近日,央视《焦点访谈》栏目对中国工程院院士、海军工程大学电力电子研究所所长马伟明的无轴泵喷推进器进行了专访。
无轴泵喷推进器是继机械式泵喷推进器之后新一代的潜艇推进器,根据马伟明院士介绍,“我国下一代核潜艇使用的无轴泵推技术,这些技术比美国相关技术还要先进,并且已经在实际应用中”。

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泵喷推进器是当代潜艇,尤其是核潜艇上应用的新型组合式水动力推进器。目前,包括英国“机敏”级、“特拉法尔加”级、美国“海狼”级、“弗吉尼亚”级等多型西方核潜艇都已经采用了泵喷推进器。但目前实际应用的潜艇泵喷推进器都属于机械式泵喷推进器,这一推进系统由于仍然依赖潜艇艇体内的驱动轴提供动力,并没有根本解决传统“螺旋桨-轴系-艇体”耦合振动有道的潜艇低谱噪声。潜艇的噪声主要一部分来源于潜艇的螺旋桨叶在水下转动过程中与海水相摩擦产生的,随着潜艇航速越快,产生的辐射噪声就越强。在海底,如果潜艇的速度超过25节,世界上任何一款所谓“静音”的潜艇都将暴露在敌方的雷达监视器面前。

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为了进一步降低噪声,研制无轴泵喷推进器就成了当务之急。无轴泵喷推进器将传统螺旋桨和机械式泵喷推进器的轴系驱动转化为布置在泵喷导流管内的电机驱动,从而取消了传统动力系统的驱动轴,也从根本上消除了轴系所带来的各种噪声,相比机械式泵喷推进器,无轴泵喷推进器的核心技术优势在于将电机无轴推进技术与泵喷低噪、高临界航速的突出优点完全集成起来,技能发挥泵喷本身的声学性能优势,又能消除轴系声源激励系统,同时,由于无轴泵喷推进器需要在泵喷导管上布置电机,可以大大改善潜艇仓室内的有效利用空间。而研制无轴泵喷推进器的前提条件就是实现动力系统的综合全电力推进,这也正是马伟明团队科研攻关的重点项目。
美国海军和国防预先研究计划局(DARPA)于2004年联合发起了Tango Bravo项目,该项目拟取得的技术突破中,第一条即是实现无轴推进。2011年,麻省理工学院机械工程系完成了潜艇吊舱推进的概念设计,而美国海军研究署则在着手研究无轴泵喷推进器实用化技术,并计划在美国下一代战略弹道导弹核潜艇上率先应用无轴泵喷推进器。但受限于技术水平,美国目前的无轴泵喷推进器单台的推力还无法完全替代机械式泵喷推进器,因此美国正在考虑使用两台甚至三台无轴泵喷推进器布置在艇尾,实现潜艇推进系统的变革,降低潜艇的噪声。
值得注意的是,研制无轴泵喷推进器的先决条件就是实现动力系统的综合全电力推进,这正是马伟明院士之前就已经突破的技术。早在今年三月份马伟明院士接受《环球时报》记者独家专访时这样表示“我们全电推进系统是处于世界领先的位置。我们技术是中压直流,一步到位。美国目前是中压交流,还处于第一代水平,差我们一代。他们目前才开始做预研中压直流,要赶上我们是十几年以后的事情。”目前,我们虽然无法获知中国无轴泵喷推进器的研制进度,但可以知道中国的下一代核潜艇已经应用了这一领域的相关技术而且中国军舰全电推进系统已领先美国一代,中国很可能将会领先美国成为世界上最早在核潜艇上应用无轴泵喷推进器的国家。
(作者:中航证券军工组李欣、艾芳)

