潜艇作为海底的无声杀手,其隐蔽性能是其生存的根本。潜艇一旦暴露在敌方的声呐探测之中,那么潜艇将毫无还手之力,只能被火箭助推鱼雷和深水炸弹击沉。所以,潜艇的最大课题之一就是如何减少噪音等级。
无论是常规潜艇还是核潜艇,其主要动力方式均是通过消耗燃料产生的机械能。较新一代的潜艇均采用柴电混合或者核能发电驱动电动机运动。相比常规的机械式推进,电动机推进的好处就是极大地减少噪音,同时减少水密难度。
但即使如此,由于潜艇本身的大小和电动机的推进速度,即使采用电动机作为推进系统,其主轴部分产生的机械振动和噪音依旧无法抹除。因此,为了降低潜艇的噪音等级,主轴的机械振动是必须解决的问题。
无轴泵推系统在世界范围内是公认的静音系数最高的推进方式,也是全世界下一代核潜艇的发展方向。这样的世界性问题,全世界只有中美俄法英等国有一定的研发能力,而具有实机实验能力的只有中美两国。
就在前段时间,中央电视台公布了中国新一代095型核潜艇的无轴泵推系统,并详细介绍了潜艇的综合电力系统,这也是世界范围内首次曝光采用无轴泵推系统的核潜艇。
无轴泵推系统是指的两个新系统的组合,一个是指泵喷系统,一个是无轴推进系统。
以二战时期的潜艇青花鱼号为例,其主要推进轴连接铜制螺旋桨推进,在高速状态下会产生相当数量的气泡,这样就会产生较大的噪音。泵喷系统就是在铜制螺旋桨外侧包裹一个圆筒型的外罩,有了这层外罩,可以减少大部分的气泡产生,而且也可以将大部分产生的噪音在筒罩内部分散开来,从而减少噪音等级。冷战时期苏联的奥斯卡级和美国的洛杉矶级均采用的是泵推系统。
而即使这样,由于轴在机械转动的时候依旧会产生固有噪音,这个噪音等级通常在130分贝左右,即使潜艇采用了隔音瓦,通道式降噪系统依旧只能将噪音降低到120分贝到110分贝左右。为了避免轴的机械转动,利用泵推系统的筒型外罩和电力控制系统,就可以将叶片安装在筒罩上,并以电动机驱动内部的叶片旋转。这种运行模式与常见的轴承相似,相比轴推,这种无轴推进完全避免了因为机械轴产生的噪音,大幅度减少噪音等级。
中国的无轴泵推系统和综合电力系统使得中国的下一代核潜艇在静音系数上大幅度提高,除此之外还有更加先进的电磁流体推进系统,下一代的095攻击核潜艇的常规静音系数有望突破到100分贝以内,一举成为最强的“隐身刺客”。(利刃)
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