艦船噴水推進的優越性在哪裡?為何多用在高性能艦船上呢?

彼得蘇


在船艦負擔起人們的運輸和作戰眾多用途的情況下,船舶的動力設施也變得至關重要,從最終的人工划槳,到後來機械蒸汽學的出現,再到如今的燃氣輪機甚至核動力成為主流動力設備,這之中經歷的路程也是極為漫長的。而在三百多年前,有這樣一款噴水推進式的裝置曾經出現過一段時間,雖然當時工藝不經而遭到擱置,但是在如今科技水平發展如此迅速的今天,對於噴水推進器的研製也被提上日程。經過數年的研究,這款推進器已經成為少數高性能艦船的推進設備了,但是即使這款推進器能讓戰艦突破急速,卻在各種主流戰艦中見不到它的身影呢?軍迷表示:它也並非想象中那麼完美。

提及噴水推進設備的歷史歷程,那可是極其漫長了,早在19世紀末期就已經有船舶採用這項推進器了,但是由於各項工藝流程的粗糙低下,無法對其作出更好的改進,因為它遠低於螺旋槳的工作效率,這導致這種很有潛力的技術坐了很長時間的冷板凳。

因為近些年的各類技術都有極大的進步,出自各個廠商對噴水推進的執著,這款動力系統隨著不斷的實驗和改進慢慢的好了起來,逐漸成熟的噴氣推進也開始在一些追求航速的高性能戰艦上有所應用。

目前市面上最多應用的也是螺旋槳式,不管蒸汽機還是燃氣輪機都基本採用了這種裝置當做推進裝置,但是這種裝置雖廣泛但是並非是那麼的盡善盡美,而噴水推進在某些方面都能在螺旋槳的基礎上做出很大的改進,比如在動力方面噴水式的機動性更加強悍,噴水式也具有噪音小、小淺水效應、傳動簡單、保養方便等等特點。

但是目前來說,該項技術因為還未完全成熟,它也具有一些尚未解決的缺點,比如在航速低於20kn的艦艇上,這類裝置並不能達到和螺旋槳同樣的效率,而是要略低一籌;然後就是它在雜質較多的航道中航行時,因為其機理不同會造成管道堵塞現象;並且其更換葉輪要比螺旋槳麻煩。

總的來說,雖然噴氣推進有著很可觀的性能指數,但因為自身種種原因,比如結構上的複雜和難以微化的體積問題,以及種種環境下的侷限性,它並不能代替傳統的螺旋槳,而一些與這種推進器環境相契合的艦船可以採用這種設備,這就對艦艇推進的多樣性起到了取長補短的補充作用。


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噴水推進是一種比較特殊的水面物體推進方式,通過水泵噴出高壓水流,從而讓船隻獲得反作用的推力。

一個完整的噴水推進器由發動機、傳動器、推進泵、水管、舵面等組成,有的為了能適應類似螺旋槳船舶那樣的倒航能力,還會專門安裝一個倒航器。

噴水推進優越性主要在於淺水區域的適用性上,進水口、噴水口只要不被堵塞,它們就不會產生螺旋槳那種水草纏槳葉的事故。噴水口在複雜的淺水區域也遠比螺旋槳耐用,不會因為捲起砂礫或碰上水底障礙被損壞。

不過它最大的優點還是在於航速。螺旋槳船隻受物理條件所限,雖然可以單純提高螺旋槳轉速和引擎功率,但旋轉達到一定程度後,大量產生的空泡反而會讓螺旋槳“擊在空處”,白白浪費掉做功。

美國瀕海戰鬥艦,使用噴水推進可達到44節的高速

噴水推進就不存在這個問題了,水泵的葉輪處於均勻流場中,所以比起螺旋槳的抗空泡能力更高,推進效率也更高,確保船隻能在水中更高速度的航行。

基洛級潛艇的實驗性推進裝置

這種抗空泡能力使得噴水推進極受潛艇推崇,這意味著潛艇能更加安靜,能發出更少的噪音,具有更模糊的航跡。噴水推進還相當穩定,便於潛艇維持矢量的均速運動,讓潛艇在發射彈道導彈時具備更好的發射精度。

相比於普通船舶那樣通過螺旋槳前進和倒車,水面小型船舶的噴水推進在這方面更具優勢,通過倒航器可以快速的切斷船舶的前向動力,然後調整為有需求的姿態。

換個概念也許會更容易理解——戰機上的推力矢量。噴水推進的水流其實就是個矢量噴管,通過控制其噴射方向,可以讓船舶做出很複雜的移動。這點在未來具有相當的發展前景。

均勻的航速、靈活可控的操縱能力,對於驅逐艦、獵潛艇、掃雷艦、瀕海戰鬥艦等都具備相當大的實用意義。無論是丟聲吶還是掃雷佈雷、近海巡邏、穿越複雜海域,都需要噴水推進的微操能力。

缺點的話也有不少,噴水推進很適合複雜淺水環境,但也會出現因水體雜亂,導致進水口堵塞,從而失去動力的情況。

本質上噴水推進器的泵葉也是螺旋槳的一種,而且深埋在機體之中,一旦出現故障很難簡單排除。所以有時候異物吸入會造成非常麻煩的局面,遠比海帶繩纏螺旋槳之類的事情更難處置。

此外噴水推進因為不斷吸入大量的水作為推進,所以在實際應用時會增加船隻的排水量,這是無法迴避的問題。還有造價方面,噴水推進往往涉及到船舶的整體工程設計,成本要求更大,花費造價也更高。


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首先,這個東西技術含量較高,比較貴,因此很難在普通船隻裡普及,在高技術的艦船中倒是時有見到。

最主要的優點:噪音小!噪音小!!!這點在軍事類艦船中是很重要的,傳統的螺旋槳式推進系統最大的弊端就是噪音較大(無論是有軸還是無軸)。而這種噴水式推進噪音就比較小,這在高性能攻擊型核潛艇上有應用的實例。個人認為,以後潛艇的推進系統都會朝著這個方向發展,畢竟是海軍中最需要隱秘性、靜音性的軍種。

其次,可靠性較高、難以被海里的雜七雜八的東西掛住、動力較強、轉向更為靈敏也都是它比傳統螺旋槳式推進系統進步的地方。


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