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  • 1 # 海事先鋒

    核潛艇的噪音很大,這一方面因為核潛艇體積和噸位本來就大,另一方面也因為核潛艇的動力系統噪音較大,核潛艇的動力系統中噪音最大的就是螺旋槳和驅動軸。為了降低潛艇的螺旋槳推進噪音,過去世界各主要大國都使用了7葉低噪音螺旋槳來降低推進噪音,並且在美俄第三代核潛艇出現的時候,開始為潛艇的螺旋槳加裝泵噴推進器。

    圖為俄羅斯的後置定子泵噴推進器。

    泵噴推進器可以有效降低潛艇的螺旋槳噪音,他用一個外殼把螺旋槳套在裡面,由此把潛艇的推進裝置分為了三個方面:外殼、定子、轉子。外殼就是泵噴推進器的筒型外殼,轉子就是泵噴推進器內的螺旋槳,定子就是泵噴推進器上起到擾流和順流作用的固定葉片。根據定子位置的不同,世界上的泵噴推進器可以分為後置定子和前置定子兩大部分,其中歐美大量使用前置定子泵噴推進器,俄羅斯使用的是後置定子推進器。

    圖為無軸泵噴推進器。前置定子推進器,可以利用定子對進入泵噴推進器的水流提前梳理,然後再由螺旋槳(轉子)撥動水流,這樣水流因為提前就已經被理順,所以噪音較小,這種方式是降低潛艇噪音最好的辦法。後置定子推進器則是轉子在前、定子在後,轉子首先撥動水流,然後再從定子處噴出,這樣的好處是泵噴推進器噴出的水流是梳理整齊的,動能較大,有利於潛艇高航速航行。由此可見美俄對核潛艇的不同要求,美國追求低噪音,俄羅斯追求高航速。

    圖為潛艇的泵噴推進器結構圖。

    中國新研發的無軸泵噴推進是一種不同於現有泵噴推進器的新型泵噴推進器,他取消了潛艇的推進軸,完全利用電能進行推進,因此只需要保留定子和轉子,這樣潛艇上一大噪音源--推進軸就徹底消失了,這是電力推進帶來的好處。無軸泵噴推進器的外殼內部是轉子葉片,轉子葉片直接固定在外殼的內壁上,環繞內壁旋轉,定子則在其後,這樣就既保留了潛艇的推進系統完整性,又進一步降低了潛艇噪音。

    上圖為俄羅斯式泵噴推進器,下圖為美國弗吉尼亞級核潛艇的泵噴推進器。

    無軸泵噴推進器的好處還有很多,比如他可以靈活佈置,因為取消了推進軸,所以他佈置的位置不受推進軸位置的限制,可以在潛艇上多個點進行佈置,實現推進效率的最大化。此外,他還可以透過旋轉推進方向來進行反推、側推、上推、下推,這樣潛艇就可以實現垂直的縱向移動、完全的水平移動,極大的提升了潛艇的機動效能,對於核潛艇爭取有利的作戰陣位非常有用。

    圖為無軸泵噴推進器。

    所以說,無軸泵噴推進器算是潛艇上的一大開創性發明,他由中國的馬偉明院士團隊研發成功,對中國海軍的整體技術水平提高有著深遠的意義。

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