从落后到领先美国,我国的无轴泵推技术究竟有何厉害之处?
潜艇自问世以来就给人一种神秘的感觉。它潜游在大洋深处,神出鬼没经常在你意想不到的环境出现。人类总是对未知感到恐惧的。潜艇也是船只种类的一种,是船就需要动力才能前进。潜艇的概念出现的其实很早,15世纪的达芬奇就曾提出过潜艇的概念,但是直到17世纪潜艇才被造出来。潜艇一出现便被注意到它的军事价值。潜艇第一次被用于军事用途是在美国独立战争期间,首次用潜艇击沉敌舰是在美国南北战争期间。
不过早期的潜艇的动力是靠人力摇橹推进的,那个时候潜艇能够下潜到水面以下并且能够航行就已经是非常鼓舞人心的了,根本谈不到静音的问题。1863年法国人制造了潜水员号潜艇使用了压缩空气发动机这是潜艇第一次使用机械装置的动力推进。三年之后英国人制造出用蓄电池作为动力推动潜艇航行,这大概是世界上第一艘全电推进的船只,理念还是很先进的哦。
真正把潜艇用于战争始于第一次世界大战,第二次世界大战中参战国开始大规模使用潜艇进行作战。随着在战争中大量的潜艇给对方造成巨大的损失,反潜被逐渐重视起来。各种反潜手段层出不穷。其中发现水下活动的潜艇是重中之重。在潜艇发动攻击之后再进行反潜作战十分的被动,弄不好自己就会被击沉。寻找和发现水下的潜艇大致有两种方法,一是用主动声纳对水下进行搜索,二是用被动声纳接受来自潜艇自身的噪音。第一种方法在发现潜艇的同时也会被潜艇发现甚至会让潜艇提前发现水面舰艇发动攻击或是隐藏。这种方法一般只在具有绝对优势的情况下使用。第二种方法就是利用潜艇自身发出的噪音来确定潜艇的位置然后把它击沉。当今潜艇一旦被水面舰艇锁定,基本没有逃出升天的可能。
现代潜艇对于降噪有着近乎偏执的追求。噪音越低越难被水面的军舰发现。潜艇的噪音主要来自推进系统。和水面船只一样潜艇也是通过螺旋桨的旋转推动潜艇前进。到目前为止各国现役的潜艇无论是核动力还是常规动力其原理都是发动机通过主轴带动艇外的螺旋桨转动。发动机驱动主轴转动的时候主轴会产生震动发出噪音,尤其是带动螺旋桨转动的主轴必须伸出艇身外面与螺旋桨连接。
在我们普通人眼里潜艇驶入大洋,在茫茫大海中潜艇又是在水下航行非常隐蔽和难以捕捉,潜艇发出的这点噪音不足为虑。可是对于军方来说这可就是一个致命的问题。现代的声纳功能强大及其灵敏。可以在很远的距离上发现潜艇的存在。27年前我国403号091级攻击核潜艇远航归来正巧美国的小鹰号航母战斗群在我国领海边界巡航。091级核潜艇是我国上个世纪八十年代建造的核潜艇技术水平还相当落后,相比美俄两国的核潜艇噪音非常的大。当时美国小鹰号航母战斗群迅速通过反潜声纳浮标精确锁定了403号核潜艇,在此后的60个小时内7次进行模拟攻击,403号艇无论怎么规避都无法甩开美国航母战斗群。这如果是在战时,403号艇早已被击沉7次了。同样是在上个世纪,美国的一艘先进核潜艇进入渤海,当时我国出动20多艘猎潜艇拉网式搜查,7天没有找到美国潜艇踪迹。美国的核潜艇安然无恙地驶离渤海在公海上浮。再说个例子,同样是与美国小鹰号航母战斗群围攻403艇的12年之后2006年我国一艘039级常规动力潜艇突破航母外围警戒线到达距离小鹰号12海里处上浮。美军里三层外三层的警戒线都没有发现突防的中国潜艇。这说明潜艇的静音能力对潜艇的生存和攻击能力多么的重要。
为减轻潜艇的噪音工程师们是绞尽了脑汁。潜艇前进时的噪音来自两个方面,一是潜艇主传动轴与螺旋桨相连部分是裸露在水中的,主传动轴带动螺旋桨转动的时候会发生震动产生频率固定的噪音。敌方的声纳系统可以记录下这噪音的频率,只要声纳接受到这个频率的声音就可以很容易发现潜艇并确定潜艇的位置。另一方面是螺旋桨在高速转动的时候会产生空泡,空泡爆裂也会产生很大的噪音。为了解决这个问题美国工程师设计了七叶大侧斜螺旋桨,这种不对称的螺旋桨可以有效地降低水中空泡的产生从而降低潜艇噪音。但是虽然七叶大侧斜螺旋桨可以减少空泡的产生,但是传动轴依然暴露在水中,传动轴震动产生的噪音并不能降低。为进一步降低潜艇的噪音继续研发了轴泵推技术,这进一步降低了潜艇产生的噪音。美国最新一代核潜艇可以做到与大洋背景噪音分贝一样,使得潜艇更加隐蔽。不过这个技术还是存在缺陷。顾名思义,轴泵推技术就是说主传动轴还在,传动轴产生的噪音只是被降低并没有彻底消除。
然而我国科研人员的脚步并没有停下来,在完成无轴泵推技术后在继续研发电磁泵推技术。据说电磁泵推技术使用电磁铁作为动力推进,连螺旋桨也给取消了。这就彻底消除了动力推进系统的噪音,理论上可以做到无声无息的在大洋深处航行。如果这项技术得以实现并运用到我国潜艇上,那么我国潜艇就是名副其实的大洋黑洞。届时目前一切的反潜手段都将毫无用处,大量的反潜装备将会被淘汰。
1994年至今短短27年,我国科技进步神速。当年被美军嘲笑我国潜艇像敲锣打鼓的拖拉机,一出动在太平洋的另一头都可以听到,到如今技术领先美国,我们应该感到自豪。
