几乎所有人都知道,船是靠螺旋桨推动的。但是,如果一艘藏在水下的潜艇,使用螺旋桨的话,那噪音就太大了,根本就不是一艘潜艇。 因此,各国都在寻找新的推进器。而我国无轴泵推式技术的出现,更是将该技术推向了一个新的高度。 美国动力不足,国内却处于领先地位 泵喷射动力系统的技术开发也进行了一系列的创新。比如机械喷射推进器,就是目前世界上最主要的动力系统。 而我们华夏,已经将这个技术提升到了一个新的高度。据年《焦点访谈》栏目报道,我国已开始研发新一代无轴泵喷式发动机。 负责这项技术研究与创新的,正是以马伟明为首的研发团队。从技术上来说,我们比美国要先进,而且美国也在模仿我们的技术。 在前一代产品中,各国多采用机械泵喷射推进系统。就像美国的“海狼级”、“弗吉尼亚”级、英国“特拉法尔加级”级、“敏捷级”等等,所使用的动力系统也是如此。 与传统螺旋桨推进方式相比,泵喷射式推进系统在低速航行时产生的低频线谱噪声较常规推进系统降低15分贝以上。 由于空化性较好,在高速航行时,降低噪声的效果非常明显。这样的话,潜艇就可以很好地隐藏自己的行踪,就算速度再快,也不会因为声音而暴露自己的位置。 尽管这种新型系统有着诸多优点,但实际应用于潜艇时,上一代泵喷推进系统还是机械式推进系统。 这样的构造,使得潜艇在行进过程中,依然需要依靠驱动轴来提供动力。只要采用这种方式,潜艇的低频噪声就会和传统的推进器一样。 也就是说,降噪效果并不理想。因此,要解决这个问题,必须要有技术的创新与升级。对机械泵喷射动力系统的改进,除我国外,其它国家也在不断地推进。 虽然马伟明并没有提到无轴泵喷推进器的研发过程,但媒体上的报道也只是一种模拟系统,而不是实物。 不过据报道,新一代核潜艇已经采用了相关技术。相比之下,美国在这一领域的研究上,还存在着一些瓶颈。 早在年,美国国防部下属的DARPA就开始了一项新的研究计划,目的就是为了突破目前的技术瓶颈,其中就包括了无轴泵喷推进系统。 此后,美国部分高校完成了技术应用方面的概念设计,相关研究机构积极推进应用技术的应用。 但后来美国研发出来的新系统,因为功率不足,无法在实验中正常工作,一台机器的功率,根本无法和现在的机械推进系统相提并论。 这样一来,这种新型的动力系统就没办法用在潜艇上了。根据之前的报导,美国计划使用多个推进器,以产生更大的推力,从而降低噪音。 但是具体是怎么改进的,目前还没有任何最新的消息。按照美国的预测,这项技术将会被应用到新一代核潜艇上。 但如果动力不足的话,也是一件很尴尬的事情。 那么新的制度创新运用之后,它的优势将集中体现在哪些方面? 无轴的优点是什么 首先,在系统总体布局上,对设备进行了升级,由原来的轴传动改为电机驱动泵喷管。 这一改动,就不需要传统的传动轴了。这样一来,传动轴发出的噪音就会被尽可能的降低,甚至是消失。 从本质上来说,上一代的技术属于机械式,或者说是泵喷射式推进器。按照推进器的原理,螺旋桨是一种环形结构,安装在螺旋桨的外面。 但也正是因为有传动系统,才使得降噪功能不彻底。而无轴推进系统,则是对整个系统进行了优化,降低了噪音。 其次在系统布局方面,新一代系统采用马达驱动,而不是传统的驱动轴驱动叶轮。 在新的改进方案中,马达驱动器不需要安装在潜艇的中轴线上,而是可以更灵活地安装在环形管道内。 这样的话,就不会再有中央推进器,同时也不会形成完整的螺旋桨了。整个动力系统,都变成了一个个独立的部件,就拿螺旋桨来说,它就是一个独立的叶片。 非集成模式下,系统将不再以中央为中心,而是以四周为中心。这种布局更具灵活性,能更好地发挥推进系统整体性能上的优势。 至于为什么能把噪音降到最低,主要还是因为泵喷动力系统本身噪音很小,再加上全新的马达驱动方式,更是将噪音降到了最低。 这两种方法结合起来,可以更好地发挥潜艇在高速航行时的降噪效果。这样的话,动力系统的优势就体现出来了,轴的噪音也会得到进一步的降低。 最后,从结构布局上看,新型系统的电极被安置在了潜艇外部的环形管道中,这进一步节省了潜艇的空间,让整个结构变得更加灵活。 在现有条件下,采用全电动推进技术的新型潜艇系统,对动力分布提出了更高的要求。如何对电能进行精确、合理、高效的分配,将成为下一步的研究重点。 另一方面,驱动马达的动力问题,即美国在研发过程中所遇到的动力不足的状况,也将成为未来的焦点。 如何在小型化的前提下,发挥出更大的功率优势,也是下一步技术研究的重点。 泵送喷射技术的发展史 总体而言,无论是当今主流采用的机械式,还是正在研发并逐渐推广应用的无轴式,均属泵喷射技术范畴。 这两者之间存在着递进与创新的关系,与螺旋桨推进系统相对应的是性能优化。 从推进系统运行的观点来看,螺旋桨在转动时,特别是高速转动时,由于水流加速,压力降低,会使周围水体产生大量空化现象。 这些气泡受到海水的压力很快就会破开,并发出声音。螺旋桨不停地工作着,气泡不停地冒出来,又不断地冒出气泡,这就导致了潜艇在水下航行时,发出了巨大的声响。 直到年代,这一状况才完全改观。最早的喷气推进装置,是英国人发明的,安装在了潜水艇上。 它并不是一个独立的推进器,而是一个推进器。在较早的技术中,一个渐扩导管被安装在系统的外部。 这种管道可以减缓水流的流速,增加气泡形成的间隔,从而减少气泡的数量。 随着气泡越来越少,爆裂声也越来越小,最终发出的声音也越来越小。因此,就性能而言,技术本身就是对推进系统性能的优化。 由于采用的是驱动轴带动螺旋桨转动,因此这一优化并不彻底。自80年代开始采用该技术以来,许多国家都在不断地改进和更新。 不过总的来说,这一次的技术升级,还是停留在原来的设计理念上,而无轴喷射动力系统,却是完全超越了原有的技术,采用了一种全新的设计理念,将噪音降到了最低。 那么,在这个领域,有没有什么发展的空间呢? 推进技术将走向何方 你可能会认为,泵式推进器是一种比较先进的技术。但事实上,无论是螺旋桨还是喷气发动机,都是从什么时候开始的。 不同之处在于,长期以来,这项技术都只停留在概念上,而不是实际应用。 直到五十年代,随着理论的不断完善,这项技术才真正的走进了现实。 从动力系统的本质上来说,必须要有足够的动力,要有足够的噪音,这两个方面,才是最重要的。所以,无论未来推进系统的发展方向是什么,其本质都是为了降低噪音、提高速度。 结束语 根据之前的报道,无轴推进系统的噪音比之前的推进系统要好很多,能够将潜艇的噪音降低到90分贝以下。 这意味着什么?海洋环境的天然噪声约为90分贝。这也就意味着,当潜艇移动时发出的声音越来越小的时候,这头庞然大物就会彻底隐藏起来。 至于这种技术现在用在哪种潜艇上,之前有人推测是。不过,也有人认为,这项新技术的应用还有待进一步的检验,目前该系统正处于试验阶段。 只有对相关技术参数与性能进行测试,并持续优化,才能应用于最新一代的潜艇。 不管怎么说,技术的进步才是最重要的,只要这个基础还在,剩下的就是细节了。 欢迎转载,转载请注明原文网址:http://www.cheguanjia168.com/qsdy/14816.html |