器在大约2倍叶频中转动部件的环型叶片转子和静止导管部件径向声压级均大于轴向,叶轮径向声压级小于轴向,三者均呈“8”字形分布,而“8”字形的噪声各方向频率发射呈现周期律动到各个方向,充分抑制噪声的周期性产生。

  军迷们都对局座的一句“海带缠潜艇”的段子很熟悉。其实潜艇在浅海航行有一危险性,十分害怕海带养殖区。因为养殖海带的尼龙绳或捕鱼的渔网,很容易缠绕在潜艇的螺旋桨上,轻则丧失动力,重则导致潜艇倾覆,甚至艇毁人亡。

  有了无轴泵喷推进器,潜艇就再也不怕“海带缠潜艇”了。由于没有螺旋桨轴,外物的缠绕通常向中心聚集,无轴泵推的空心圆心正好让外物通过。试验表明,无轴泵推很难发生外物缠绕事故,这对潜艇在容易发生缠绕危险的浅海行动,具有不言而喻的重大意义。

  可以说,大力研制无轴泵喷推进器既能解决噪声发出,也可以提升潜艇推进性能,绝对一劳多得,所以不愧为新一代的“水下黑科技”。(作者署名:科罗廖夫)

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