我国无轴泵推技术研制成功,可让核潜艇静音,技术反超美国10年
最近,中国研制出一项无轴泵推技术,可以实现核潜艇的无噪声行进。据说该技术反超了美国10年,它究竟厉害在什么地方?
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一、核潜艇的隐蔽性重要在哪里?
核潜艇在战场上担任的是一个“刺客”的形象,就像是隐藏在暗处的杀手一样,在关键时刻给予敌人致命一击,所以核潜艇最基本的一点就是要做到隐蔽。随着现代科技的发展,检测核潜艇的仪器也越来越多,核潜艇最大的敌人就是声呐。在水底下航行的潜艇无论如何都会发出噪声,而这些噪声就会被声呐捕捉到,这时候暴露位置的核潜艇非但不会对敌人产生威胁,还会给自己带来祸端。
如何降低核潜艇在行进中的噪声,一直是世界各国的研究重点。那为什么各国要如此重视这个问题呢?我们首先要从核潜艇在实战中扮演的角色上看。
核潜艇的动力是核反应堆,因此它能在水底下进行长时间航行。现在卫星雷达遍布世界上的每个角落,因此不管是陆地上行走的、空中飞行的还是在海面上航行的,都很容易被勘测到。
而在海洋的数十米水下,雷达和卫星定位都会失效,因此核潜艇的隐蔽性极好。所以在良好的隐蔽性能的遮蔽下,在核潜艇上搭载导弹等具有伤害性的武器,就可以在目标毫无防备的时候,对其发起突然攻击。就算不进行攻击,燃烧核反应堆的核潜艇的航行速度极快,可以在海底下对目标进行跟踪和追击。敌在明我在暗,掌握敌人的一举一动就代表我方已经掌握了战场的主动权。
而且因为其隐蔽性,核潜艇可以在海底下无声无息地航行数千里之后,突然在敌方的海域露面。如果那艘核潜艇上装备了弹道导弹和鱼雷,那么它就会拥有攻击敌方陆地上的战略目标的能力,这无疑可以对其他国家产生极大的威慑力。
而对核潜艇的功能设想中,支撑它拥有如此大威力的基本条件,就是核潜艇的隐蔽性要好。你可能会疑惑,核潜艇的隐蔽性为什么和噪声有关?
二、核潜艇的核心技术竟然是螺旋桨
在水底下航行的核潜艇虽然不易被检测到,但是这个庞然大物要想动起来,还是得费不少力气的。就以人类现在的技术而言,要想使得舰船在水中行进,光有燃料还不够,还得有一个螺旋桨。这个螺旋桨会给舰船一个推力,使它们能够在水下或者水面上前进或者后退。
但是这个桨在转动时会与水发生激烈的摩擦,从而发出巨大的噪音。连小船上的螺旋桨和水都能发出噪声,更何况是体积和重量都大它百倍千倍的核潜艇呢?核潜艇上的螺旋桨比平常的桨要大得多,产生的噪音自然也比平常的船舶要大。这给核潜艇带来了一个巨大的缺陷,虽然看不见核潜艇的影子,但是光听到从水下传来的巨大响声,谁还能不知道在海底下有一艘核潜艇呢?
但是目前为止,利用螺旋桨作为核潜艇的动力机械,依旧是最佳的选择方案。因此许多国家在螺旋桨的设计上花了很多心思,而每个核潜艇上的螺旋桨也是一个核心的技术,不会轻易向外界泄露。如果要拍摄核潜艇,那么核潜艇在外部裸露的螺旋桨一定会用黑布盖上。
为了降低噪音,科学家们也是绞尽脑汁,终于研制出来一款七叶螺旋桨,这种螺旋桨在保证一定推力的同时还降低了螺旋桨自身转速,让桨与水的摩擦减少,从而有效抑制噪声。七叶螺旋桨的七片桨叶不是对称的,这种非对称的设计带来了来两个好处,一是不容易产生共振,二是产生的气泡比较少,自然而然的噪音就会小下去。
七叶螺旋桨的原理看似简单易懂,但是真正制造起来却十分的困难。率先研制出来的俄罗斯将这个技术运用在了基洛核潜艇上,大大降低了核潜艇的噪音,被西方国家誉为“大洋黑洞”。
但即使是采用了技术最为先进的七叶螺旋桨,核潜艇还是会有噪音,即使在海面上听不见,但是声呐却还是可以接收到核潜艇身上发出的噪声,那么核潜艇能否实现完全静音呢?
最近在中国传出了一个好消息,中国已经率先掌握了无轴泵推技术,这项技术将有可能完成核潜艇静音的任务,届时这个危险的“蛟龙”就会完全隐身。
三、中国的无轴泵推技术是什么?
如果要说无轴泵推技术,那么我们就得先提一下它的前身,泵喷推进器。如果我们把军舰的螺旋桨比喻成飞机的螺旋桨,那么泵喷推进器就可以看做是“水下的涡轮风扇发动机”。
在发明泵喷推进器后,因为它喷出的水流比起传统螺旋桨更加集中,因此噪音也会变小,还能够更好地使用机械能提高效率,同时空泡率也较低,对机械本身磨损侵蚀的程度也减弱了,所以它其实是理想中的先进水下动力系统。
早在20世纪的70年代,泵喷推进器就已经运用在实际中了,但是泵喷推进器的工艺复杂,在实践中也发现了不少问题。最致命的是泵喷在工作时极有可能会吸上杂物,到时候整个机械就会卡死,这一隐患也让泵喷推进器有了工作环境的限制,不适宜在近海活动。所以,即使是泵喷推进器技术已经成熟了,但还是没有大规模投入使用。
无轴泵喷推进器就是在泵喷推进器进行加工改良的优化产品,那么到底什么是无轴泵喷推进器呢?其实细心的观众从它两的名字上就可以看出区别,无轴泵喷推进器最大的不同,就是取消了常规推进器上面的转动轴。这个小小的改变看似不起眼,但是要想做到这一点可不容易。举一个简单的例子,风扇的扇叶能够转动的原因,就是在扇叶背后装有一根和动力系统相连的转动轴,没有了这根轴,扇叶也就不会转动了。所以如何让没有转动轴的桨叶转动起来是一个大问题。
中国无轴泵喷技术解决了这个难题。科学家们把原本和转动轴相连的螺旋桨叶片,安装在一个环状导管的内侧,在这个环状导管的外部则装动力装置,一旦驱动电机运行之后,环状导管内部安装的桨叶就会被带动运转,潜艇自然也就开始运行了。
这个技术不仅可以在很大程度上降低核潜艇的噪音,而且还大大节省了核潜艇的空间,一旦运用在核潜艇上,核潜艇的性能将实现质的飞跃。中国宣布无轴泵喷推技术研制成功后,这也标志着我国在这一技术上已经领先世界,甚至还反超了美国10年。
在核潜艇的研制之路上,我国不断进行探索和创新。随着无轴泵喷技术的发展,在不久的将来,中国的核潜艇一定会成为海底最静谧无形的杀手,威慑着对我国心怀不轨的国家,保卫我国辽阔的海洋。
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