网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

中国领先美国的潜艇无轴泵推技术,它究竟厉害在哪里?

0
分享至

序言

  对于潜艇来说,它最大的特点就是"出其不意,攻其不备",因此潜艇的静音水平,直接影响着潜艇的生存能力和攻击性能。

  而潜艇的噪音最大来源之一就是推进装置。想要减少潜艇的噪音,就必须从推进装置上下功夫!

  

  这里就要说到中国工程院,马伟明院士研制的"无轴泵喷推进器",它将应用在中国下一代核潜艇上。毫不夸张的说,这项技术领先美国十年。

  那么什么是无轴泵喷推进呢?它究竟厉害在哪里?

  

螺旋桨推进装置

  这里先给大家科普下潜艇的推进装置,主要分为下面三大类:螺旋桨推进器,泵喷推进器,磁流推进器。

  先来说说说螺旋桨推进器。

  大家如果细心观察,日常船舶在海洋行驶中,你会看到很多都使用四叶螺旋桨作为推进器,也就是螺旋桨上有4片叶片,它可以有效的推动着船进行移动。

  

  但是潜艇跟它们不一样,现在最先进的使用的是七叶大侧斜螺旋桨。

  为啥使用这种方式呢?

  我们知道螺旋桨在高速旋转时,加速叶片上的水,水流速越快压力越小,就会产生了大量的泡泡,这些泡泡的学名叫做空泡。

  

  这些空泡在海水的压力下会迅速破裂,破裂会产生强烈的冲击波,会产生大量的噪音,从而会暴露潜艇位置。

  为了减少空泡的产生,降低潜艇噪音,并且还要有更高的推进效率,于是就产生了低速多叶大倾角螺旋桨的设计。

  

  这里肯定有杠精要问了,为什么要使用七个呢?

  简单来说,就是奇数的叶片可以不让其他叶片正好在共振频率上,这样可以更有效的降低噪音。

泵喷推进器

  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?于是就产生了泵喷推进器,泵推顾名思义就是"像水泵一样推进"。

  

  它的外部设有渐扩式导管,就像飞机的进气道一样,可以将流入的水流减速,从而提高驱动的效率,并且可以延缓空泡的产生,从而提升动力效率。

  而这其中又分为,有轴泵喷推进器和无轴泵喷推进器两类。

  先来说说有轴泵喷吧,说简单点就是泵喷上面加个罩子,这样水流从罩子向后喷射。

  

  这种推进器其实和螺旋桨没有什么本质区别,依旧还是使用驱动轴带动螺旋桨旋转。产生反作用力推动潜艇前进,它只是一定程度上,减少了螺旋桨旋转产生的噪音。

  想要进一步提高效率,那怎么办呢?

  这里就要说到,中国工程院马伟明院士,研制出来的无轴泵推技术。

  这种技术取消了传统的驱动轴,将螺旋桨叶片安装在环状导管内侧,将动力装置集成在潜艇外部的环状导管内部,由电机带动整个环状导管内部桨叶一起旋转。

  

  它的优势是减掉了潜艇的两大噪音源,一个是螺旋桨翼尖空泡噪音,另一个就是驱动轴传动噪音。有轴泵喷泵推只能消除螺旋桨翼尖空泡噪音,而无法进一步消除驱动轴传动噪音。

  同时又由于无轴泵推的动力发生源是在潜艇外面,这样大大节约潜艇内部空间,潜艇的战斗力也得到极大的提升。

  另外,无轴泵喷还可以灵活布置,可以在潜艇的尾部任意区域选择布置,提高推进效率,甚至可以反转,实现倒车。连马伟明院士自己都已经说得很清楚了,领先就领先美国。

无轴泵喷难点

  那有人会说啦,不就是把传动轴去掉嘛,这看似很简单的。

  但是这里面的难度可不小哟!

  小鲸为什么这么说?

  无轴泵推技术要面对两个难点:

  第一个就是小型化的问题。我们知道潜艇主动力装置相当庞大,那么大的东西,你要做在一个泵喷射器的外圈外壳里面,小型化技术很难。

  

  第二个就是它的可靠性要求很高。主推力电机装在泵推里面,而不安装在艇内,也就是说如果在航行中出了毛病,你是没法检修的,没法采取其他措施的。

  关于有轴泵推和无轴泵推,你可以这样理解:

  比如我们平时的自行车是有轴的,动力传给轴上的飞轮使车子前进。

  现在咱们发明一种单独巨大轮子的自行车,圆心没有轴,人坐在轮子中间,动力由小齿轮加到圆周上使车子前进,无轴泵推技术就可以理解成这种自行车的改进型。

磁流体推进器

  无轴泵推系统虽然好,但仍然还是传统机械动力系统,只不过驱动方式改成是用电力驱动而已。

  还有比这个更牛叉的,它就是磁流体推进器。

  

  这玩意简单来说就是在舰艇上安装电磁铁,通电后电磁铁所处的海水中会有磁场线通过。

  这个磁场能对导电的海水产生电磁力作用,与此同时产生与磁力垂直的电流,之后在磁场与电流的相互作用下,船舶与海水产生大小相等反向相反的作用力,从而推动舰艇前进!

  推进全程没有机械振动和叶片转动,理论上不会产生噪音。可以让潜艇在几乎绝对安静的状态下以极高的航速航行。

  但是目前这种技术还停留在实验室阶段,应用到潜艇至少还要一段很长的时间。

  

  同时由于磁流体推进技术的核心是电磁力。说白了,关键还是电机技术,这就需要综合电力控制技术,对艇上的电能进行更精确、更有效率的分配。

  因此,马伟明院士另一项成果,也就是综合电力系统又将再一次发挥关键作用。

  要不怎么说马院士是国宝级专家呢,这里简单说几个他的成就吧。

  比如他研制出世界上第一台交直流发电机系统,让中国潜艇真正拥有了 "中国心"。

  他研究出电磁弹射,让中国成为继美国后第二个在该领域取得巨大成就的国家。

  

  他研究出中压直流综合电力系统,被认为是船动力的第三次革命,这种技术让科幻电影中的电磁炮、激光武器等高能武器上舰变成可能。

感悟

  最后小鲸想说:

  中国现在在各行各业能够取得很多重大的成就,与无数默默奉献的科学家们密不可分。

  正是因为他们的付出,才创造出了我们现在的生活,才让我们从一个一穷二白的国家,成长为一个连美国都不敢小看的国家。

  而马伟明院士的成就,更是让中国船动力技术,实现了从落后到引领的跨越,让中国多款核心尖端技术装备实现了对美国的弯道超车。

  

  尤其是潜艇方面,目前制约我国潜艇性能的各路关节已经打通,那么接下来我们只需要将期待交给时间。

  小鲸相信呢,要不了多久,一款代表着世界顶级水平的,新型核潜艇就会出现在我们的视野里。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐

29岁小伙7年内35次当爹,每个月有100人找他生娃

国外那些事儿
2021-03-03 23:49:25

女子花17000买金手镯,刚戴10天发现不对劲,门店的说法,她愣了!

民生街道办
2021-03-04 08:59:27

看来美国新政府没有吸取上届政府的教训

环球时报评论
2021-03-04 00:36:01

老农在水沟捡到8件金块,拿去熔掉制脸盆,专家拦下200元收走

后殇忘川
2021-03-03 18:05:46

心理学:不管你们关系有多好,永远不要向对方透露这4个秘密

第一心理
2021-03-01 11:40:52

网红温婉在三亚被网友拍到与另一网红王剑关系暧昧?她本人回应了

芮彤聊娱乐
2021-03-03 15:50:16

中国还要多久才能追上美国?谷歌前CEO重磅发声,拜登这下要慌神

东方之星V
2021-03-03 17:49:11

双宋再次被爆出离婚真相,没开撕都是宋慧乔隐忍,宋仲基太过分了

娱人为乐
2021-03-04 06:37:38

印度这是要和中国“明抢”了

环球时报视频
2021-03-04 00:34:34

孟晚舟即将引渡美国!华为全力阻拦,焦点转到特朗普

海峡快讯
2021-03-03 14:33:47

上海相亲角火了,帅哥50万年薪被嫌弃:我女儿月薪7000,但你不配!

VIKAN薇
2021-02-28 19:21:29

养100头肉牛,1年能有多少纯收入?牛场老板亲哥哥讲出实情

生活对你下手了
2021-03-03 23:48:44

第一眼一定会看错的20张图!不准膝盖给你!来挑战下不?

上海圈
2021-03-03 19:22:44

五角大楼发出警告,威胁中国必须撤出钓鱼岛,否则将采取强硬措施

苗家少女
2021-03-02 18:04:48

茅台48岁总工入候选院士名单,搞科研不如搞酱香型科技?!

看鉴人文历史
2021-03-03 11:01:26

又一行业不行了?门店大量关闭,有人直接被套牢,损失上千万

当代广播站
2021-02-27 04:56:25

毅力号使用的CPU竟然是23年前的产品

中关村在线
2021-03-04 01:10:04

《和平精英》上线以来火热程度持攀高,不断的新鲜感体验最为关键

游戏解读
2021-03-03 16:10:50

联合国驻缅甸特使:3日示威活动至少造成38人死亡

澎湃新闻
2021-03-04 09:23:39

政协委员朱征夫:建议停止公开征集嫌疑人犯罪线索

中国新闻周刊
2021-03-03 12:09:56
2021-03-04 12:25:06
52赫兹实验室
52赫兹实验室
每周不定期更新科普视频
100文章数 5894关注度
往期回顾 全部

军事要闻

SpaceX星舰SN10着陆成功后突然爆炸

头条要闻

美国务卿首场外交政策演说:美国要变 不然老搞臭自己

头条要闻

美国务卿首场外交政策演说:美国要变 不然老搞臭自己

体育要闻

哈登重回休城 率领篮网送老东家连败

娱乐要闻

气质女神!张柏芝穿V领毛衣眼神温柔

财经要闻

科技要闻

SpaceX SN10着陆后爆炸!或因燃料泄露所致

汽车要闻

懂车的个性旅行家 全新傲虎等于SUV+旅行车

态度原创

本地
数码
房产
手机
教育

本地新闻

浙江萧山真的是赘婿天堂吗?

数码要闻

自己也能向体内植入NFC芯片:附带配件太强

房产要闻

上位接班的弘阳二代与分崩离析的“经理人天团”

手机要闻

摄像头被玩坏了!小米未来新机前置摄像头都没了

教育要闻

中央民族大学新校区项目复工 首批5000名学生9月入驻