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亚太军情观察 | 来自深海的无声猎手——我国无轴泵喷推进潜艇即将交付!

2018-03-28 11:29:00  来源:亚太日报 【返回列表】

亚太日报评论员 张浩

近日,我国海军出来一个好消息,也就是研发历时5年的采用新型泵喷推进技术的核潜艇准备交付海军。有关该潜艇最早的消息来源于去年的5月30日,而当时接受采访的马伟明院士就指出,潜艇无轴泵喷推进器是下一代核潜艇所用的推进系统,而且强调已经在应用阶段了,他还指出我国在这个技术领域,已经领先了美国。随着该艘核潜艇的交付,我国海军也真正在潜艇静音技术领域走在了世界前列。

为何采用泵喷推进技术

现代潜艇的推进系统大都采用电力推进,而最终产生推动力的是潜艇尾部的螺旋桨。潜艇身上有很多噪音源,比如潜艇的发动机、潜艇的外部突出物(指挥围壳、尾舵、水平舵)、潜艇的驱动系统等。为了给潜艇降低噪音,各国都对潜艇上的噪音源进行处理,力求武装到牙齿。就我国而言,进入21世纪后,在潜艇降噪技术上取得了较大突破,尤其是近几年来,已经拥有了完整的潜艇降噪技术。

我国在2012年成功研发出具有完全自主知识产权的第三代隔振装置技术--大型智能气囊隔振装置,解决了在潜艇狭小空间内,隔绝数百吨级大型动力系统振动的难题。这意味着,我国潜艇的动力机械系统,可以承载在隔震装置上,将动力系统产生的噪声降低到最小。在推进系统的低频隔振上,我国成功研发出了舰艇推进系统低频隔振装置。于此同时,为了降低潜艇内部搭载设备在航行中产生的振动噪声,我国在减震浮筏技术上也取得了突破,我国自主研发了三个系列的近百种规格的不同功能舰艇减振器件,设备振动隔离指标超过了目前世界上的先进水平。

从已经曝光的我国潜艇上可以看见,我国新潜艇还铺设了最早出现于039A型潜艇上的消声瓦,因此,综合来看,我国已经掌握的指挥围壳填角结构、动力装置隔振技术、消声瓦、传动系统隔振技术、新型减震浮筏技术等先进技术,帮助我国潜艇实现了低噪音的特点,但是于此同时,潜艇还有一个噪声源一直没有得到屏蔽,那就是暴露在外的螺旋桨。

螺旋桨是潜艇上一个很大的噪声源,也是影响潜艇静音状态航速的关键,但是长久以来,由于技术的限制,在螺旋桨降噪技术上,人们只能从螺旋桨的桨叶设计、倾斜角度设计和数量设计上寻找一个静音效果最好的方案,最终诞生了七叶低噪音螺旋桨技术,在各国海军的潜艇上得到了广泛应用,他可以使得潜艇螺旋桨在高速旋转时,不会轻易产生气泡,以达到有效静音效果。但是毕竟暴露在外的螺旋桨转动起来噪声还是很大,仍然是潜艇上最难解决的噪声难题。而解决这一问题的办法就是泵喷推进技术。

各国的泵喷推进技术

世界上最早采用泵喷推进器的潜艇是英国海军的特拉法尔加级攻击型核潜艇,这种推进技术一经诞生就体现出较强的静音能力,迅速得到了全球关注,随后应用在了法国的凯旋级核潜艇和美国的海狼级以及弗吉尼亚级核潜艇上。根据美国的测试经验,使用泵喷推进技术后,潜艇在最大静音航速下的噪音级别下降了20分贝,而且潜艇的螺旋桨转速也从150转/分,下降为130转/分。

此外,泵喷推进技术还体现出了提高潜艇推进器效率的优势。泵喷推进是用一个筒型外罩,套在螺旋桨的外部,最终组合为一个泵喷推进器。他由定子和转子组成,定子不会动,但是他的叶片结构可以起到扰流作用,而转子则会转动,他发挥的是螺旋桨的作用。世界上只有俄罗斯在泵喷推进器上应用了后置定子方式,后置定子可以提高泵喷推进器的推进效率,但是噪音较大,而欧美都是采用前置定子方式,这样噪音可以小一些,这涉及到对潜艇性能的取舍问题,俄罗斯在基洛级上测试了后置定子泵喷推进技术后,在其最新一代的核潜艇上也采用了前置定子技术,可见静音性能还是潜艇的一大需求。

不过,世界各国目前都采用的是有轴泵喷推进器,也就是在传统的螺旋桨推进器基础上,加上定子和整流外罩组成,整流外罩上采用了隔震装置和减震材料,这样潜艇可以有效隔绝螺旋桨产生的噪声,而由于整流外罩将潜艇的推进能量聚集在一起,有效提高了潜艇的推进效率。

但是有轴泵喷推进器还保留有潜艇的驱动轴系,他贯穿潜艇的发动机到尾部,占据大量舱室不说,本身轴系的存在就是一个噪声来源,所以有轴泵喷推进技术并不能彻底根绝潜艇的动力系统噪音,此时,无轴泵喷推进技术产生了。

我国的无轴泵喷推进技术

无轴泵喷推进技术,顾名思义他没有潜艇螺旋桨连接发动机的驱动轴。他的泵喷推进器也由定子、转子和整流罩组成,但是他的转子是独立于潜艇内部的原动机之外的,他将驱动力来源的电动机装在了整流罩内,程环形布置,这样无轴的螺旋叶片就布置在整流罩的内壁上,连接在一起,中间无轴,驱动电机和潜艇艇体内的原动机之间靠电缆连接。如此,没有了驱动系统庞大复杂的轴系,潜艇的噪音进一步下降,由此还节省了潜艇内部的空间。

就目前看来,我国潜艇在降噪技术已经领先了世界,我国掌握了指挥围壳填角技术,掌握了七叶低噪音螺旋桨技术,掌握了潜艇AIP技术,掌握了潜艇动力系统隔震技术,掌握了内部设备减震浮筏技术,也掌握了潜艇铺设消声瓦的技术,最后我国还掌握了潜艇无轴泵喷推进技术,这使得我国潜艇,不论是核潜艇还是常规潜艇,都将成为真正的大洋黑洞,成为深海的猎手,无轴泵喷推进技术也是我国在潜艇降噪领域第一项领先美国技术的领域,值得我们为之骄傲。


作者简介:

胡小刀,亚太智库研究员,在国内军事刊物上发表军事论文和译文数百篇,主要从事外军动向和反恐领域研究。

“亚太军情观察”作者均为资深军事记者和评论员,专栏紧扣全球军事热点和动态,为读者解析大国国防政策、地缘军事动向、国际军事技术、新型武器装备以及军事战略思想等。

(来源:亚太日报)