军事：盘点中国掌握的黑科技 下一代核潜艇呼之欲出(3)

　　为了使得叶片的推进效率在半径方向相对均匀以达到最优，叶片宽度和扭转需要精心设计，这就形成了螺旋桨叶片像现代抽象派雕刻一样的奇特形状。为了加大推力但减小噪声，通常还需要加大直径、降低转速。大直径复杂扭转的螺旋桨制造是技术难关，当年东芝因为私下向苏联出口有关数控机床还遭到美国的严厉制裁。

　　但螺旋桨的降噪是有极限的，进一步降噪要在螺旋桨以外做文章，这就是泵推。泵推也称涵道螺旋桨，在常见螺旋桨之外围上一圈围壳，对叶片噪声实现屏蔽，只有在尾后很小的锥形区域内才容易探测到螺旋桨的噪声。

　　泵推不是新概念，在鱼雷上也早就得到应用，但在潜艇上的应用依然属于前沿技术。魔鬼正在细节之中。

　　法国凯旋级战略核潜艇的模型，红圈部位即为泵喷推进系统

　　泵推的围壳套在艇艉锥顶端，必然需要支撑结构，这称为定子，通常是顺着流向的固定叶片结构。螺旋桨当然就是转子。在结构上，要么定子在前，转子在后；要么转子在前，定子在后。两者各有好处。

　　前置定子可以起到整流作用，把进水理顺，有利于转子发挥最大推进效率，常用于追求最大速度的鱼雷。螺旋桨产生的推进水流必然带有转动。转动是不产生推进作用的，但转动又必然与周围的静止水体产生互动，产生紊流和噪声。前置定子有利于转子发力，这也导致较大的噪声。

　　后置定子则相反，把转子的出水理顺，减少水流的转动，减少噪声。后置定子本身对噪声也有一定的屏蔽作用，进一步降噪，多用于追求最大降噪的潜艇。

　　检修中的基洛级潜艇“埃罗莎”号。A：转子，B：定子，C：外壳。可见典型的定子后置设计。

　　围壳体围成的涵道也有讲究，这可以类比于喷气发动机的进气道。从进水口开始逐渐扩大，可以使得进水减速增稳，改善转子工作效率。在转子之后逐渐收小，可以使得出水水流进一步加速，提高航速。但这是以额外阻力为代价的。渐扩段相当于倒拖一朵喇叭花，渐缩段则直接增加转子的背压，“憋住”转子的有效出力。世上本无免费的午餐。

　　有的泵推只有渐缩，渐缩的进水段套在艇艉锥周围，这样有利于与艇艉整合，比较紧凑，但并不利于改善转子工况。进水在又薄又长的渐缩环道里加速，阻力也大，更加适合于现有潜艇的泵推化改装，全新设计一般不这么做。取消渐扩进水段是有的，只有短到几乎可以忽略不计的进水段，但依然用渐缩的出水段对水流加速，提高航速。这样对抑制转子空泡噪声效果要损失一些，但结构重量也要小一些。