国宝专家出手，一黑科技让潜艇静音，技术领先美国
中国“国宝级”专家出手 ， 一黑科技让潜艇静音 ， 技术领先美国
鼎盛冲天飞豹2020/01/05 00:16:34
全球大型潜艇正越来越多地采用泵喷射推进器来取代传统螺旋桨 ， 虽然结构复杂重量大 ， 但这种新概念推进装置却具有螺旋桨无法比拟的性能和噪声优势 。
对于潜艇来说 ， 推进装置可以说是最重要甚至最敏感的组件 ， 在设计和制造上需要应用高度复杂的技术才能在推进效率和声学特征上取得最佳平衡；因此推进装置是材料科学、机械工程和流体力学结合的黑科技产物 。
传统潜艇螺旋桨目前在技术上已经触及天花板 ， 虽然通过用利用计算机流体力学分析进行辅助设计 ， 诞生了多叶片大侧斜螺旋桨以及桨毂涡流扩散器设计 ， 噪声水平显著降低 。 但始终无法消除桨尖产生的空泡噪声以及随之而来的气蚀现象 ， 因此泵推就应运而生 。
目前潜艇使用的泵推装置都属于轴流式喷水器 ， 由外罩导管、螺旋桨、和定子叶片组成 ， 水流在螺旋桨驱动下通过导管增加压力 ， 减小螺旋桨空泡的产生 ， 随后喷嘴将水流的压力能量转换为水流的速度向后高速喷出 ， 产生推力 。
轴流喷水器能以较低的速度产生高流量喷流 ， 并且大幅降低空泡噪声 ， 非常适合潜艇；此外 ， 除了在潜艇性能包线的低端之外 ， 泵推装置的推进效率都高于螺旋桨 。
由于螺旋桨被包裹在的导管内部 ， 使潜艇可以在浅水中操作而不用担心损坏螺旋桨 ， 遭受渔网或海带等异物缠绕的风险也大幅降低 。 不过结构复杂笨重让泵推装置并不适合安装在小型潜艇上 ， 且造价远比螺旋桨昂贵 。
英国“特拉法加”级和美国“海狼”级潜艇是最早采用泵推装置的量产型潜艇 ， 经过多年发展成熟后 ， 泵推装置已经成为全球新型大型潜艇的标配 。
目前泵推的发展方向是无轴泵推 ， 我国已经在这一先进技术上与领先地位；2017年5月央视《焦点访谈》栏目透露“国宝级”专家马伟明院士团队为下一代核潜艇研制的潜艇无轴泵喷推进器已经领先于美国 ， 并以得到应用 。
无轴泵推取消了驱动轴 ， 将螺旋桨叶片安装在导管内部的环状电动机转子上 ， 在重量、噪音和推进效率上更进一步 ， 也更加符合未来潜艇的全电推进设计 。
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