三項關鍵技術在中國09X核潛艇上應用 美國花費巨資50多年造2艘都黯然放棄
戰爭爆發，戰事進入激烈緊張階段。
漆黑的夜裡，浩瀚的太平洋上一支航母編隊正在急匆匆的趕路，編隊實行了燈火管制，海面上一艘艘艨艟鉅艦猶如移動的黑色大山破浪前進。
空中，三架全球鷹無人機忠實的履行自己的使命，早已經在航母編隊到來前，無數遍掃描了航母編隊制定的絕密航線的前方，基本判定在寬達100公里長約數千公里的航路上沒有任何商船，特別是沒有一艘敵人的潛艇，更別說水面艦艇了。
水下，兩艘弗吉尼亞級核攻擊潛艇早於航母編隊絕密航路上任何敵人潛艇進行了拉網般的搜尋，與空中的全球鷹配合嚴密的監視著海面和水下的任何蛛絲馬跡，似乎一切正常。
目前航母編隊已經進入了西太平洋的深處，避開了傳統商業航線的航母編隊已經有幾天沒有看見任何一艘船了。
進入下半夜，航母編隊進入了低溫洋流和暖流的彙集區，海面上也驟起6級以上的大浪，海洋噪聲大於95分貝。就在這時，幾艘護航的伯克級驅逐艦聲吶兵幾乎同時聽到了不明潛艇魚雷發射管開蓋的砰砰聲，接著是魚雷出管的聲音，幾條重型魚雷高速奔向正在航行的航母，海面上登時響起淒厲的警報......
雖然航母及時採取了發射反魚雷誘餌裝置和滿舵規避等措施，但是仍然有2條重型魚雷擊中了航母的舯部，幾十間防水隔艙被擊穿，大量海水湧入艙內，航母艦面已經開始傾斜，人員傷亡慘重，有的部位還燃起大火。為了減少進水的速度艦長下令停止航行，全力開展損管作業，並向破損艙體的對面艙室注入壓艙水以保持平衡。
當然，要擊沉這樣一艘海上巨無霸是困難的，但是這艘航母受到如此重創如果不回廠急修，接下來什麼事情都可能發生。即便勉強到達戰區，起飛和回收戰鬥機都需要高航速，這是絕對不可能做到的。另外，既然已經被對手發現，接下來的航程將會步步受到對手準確的攔截和阻擊，如果被對手的彈道導彈盯上，更是一場滅頂之災。
接下來是航母編隊中的護航兵力開始全力搜尋隱藏在水下的敵方潛艇，但是半天過去了仍然一無所獲，戰後得知敵方潛艇早以20節的靜音高速逃離了戰場。
根據分析，前方的弗吉尼亞級核潛艇已經在航路上反覆搜索了幾遍，沒有發現可疑的敵方大型核潛艇，而常規潛艇在近3000公里的距離內也不可能不被空中的全球鷹無人機所發現，包括所謂的AIP潛艇。即便是AIP常規潛艇也沒有這樣長時間潛航而不露出水面充電的，只要一露面空中交替監視的全球鷹就會發現。
答案只有一個，就是對手使用了高速運動的核潛艇，而且是大量的靜音核潛艇，對手同樣對極廣闊的洋麵進行了扇面和別針形的來回搜索，確保在任何區域搜尋到航母戰鬥群。
扮豬吃虎創造海戰新奇蹟
最近中國海軍真是好消息不斷，繼002航母（所謂的001A）下水和055萬噸大驅下水後，網上最近又盛傳一組中國海軍發展新型裝備的會議截圖，每一幅都稱得上“驚世駭俗”令人大飽眼福，沒想到中國海軍進步這麼快，真有一種日新月異的感覺。筆者專門挑出兩幅介紹“小堆核潛艇”的圖做一篇拙文，希望朋友們喜歡。
低溫小堆核潛艇對全世界的海軍都是一件全新的裝備，雖然各大核潛艇研發國家都有研究，但是都是停留在紙面上和理論上，因為這牽扯一個大國的整體戰略構想、作戰樣式，各自的技術瓶頸、經費撥款等極其複雜的問題，誰說起來都是誇誇其談，真正動手去做又有無數的難題擺在那裡，往往形成“狗咬刺蝟=不知道從何處下嘴”的局面。所以，中國首先研發成功低溫堆核潛艇，它將以“扮豬吃虎”的面貌出現，改變世界海軍戰略的格局，就此形成又一個“我有敵無”的顛覆性質的大殺器，會對未來的海戰乃至整個戰爭產生巨大的顛覆性質的影響。
圖 注意紅色箭頭指示的兩艘潛艇相似之處“凸臺”
以上“拼接圖”其實來自兩張不同時期曝光的圖，左圖早在幾年前就已經面世，右圖則是剛剛新鮮出爐的“海軍裝備部副部長趙登平在西工大講課圖”，這兩張圖上的模型有驚人的相似之處，說明就是同一型潛艇。
上圖的左圖介紹了超導電磁流體推進小堆核潛艇的概況，中國船舶重工集團公司第七一四所設計的這型潛艇屬於最先進的超導電磁流體推進型核潛艇，全長85米，排水量4500噸，裝有小型核反應堆，6個電磁流體，電磁2X10牛頓，航速在20-30節上下。
而右側介紹的“小型核潛艇”在外形上幾乎與左側圖上的“超導電磁流體推進小堆核潛艇”完全一致，特別明顯的標誌是圍殼前都有一個一模一樣的“凸臺”。
奇妙的“凸臺”奇妙的作用
這個凸臺應該是這型低溫小堆核潛艇反應堆第三回路冷卻用海水的入口（注意凸臺前端有兩個海水進口的白色標記），道理何在？因為低溫反應堆主要是利用海水為工作和冷卻介質，海水進口設置在艇首就可以不用循環泵，而是利用航速產生的壓力在第三回路進行冷熱交換（不是互相摻和），將海水冷卻後的冷卻液再次迴流到反應堆活性區，再次加溫，如此循環往復。
這種艇首凸臺的設計可以說是神來之筆，反應堆的一回路主循環泵是潛艇的主要噪聲源，不設置主循環泵就意味著沒有了循環泵產生的噪聲，這也是低溫堆設置三迴路的奧妙，這種三迴路的設計屬於自然循環反應堆。
凸臺的另外一個妙用是超導磁流體推進裝置的通道前後端分別設有海水吸人導流管和噴出導流管，所以這個凸臺還是超導磁流體推進裝置通道前端海水吸入導流管的入口，與三迴路公用一個入口，巧妙的得到一舉兩得的功效。
核潛艇的另外一個最大的噪聲源是齒輪變速箱，而這型小堆核潛艇主要靠超導電磁流體推進，動力主要是由反應堆-汽輪機-發電機-超導電磁流體推進，不但取消了齒輪變速箱甚至沒有傳動軸，直接靠超導電磁流體推進，就是俗稱的“無軸泵噴”。
無軸泵噴雖然不能說達到無聲無息的水平，但是肯定要比美國和西方最新型的核潛艇如海狼級、弗吉尼亞級、機敏級的“有軸泵噴”噪音要小的多的多。“有軸泵噴”是對核潛艇齒輪變速箱噪聲的補救，至少還有由齒輪變速箱伸出的一根傳動軸，即便這兩樣設施工藝上再精密，咬合和轉動產生的噪音幾乎是不可避免的。
簡單說，採用超導電磁流體推進，不但省掉了減速齒輪箱，也省掉了電動機，以及反應堆-發電機下面所有的機械傳動系統，直接用電纜就可以連接超導電磁流體推進系統，實現最大可能的靜音效果，這要比目前全世界所有的核潛艇都要靜音而且推力巨大。
“中國的小型核潛艇”可不是小個子
先不說世界上一直以最小核潛艇著稱的法國紅寶石核潛艇，這型核潛艇全長72米，寬7.6米，水上航行時吃水6.4米，水上排水量2385噸，水下排水量2670噸，僅相當於一艘常規潛艇，真不負“袖珍核潛艇”的稱號。動力裝置為CAS48型一體化反應堆，功率為4.8MW，堆芯壽命25年。該級艇最大下潛深度300米，改進型增加到350米，水下最高航速25節，自持力45天。
圖 法國紅寶石核潛艇，呵呵，那麼小。
美國的第一艘所謂的靜音反潛核潛艇“白魚號”（僅造一艘）水面排水量2317噸，水下排水量2640噸。長83.2米、寬7.1 米。動力裝置由1座S2C壓水堆和1個汽輪發電機組成，單軸下潛深度200米，靜音水平很高，但是航速太低，最高只有15節，就是一艘試驗型核潛艇。
圖 美國“白魚號”全電核潛艇，只有2640噸
即便是美國第二代攻擊型核潛艇“長尾鯊”級，主尺度：艇長84.9米，艇寬9.6米，吃水7.6米；水上排水量3750噸，水下排水量4310噸。核反應堆為S5W壓水堆，單軸，15000軸馬力。該艇水上航速20節，水下航速25節以上。該級艇的工作深度300-400米，試驗下潛深度400米。還要比中國的這型“小型核潛艇”排水量少200噸！
圖 美國的第二代攻擊型核潛艇“長尾鯊”級，比中國的小型核潛艇排水量還少200噸哩
為了加深印象，我們把中國的這型核潛艇的數據再貼一遍：超導電磁流體推進型核潛艇，全長85米，排水量4500噸，裝有小型核反應堆，6個電磁流體，電磁2X10牛頓，航速在20-30節上下。
中國的所謂小型核潛艇排水量居然比美國二代主力核攻擊潛艇還要大200噸，是不是有點出人意料（注意對比上面黑體字介紹的三型外國核潛艇排水量）？！
一招鮮吃遍天
中國新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）其實有三招鮮，一招是低溫反應堆，第二招是超導電磁流體推進，第三招最重要，就是中壓直流綜合電力系統的應用。
這三招美國和西方誰都沒有攻克，特別是第三招。美國在50年前就曾經花費大氣力攻關，先後建造了兩型試驗核潛艇，一型是“白魚號”另外一型是“格萊納德.利普斯科姆號”都採用了反應堆-汽輪機-電力推進模式，試驗期間曾經獲得了當時最安靜核潛艇的稱號，但是都因為解決不好電力系統的可靠性而不再被後繼的核潛艇所採用，關鍵就是解決不好交流電與直流電機的問題。
簡單說，當核潛艇上的反應堆停堆時，直流電機可以利用艇上的蓄電池進行穩定的工作，而交流電機和汽輪發電機組如果在上述方面要達到直流電機的功能，就必須增設變流機組等許多額外設備，以便將交流轉換為直流，這不僅增加了相關電氣設備的數量，更重要的是也增加了電力推進的複雜性和核潛艇設計與製造難度，特別是一旦任何一件交流電分系統出現問題，就要整個系統停止運轉進行維修，那麼艦船就會陷入癱瘓，這種事近幾年一直在美、英艦船上發生，可謂醜態百出。
所以，雖然這兩型核潛艇造出來了，根本問題沒有解決，造成設備過於繁多和複雜故障頻出，還有一個致命的問題就是航速太低。最後的結果是，這兩型花了大錢造出來的“全電核潛艇”基本上失敗，都是隻造了一艘就偃旗息鼓了。美海軍甚至做出決定，以後包括第三代洛杉磯級和海狼級以及第四代弗吉尼亞級都不再採用反應堆-汽輪機-電力推進（全電）模式，而是回到反應堆-汽輪機-減速齒輪推進的老路上，即便是吹的最響的海狼級和弗吉尼亞級都只能靠減振浮墊解決噪聲問題，成為美國式的“堤內損失堤外補”實際上是治標而不治本的措施。
有人會問，那啥？是美國嗎？號稱世界上最先進的美國居然不能攻克這樣的技術？事實就是如此，有人心裡再愛美國也不能迴避這個現實。
其實說起來這也沒什麼不能接受的，綜合電力系統的應用本身就是艦船動力以來的第三次革命，美國率先探索過，只是沒有成功而已。雖然美國急急忙忙的將還不成熟的“全電”概念引入朱姆沃爾特DDG1000和瀕海戰鬥艦，結果大家也看到了，還是不成功。而“全電”還不是綜合電力系統應用的全部，只是很小一部分，關鍵的關鍵是美國沒有解決在艦船上如何將交流電變成直流電機的驅動和應用上。
本節開頭就說了，一招鮮吃遍天，中國就解決了中壓直流綜合電力系統的研發和應用，馬偉明院士的團隊就解決了這個問題，按照馬偉明院士的話說，“綜合電力系統領先就領先美國”，“我們解決的不僅僅是噪聲問題”“美國還在預研，我們領先美國至少十幾年”。
介紹馬偉明院士的實際中赫然寫到“那時候，西方國家在電力技術領域一直領跑世界，其重大關鍵技術比我國至少領先幾十年。學成回到海軍工程大學後，馬偉明果斷決定拓展研究領域，瞄準電力電子技術、電磁兼容領域研究，推進電氣工程領域發展。
在攻關研製多相電機這一課題的時候，他們發現，我國第一代核潛艇由於沒有電推技術，噪音高，不利於隱蔽。
如果能研製一個同時發出交流電和直流電的發電機，直接帶動螺旋槳，噪聲不就減小了嗎？當馬偉明帶領研究小組打破思維定勢提出這一設想時，得到的幾乎是一片否定聲：“全世界都沒有做出來”“西方發達國家都認為這條路是走不通的”……
面對質疑，馬偉明說：“落後不是中國人的專利，外國能做到中國也能做到，甚至做得更好！” 經過10年艱苦攻關，他和團隊終於研製出世界上第一臺交直流發電機系統，中國潛艇真正擁有了具有完全自主知識產權的“中國心”！
接力攻關，步步跨越。他們馬不停蹄，集中力量，向第三代集成化發電系統發起全面衝擊。歷經6年成功研製的高速感應發電機系統，突破多項重大關鍵技術。”
美國研製了幾十年，花費巨資建造了兩艘試驗性核潛艇都沒有解決的問題被中國解決了，美國海軍從不死心到死心，後來的兩級近上百艘核潛艇又不得不改回保守的汽輪機-減速齒輪箱推進模式，不能不說是一種無奈。
中國新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）其他兩項先進技術=低溫反應堆和超導電磁流體推進其實都是依託在中壓直流綜合電力系統技術之上的，這兩項技術美國和西方也再搞，但是沒有中壓直流綜合電力系統和交直流發動機等技術，應用也絕對的不可靠，這也是實踐證明了的。
中國的低溫反應堆世界領先毋庸置疑
這裡要特別強調的是，中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）上的低溫反應堆絕對不是西方潛艇用低溫反應堆的仿製和重複。低溫反應堆突出的特點就是反應堆用鈾的純度很低，美英俄以及中國的大型核潛艇核燃料都用的是高純度鈾，純度在90%以上，只有法國的袖珍型紅寶石核潛艇和後來是梭子魚核潛艇用鈾純度在7-20%。中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）低溫反應堆用鈾也在這個數值左右。低溫堆的優勢在於可以節省寶貴的核燃料、核輻射小，安全可靠。所謂“低溫”、“小堆”其實反應堆堆芯直徑不比高純度反應堆小，主要是鉛\水屏蔽和蒸汽發生裝置要比大堆重量小的多，外觀看就是“小堆”，這也是又稱低溫堆為“小堆”的原因。
最為重要的是，法國的反應堆包括早期的美國核潛艇的反應堆，5到10年就要換燃料，要將核潛艇開膛破肚，非常麻煩也大大提高了使用成本。美國的尼米茲航母和福特級航母以及最新的弗吉尼亞核潛艇上的反應堆也只是在近些年才成為一次裝料不需更換核燃料的反應堆。
而中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）是一次裝料，無限航程，其實就是全壽命期只裝一次料的意思，否則叫無限航程就名不副實了，這是比世界上所有低溫堆都領先的最新低溫堆技術，集中的體現了中國新型核潛艇反應堆的先進性。根據已知的報道，世界上過去的低溫堆之所以不被看好和重用，主要是核燃料的更換一般都是2年一換，這是不可接受的。
2年一換核燃料，對於高強度執行任務的海軍來說那簡直是一場災難。
說中國的低溫堆比西方的先進，還表現在核潛艇排水量與航速上。法國的紅寶石和梭子魚核潛艇排水量都小於中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”），但是航速卻遠低於中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”），法國的兩型核潛艇航速都沒有超過25節，而中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）最高航速可達25節-30節，排水量還比法國的正選主力核潛艇梭子魚級大500噸，航速卻高5節，這真是駭人聽聞了。
世界上大部分護衛艦的最高航速也只有30節左右，而要持續保持這樣的航速幾乎不可能。
另外，驅動4500噸的龐大軀體達到每小時30節，這也是所有常規潛艇望塵莫及的，而降噪水平與常規潛艇相當，可見中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）巨大的優勢！
每小時30節！還可以保持如此高速長時間航行，而世界上最好的常規潛艇，以20節航速也只能保持幾個小時，之後就要一兩天之內保持幾節的航速以便利用AIP系統充電，而且大都要在一兩週內上浮用柴油機充電，這也是本文開始說常規潛艇在3000公里的航程中不可能不被全球鷹發現的原因。
超導磁流體推進，光說不練的西方和已經領先完成的中國
自從超導技術問世以來，超導磁流體推進技術的研發也在各大國之間蓬勃開展起來。超導現象被發現後，美國和西方軍工和軍火巨頭像打了雞血一樣興奮異常，似乎誰先實現超導磁流體推進誰就能執未來海戰之牛耳，可見這項技術的霸凌。但是十幾年過去，西方的研發泥牛入海，漸漸的沒了聲息，可見關鍵技術並沒有突破。
美國三代和四代核潛艇仍然採用機械泵噴就是明證，而中國已經實現了應用。
圖 紅圈內就是超導電磁推進的無軸泵噴
簡單說超導磁流體的工作流程如下：在磁流體推進器艙內，安裝1臺六連環直流螺旋型超導磁流體推進器。磁流體通道前後端分別設有海水吸人導流管和噴出導流管，吸人口呈卵圓形在艇體外殼上“開鑿”，噴管出口則穿出艇尾殼體。它的運行原理是：在強大的電磁力作用下，海水旋轉著向後高速運動，再經出口導流器變為平行水流後通過噴口向艇尾噴射，推動潛艇前進。由於6個螺旋型磁流體推進器相互之間是獨立的，因此任意改變其中某幾個推進器的推力大小，即可改變潛艇航行狀態、實現左轉、右轉、上浮、下沉等運動姿態。
可以說中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）排水量如此之大還能做到航速如此之高，降噪水平堪比常規潛艇，應用了超導磁流體推進的無軸泵噴技術功不可沒！
顛覆海戰規則的利器
三項關鍵性能先進美國50年，中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）由於擁有了第三次艦船動力革命的先進成果，實現了對美國和西方在核潛艇技術上的完全超越，將來的海戰也將會由我們來制定規則。
中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）之所以先進，主要體現在性能先進、造價低廉和安全、可靠性上。歷史上美國在核潛艇動力上花費巨資打造的兩型“反應堆-汽輪機-發電機-電動機”靜音核潛艇，都因為電力使用的可靠性缺陷鎩羽而歸（“白魚號”1960年和“格萊納德.利普斯科姆號”1973年），不能進入大規模製造的正選主力核潛艇行列，說到底就是可靠性不能滿足充當主力的需要。
圖 美國“電推”核潛艇最後的努力“格萊納德.利普斯科姆號”，1973年下水早已退役，舷號685
在近50多年的時間裡，美海軍再也沒有碰“電力推進核潛艇”的邊，逼使美國在之後所謂的最先進核潛艇上至今還在使用最老最保守的動力推進技術，主要原因其實很簡單，一句話就是怕不可靠。
斷刀、斷劍對於冷兵器時代的武士是最可怕的。
現代戰爭槍打不響，就是一根燒火棍。
當代戰爭，武器雖然越來越先進、複雜，可靠性仍然是第一位的。
中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）在實現了中壓直流綜合電力系統上艦後，各種技術瓶頸一通百通、一解百解，再也不會出現“帶病上路”的問題，這就給中國核潛艇未來的發展打開了通向自由王國之路，前途一片光明。中國海軍也就像孫悟空找到了金箍棒一樣終於找到了一件趁手的兵器，可以在更廣大更深遠的戰場上大顯身手。
由於中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）擁有一次裝料無限航程和超級靜音、高航速、低成本、高安全性和高可靠性等高性價比的卓越性能，必將大量製造並逐步替代目前大量老舊常規潛艇，實現中國海軍水下核動力化，並走向全世界各大海洋，為完成中華民族偉大復興的光榮使命做出自己卓越的貢獻。
最後要說的是，既然中國的新型核潛艇（所謂的“小型核潛艇”）被稱為小型核潛艇就如此的先進，那麼大型核潛艇呢？
最新傳來的消息，渤海造船廠新投入的廠房，無論是跨度及寬度都稱得上是“世界之最”，可能用於同時生產4艘各型先進型核潛艇。
什麼型號值得如此大規模的投入？那一定是國家十分滿意和信賴，部隊十分滿意和信賴，人民十分滿意和信賴，是具備了足夠先進性和可信賴性的產品和裝備，才會如此放開的投入鉅額資金進行大規模的生產，說明產品和裝備完全具備了大規模生產的可行性和必要性，對產品和裝備的發展和使用前景預測無限光明。
圖渤海造船廠新投入的超現代化的廠房
看看披露出來的國產7000噸大型攻擊型核潛艇的雄姿，我們不禁浮想聯翩。
關注刀口談兵，不久我們還會說到。
此時此刻，讓我們一起來重溫毛澤東同志60年前在第一屆全國人民代表大會第一次會議上講的一段話，他說：“我們有充分的信心，克服一切艱難困苦，將我國建設成為一個偉大的社會主義共和國。我們正在前進。我們正在做我們的前人從來沒有做過的極其光榮偉大的事業。我們的目的一定要達到。我們的目的一定能夠達到。”
厲害了，我的國！
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