作為依靠隱蔽性來攻擊的潛艇來說,“出其不意,攻其不備”是潛艇的主要打擊思想,因此潛艇的靜音水平直接影響著潛艇的生存能力和攻擊性能,而潛艇的噪音最大來源之一則是推進裝置,想要減少潛艇的噪音就必須從推進裝置上下功夫!
1、傳統螺旋槳推進歷經了200年的發展,簡單暴力!
採用傳統螺旋槳推進是潛艇非常常見的推進方式,通過螺旋槳在水中轉動前後葉面產生的壓力差推進艦艇前進,種推進方式已經經歷200年的發展,因其具有簡單耐壓的特性,仍然是現在艦艇動力系統使用的主要方式。
螺旋槳作為潛艇的推進裝置主要考慮的就是效率問題,需要儘可能多的提升潛艇的速度,但是螺旋槳轉速越快伴隨而來的就是噪音增加,經過多年的發展,這兩項矛盾相互妥協的最終結果也就是“七葉大側斜螺旋槳”了!
“七葉大側斜螺旋槳”可能就是傳統螺旋槳推進發展的最高峰了,這種設計方式不容易產生空泡又能儘可能提升速度和效率,但產生的噪音依然不小,採用傳統螺旋槳推進的潛艇很難將噪音水平控制在100分貝以下!
2、有軸泵推是目前先進核潛艇的標配
當然,“七葉大側斜螺旋槳”並不是潛艇推進系統發展的終點,從冷戰後期有軸泵推技術就開始登上了歷史舞臺,當時主要用於魚雷的提速。
其實,有軸泵推也不是什麼高科技,與傳統螺旋槳推進裝置類似,採用標準的主機-傳動軸-螺旋槳式結構,不同的就是在螺旋槳的外面加上一個“漸擴時導流管”(當然實際情況並不是理論上那麼簡單),這樣可以減少空泡的產生以及提升推進效率。
根據文獻表明,泵推相比於“七葉大側斜螺旋槳”,在低速情況下低頻線譜噪聲要小15分貝以上,寬帶譜總噪聲則可以下降10分貝以上。如果是在高速情況下,靜音效果更加明顯!
有軸泵推技術也經過多年的發展,已經相對成熟,目前美、英、法、俄的新一代核潛艇已經標配有軸泵推技術,使得潛艇的靜音水平得到進一步提升!
3、無軸泵推是發展趨勢
而相比較之下,性能最先進的應該就是“有軸泵推”了,無軸泵推推進裝置甩掉了噪音和震動的主要來源——驅動軸,動力輸出模式從主機-傳動軸-螺旋槳直接簡化為電動機-螺旋槳的結構模式,靠外置的電機帶動邊上的環體轉動,而槳葉則安裝在環體上隨之轉動產生推力,而中間則是空的!
沒了驅動軸的“無軸泵推”產生的噪音大幅度減小,根據文獻數據,無軸泵推相比有軸推進噪音可以減少約十分之一,有效提升潛艇的生存能力。此外,“無軸泵推”除了省去驅動軸之外,隨之減少還有機械傳動部分和內部發動機,將電機外置後可以節約很一部分潛艇內部空間,其動力來源只需要源源不斷的電力即可!
不過這一技術還有很大的難度,無論是與“有軸泵推”還是傳統螺旋槳推進方式相比,“無軸泵推”的推進效率是降低的,目前根本無法承擔大型核潛艇的主推進裝置,在此之前唯一運用無軸泵推的潛艇就是美國的“弗吉尼亞”級核潛艇,而且只是輔助推進裝置!
按照美國的規劃,其下一代“哥倫比亞級”彈道導彈核潛艇,將會安裝兩個“無軸泵推”推進裝置來提升推進能力,這種通過“捆綁”的模式也是未來“無軸泵推”推力不足的情況下發展的模式之一!
4、磁流推進簡直就是無聲
最後,難道你以為“無軸泵推”就是潛艇最完美的推進方式了嗎,高中的物理知識告訴筆者,磁流體推進才是潛艇更好的推薦方式,直接連槳葉都省了,對於潛艇來說理論上就是無聲推進!
磁流推進器是以洛倫茲力定律研製的,其應用就是在艦艇上安裝電磁鐵,通電後電磁鐵所處的海水中會有磁場線通過,與此同時產生與磁力垂直的電流,之後在磁場與電流的相互作用下,船舶與海水產生大小相等反向相反的作用力,從而推動艦艇前進!
磁流推進全程沒有機械振動和葉片轉動,理論上不會產生噪音,對於潛艇來說就真的隱身於海洋之中了!但是,目前磁流推進器還停留在實驗室階段,能應用到核潛艇至少還要30年的時間,所以在未來一段時間還將是無軸泵推和有軸泵推的天下!
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