潜艇也要发力,新技术变革加持下,海军水下力量或将实现弯道超车

熟悉武器装备发展的朋友们基本都知道 , 武器装备的发展是一项长周期高投入的系统性工程 , 它往往代表了世界科技发展的最前沿阵地 。 实际上现代人们生活中的很多高科技产品都是军事武器装备发展过程的产生的民用衍生产品(如今深刻改变人类生活方式的互联网和全球定位导航系统就是“军转民”的代表)
近些年来随着我国经济实力和综合国力的大幅度提升 , 我国武器装备发展在经历了漫长的蛰伏期后同样迎来的井喷式发展 , 陆军的99式主战坦克、空军的歼20战斗机、海军的055型导弹驱逐舰等一系列武器装备都已经达到乃至领先于世界先进水平 。

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歼20的出现让我国战机领域实现赶美超俄
如今我国军事装备的整体水平已经完成了对一众欧洲传统军事强国的赶超 , 作为“老师”俄罗斯都已经逐渐跟不上学生的步伐 。 在高速发展的同时我们还需清醒地意识到在很多领域我们依然存在明显短板 , 其中最引人关注的莫过于航发和水下核潜艇 , 相较于“看的着”的航发 , 核潜艇则更让人心心挂念 , 对于我国的核潜艇技术水平 , 很多外国专家认为与美俄存在着30年的差距 。

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093改已经堪用 , 但与顶尖水平差距明显
如果按照传统发展路径追赶 , 即使我们加速追赶 , 乐观估计也至少需要15-20年才能抹平差距 , 短时间内追赶上美俄似乎是不可能完成的任务 , 但对一个善于创造奇迹的民族来说任何事情都是可能的 , 既然走别人走过的路行不通 , 那我们就重新铺造一条新路就好 , 而马伟明院士和他的团队研发的无轴泵喷推进系统就是我们实现弯道超车的最大法宝 。

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马伟明院士让我国电磁领域走在世界前列
目前潜艇推进主要有两种方式 , 一种是传统的螺旋桨式推进 , 另一种是比较先进的有轴泵推 。 上世纪80年代英国人推出了一种装备新型推进系统的核潜艇——“特拉法尔加”(Trafalgar)级攻击核潜艇 , 他装备的泵喷推进器成功地吸引了全球目光 , 随后美、俄、法都相继研发和推出了自己的泵喷推进核潜艇 。

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特拉法尔加”(Trafalgar)级攻击核潜艇
相较于传统七叶大侧斜螺旋桨 , 泵喷可以大幅度降低潜艇水下航行的噪音 , 尤其是解决了传统七叶大侧斜螺旋桨在高速航行下噪音大幅度增加的难题 。 传统的七叶大侧斜螺旋桨为了满足潜艇的高速航行就必须加大动力输出 , 而此时螺旋浆负荷加大 , 螺旋桨的桨叶将提前出现空化产生大量空泡 , 使得潜艇的静音性能大幅度降低 , 想要解决这个问题最为简单的方式就是增大螺旋桨 , 但一旦增大螺旋浆必然会降低潜艇的推进效率 , 并且在低速航行状态下噪音也会增大 。

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传统七叶螺旋桨
为此俄罗斯人选择了简单粗暴的增加螺旋浆数量 , 通过加装两幅螺旋桨有效分担高速航行下一副螺旋桨高负载空泡问题 , 例如俄罗斯的台风级核潜艇和949型巡航导弹核潜艇都装备了两个七叶螺旋桨 , 而西方国家则选择了研发新型的泵喷推进系统 。

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台风级的两个螺旋桨
相较于传统螺旋浆 , 泵喷推进系统结构上要复杂得多 , 其主要是由3大部分组成 , 分别是定子、转子和外部环状导管 。 由于转子被环状导管所包裹可以对转子工作时产生的噪音起到一定程度的屏蔽作用 , 并且导管还可以有效减少推进器尾流中的旋转能量 , 根据实验数据表明 , 在各种状态下泵推相较于螺旋桨都有10-15分贝的噪音优势 。

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如果我们以传统的后追式发展 , 我们很难在短时间内追赶上美俄 , 但无轴泵喷概念提出为让我国拥有了与美俄同场竞技超越的机会 , 通过研发无轴泵喷我们可以直接跳过有轴泵推的研发实现核潜艇技术的跨越式发展 , 我们拥有了和美俄同时起步赛跑的机会 。
那么无轴泵喷究竟是何方神技术 , 他的出现究竟意义有多重大?如果说“有轴泵推”了解决了螺旋桨高速推进的噪音问题 , 那么无轴泵推的出现将彻底甩掉了噪音和震动的主要来源——驱动轴 , 无轴泵推相较于有轴泵推噪音水平的降低类似于传统燃油汽车和新能源电动汽车的区别 , 它将直接由电能驱动转子运动 , 彻底取消了传统核潜艇上的动力主机、传动系统 , 这也就意味着潜艇内部最重要的震动噪音将彻底不复存在 , 即使核潜艇全速航行其噪音水平也将低于海洋底噪 , 这将大幅度提高潜艇的隐蔽性和战场的生产能力 。