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中國海軍近年來的科學(xué)技術(shù)騰飛是無數(shù)科學(xué)家夜以繼日研究的成果,在這些無名科學(xué)家中最具有傳奇色彩的就是被網(wǎng)友稱為“電磁法王”馬偉明院士。這位院士在艦用電磁技術(shù)領(lǐng)域擁有非常卓越的科研成果,其中徹底改變中國潛艇設(shè)計(jì)模式的無軸泵推就是這位院士帶頭發(fā)明的。
馬偉明院士在節(jié)目中向記者介紹潛艇無軸泵推技術(shù)
無軸泵推是一種特殊的潛艇推進(jìn)方式,相比現(xiàn)在潛艇使用的主流泵推系統(tǒng),在結(jié)構(gòu)上和使用效果上與有軸泵推系統(tǒng)有著本質(zhì)上的區(qū)別。
美國弗吉尼亞級核潛艇仍采用傳統(tǒng)的有軸泵推系統(tǒng)
有軸泵推系統(tǒng)由驅(qū)動軸、定子、轉(zhuǎn)子、環(huán)狀導(dǎo)管構(gòu)成
傳統(tǒng)的有軸泵推是采用標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)-傳動軸-螺旋槳式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的電動機(jī)/發(fā)動機(jī)位于潛艇后段中部,利用發(fā)動機(jī)提供的動力經(jīng)過齒輪變速(電機(jī)則不用變速)將動力輸出至傳動軸,再由傳動軸連接位于艦體外部后方的螺旋槳以完成動力輸出和推進(jìn)。泵推則是在螺旋槳外側(cè)嵌套一個圓形的泵殼,能夠顯著提高動力效率和降低噪音,是世界主流潛艇的標(biāo)配。例如著名的美國弗吉尼亞級攻擊核潛艇就是用的有軸泵推系統(tǒng)。
無軸輪緣推進(jìn)系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的驅(qū)動軸無軸泵推
相比有軸泵推,最大的區(qū)別在于“無軸”。雖然從外觀看上去不大,但是其機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的改變,動力輸出模式從主機(jī)-傳動軸-螺旋槳直接簡化為電動機(jī)-螺旋槳。其推進(jìn)方式是將螺旋槳葉片置于泵殼內(nèi)部的轉(zhuǎn)子上,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時即產(chǎn)生動力。泵殼上的轉(zhuǎn)子動力來源是位于泵殼中部的環(huán)狀電動機(jī),當(dāng)電動機(jī)獲得能源時即帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)則完成推進(jìn)。
一種水面艦船使用的無軸輪緣
推進(jìn)系統(tǒng)無軸泵推的好處有三個:第一,機(jī)械效率高。傳統(tǒng)的有軸泵推在推進(jìn)過程中需要進(jìn)行主軸傳動和變速,其機(jī)械效率一般為50%左右,高一點(diǎn)的為70%,熱效率就更低了。無軸泵推由于直接采用電動機(jī)且無傳動模塊,其起始機(jī)械效率就可以接近80%,而且隨著中國超導(dǎo)體的研究,機(jī)械效率只會越來越高。
馬偉明院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)掌握核心科技
第二,航行噪音小。無軸泵推只能采用電動機(jī)作為動力,因此相比傳統(tǒng)的柴油機(jī)和機(jī)械結(jié)構(gòu),其本身的固有振蕩頻率和機(jī)械接觸噪音非常之小。而同為電動機(jī)驅(qū)動的泵推系統(tǒng),無軸泵推由于沒有傳動軸噪聲非常的小。相比之下有軸泵推的傳動軸在轉(zhuǎn)動輸出動力過程中不可避免的機(jī)械磨損和耦合振蕩會產(chǎn)生相當(dāng)大的噪音,這個噪音是很難通過消音瓦等進(jìn)行消除的。
采用無軸泵推技術(shù)后,中國潛艇將會在海底完全“隱形”
第三,占用空間小。有軸泵推其本質(zhì)上還是利用傳動系統(tǒng)輸出動力,從能源段到輸出端中間占據(jù)了相當(dāng)一部分的空間。尤其是電動機(jī)/發(fā)動機(jī)-傳動軸-螺旋槳之間的水密問題,更是造船業(yè)的一大難題。無軸泵推在使用的時候由于發(fā)動機(jī)位于泵殼內(nèi),其動力來源只需要源源不斷的電力即可,且密封效果較好,不需要為水密系統(tǒng)再發(fā)愁。
網(wǎng)友想象的新一代095型潛艇
綜上,無軸泵推技術(shù)突破對于中國的潛艇來說具有劃時代的意義,能夠顯著增強(qiáng)我國潛艇尤其是核潛艇的作戰(zhàn)能力。相比西方國家,中國終于在消音系統(tǒng)上獲得領(lǐng)先一代的突破,這是以馬偉明院士為首的軍工科研人員的突破,更是中國軍事科技力量上的突破。在未來,中國的海軍科技還會進(jìn)一步發(fā)展,屆時我們將擁有在大洋上跟任何一個國家掰手腕的力量。
論壇介紹:由中國軍事文化研究會指導(dǎo),華鉞智庫與中青旅聯(lián)科聯(lián)合主辦的2018“中國軍迷論壇”將于10月27-28日在北京密云古北水鎮(zhèn)舉辦。本屆論壇以“凝聚軍迷力量,助力強(qiáng)軍夢想”為主題,口號為“強(qiáng)軍尚武,同心同行”。當(dāng)前,軍迷是一個特殊而龐大的群體,他們一方面是互聯(lián)網(wǎng)輿論的引導(dǎo)者和愛國網(wǎng)民的先行者,另一方面是促進(jìn)軍民融合的重要橋梁。本屆論壇是中國軍迷群體的一次盛會,對廣大中國軍迷來說具有里程碑意義,今后將每年舉行一屆。論壇旨在通過論壇互動、思享會、沙龍、文藝晚會等多種形式,展開軍事專家、軍迷大咖、涉軍企業(yè)與廣大參會軍迷間的互動,同時,還將發(fā)起學(xué)術(shù)論文征集、軍優(yōu)行動倡議、軍品節(jié)等多種同期活動,達(dá)到“弘揚(yáng)中國軍事文化,助推國家戰(zhàn)略發(fā)展;響應(yīng)軍民融合號召,喚醒軍事文化產(chǎn)業(yè)動力;傳播強(qiáng)軍尚武正能量,打造中國軍迷專屬論壇”的目的。