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军事:盘点中国掌握的黑科技 下一代核潜艇呼之欲出(2)

新浪军事 2017-11-10 15:32:05

 

  反应堆示意图。红圈所示即为循环泵,关了这个东西之后,才到见“真功夫”的时候。

 

  海狼级核潜艇动力舱段,里面是世界上最强大的自循环核潜艇堆S6W

  反应堆产生热量,产生高温高压蒸汽,推动汽轮机,转换为机械能。传统方式是把这机械能直接用于推进。但汽轮机转速大大高于螺旋桨转速,需要大功率减速齿轮箱,这是可观的噪声源。反应堆、汽轮机、齿轮箱重量打,只能布置在艇体中段,保证中心和重量的合理分配,导致的很长的传动轴,不仅制造要求高、重量大、占用宝贵空间,还不可避免地产生振动和轴承噪声,这是另一个可观的噪声源。

  用电力推进的话,汽轮机驱动发电机,大功率输配电系统“柔性”地通过电缆传递功率,不仅大大便利艇内的设备布置,而且便于用可变转速电机推动,一举取消了齿轮箱、传动轴的噪声。传统上用励磁电机,现在采用更先进的永磁电机,功率密度更高,噪声更低。

  并非巧合的是,大名鼎鼎的马伟明院士的重要贡献之一就是中压交直流系统。中压比低压的功率密度更高,这是现代电推的关键技术,新一代汽车也有向48伏直流转变的趋势,舰船使用的可以更高,但英国“伊丽莎白女王”级航母和美国“朱姆瓦尔特”级驱逐舰据说用的还是低压直流系统。直流便于大功率传输和调速,用于推进;交流用于艇其他一般用户。中压系统和永磁电机一起,这又锁上核潜艇动力系统降噪链的又一环。

 

  马伟明院士的话讲的硬气,但相关节目中展示的无轴泵喷装置还是个小型装置,距离实际应用到底有多少距离还难估计

  更非巧合的是,在央视《焦点访谈》节目中,马伟明院士展示了无轴泵推技术。展示的当然是实验室规模的小东西,现在达到什么样的实用化程度是保密的,到底离装艇使用有多少距离,就留给人们想象了。

  传统推进用螺旋桨,倾斜的叶片在旋转中通过对水的斜切的向后分量形成推进力。从另一个角度来说,就是在叶片前后制造一个压力差。压力差越大,推进的力道越大。不过,压力差也是有副作用的,叶片背后的减压会造成汽化,空泡在水压下破灭会产生很大的噪声。由于叶片产生压差的能力与线速度的平方成正比,简单叶片的空泡澡声在叶尖达到最大。由于直接暴露在水中,这或许是潜艇噪声的最大来源。

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