領先整整一代!馬偉明另一項尖端技術,核潛艇兩大噪音源被砍掉

近年來我們總能聽到大型水面艦艇接連下水的消息,將更多的目光聚集在052D型驅逐艦、055萬噸大驅、075兩棲攻擊艦等多型艦艇上面,很多人都忽略了潛艇的重要性,其實核潛艇如同航母一樣都是考驗一個國家是否擁有超強的綜合工業實力,潛艇主要的作戰理念就是在大洋上神出鬼沒,出其不意的打擊敵方目標,因此能夠躲避聲納探測就是潛艇的生存根本,而這需要解決的是儘可能減小潛艇噪音問題。

領先整整一代!馬偉明另一項尖端技術,核潛艇兩大噪音源被砍掉

此前俄媒報導了俄羅斯正在建設的955A型戰略核潛艇,也就是「北風之神」核潛艇的改進型,它屬於俄羅斯第四代彈道飛彈核潛艇,該艇全長170米,寬13米,高10.5米,水下排水量2.4萬噸,最高航速26節,相較於之前最大的改進就是取消了「龜背」設計,線條看起來更加流暢,因為其裝備的16枚「圓錐」潛射洲際飛彈彈長12.1米,可完全裝入潛艇耐壓殼內,這就大大降低了水噪聲的產生。

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為了更好地消除水聲噪音,可以說設計人員做到了極致追求,在潛艇表面安裝有150毫米厚消音瓦,為主機等噪音較大部位安裝有減震基座和隔音罩等,尾部裝有泵噴推進裝置,並且還為潛艇進行了紅外特徵、磁性特徵和尾流特徵等處理,這些降噪措施讓955A核潛艇水下航行噪聲控制在108分貝左右,這比美軍俄亥俄級核潛艇更加安靜,通常情況下噪音在90分貝以下完全可以稱得上「大洋黑洞」,即實現「聲隱身」。

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潛艇在眾多可以產生噪聲的部位中,最難處理的其實就是傳統螺旋槳推進裝置。潛艇航行中由於螺旋槳高速旋轉會產生大量氣泡,從而產生氣泡噪音。為了能夠更好地降低氣泡產生,研究人員設計出了「七葉大側斜螺旋槳」,這是迄今為止能夠做到的最優設計,但是噪聲也很難降到100分貝以下。

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為了能夠讓潛艇達到更好的靜音效果,泵推技術便由此誕生了,泵推技術又分為「有軸泵推」和「無軸泵推」,有軸泵推技術相對於無軸泵推來說相對簡單,結構依然是「主機-傳動軸-螺旋槳」結構,其螺旋槳外側裝有漸擴式導流罩,從而降低氣泡的產生,目前美國已經將有軸泵推技術大規模運用到了核潛艇上。

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據俄羅斯媒體報導,此次曝光的北風之神戰略核潛艇推進裝置並不是主動力泵推裝置,而是一種輔助推進裝置,據悉俄羅斯到目前為止並沒有攻克大型主動力無軸泵推技術。

想要進一步達到更好的靜音效果,就必須進行技術革新,必須改變傳動結構,因此無軸泵推技術由此誕生了,無軸泵推是取消了主機和螺旋槳之間的傳動軸,採用「主機-螺旋槳」結構,也就是動力裝置為環形電機,泵推螺旋槳直接作為電機的轉子,無軸泵推的最大好處就是減掉了兩大噪音源,一個就是螺旋槳氣泡,另一個就是耦合振動噪音。這樣可以讓噪音分貝降低到海洋噪音下,使潛艇做到真正的「聲隱身」。

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我國在無軸泵推技術源於馬偉明院士團隊,而且這也是馬偉明院士領先世界的成果,而且領先就領先美國,這讓我國潛艇在降噪方面獲得了極大的突破。

我國潛艇近幾年已經取得了非常喜人的成果,突破了消音瓦、減震浮筏、主動降噪、精加工螺旋槳、大尺寸耐壓殼等關鍵技術,研製出了超過俄羅斯「基洛級」水平的常規潛艇,綜合性能與「拉達級」極為相近,新型「元」級潛艇相較於「基洛級」潛艇尺寸和靜音程度更優,這讓大大增強了我國潛艇的持久力和作戰範圍。自此美國再也發不出「中國潛艇一出港口,夏威夷都能聽到」的譏諷了。

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其實馬偉明院士團隊除了無軸泵推技術,還有其他很多領先成果,其中最為著名的就是中壓直流綜合電力系統,可以說領先中壓交流電力系統整整一代,站到了該領域的技術頂峰。隨著現代艦艇的武器系統功率越來越大,解決用電需求也是亟需解決的問題,馬偉明院士曾經指出:中壓直流綜合電力系統就是要解決高能武器上艦問題。這項技術也完全可以應用於潛艇上面。

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伴隨著我國海軍裝備新技術的陸續突破和高效整合,我國下一代核潛艇的總體水平也不會弱於美俄水平,相信不久的將來我們定將會拿出一款讓世界經驗的高性能潛艇。