外媒曝光！英國《簡史防務(wù)》公布中國095型核潛艇衛(wèi)星照，泵噴推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)錘了！

　　就在過年之前，英國《簡氏防務(wù)》公布的東方大國某新一代攻擊型核潛艇的衛(wèi)星照片，都快在網(wǎng)上刷屏了。

　　這都過去十來天時(shí)間了，相信大家該看到的也都看到了。我們今天來討論的是一個(gè)純技術(shù)類問題，那就是作為核潛艇的推進(jìn)裝置，新一代泵噴推進(jìn)系統(tǒng)相比螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)，走過了怎樣的發(fā)展路線？又具備哪些技術(shù)優(yōu)勢？使用泵噴推進(jìn)系統(tǒng)體現(xiàn)了該核潛艇怎樣的技術(shù)考量呢？

　　
潛艇推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展

　　我們都知道，潛艇這種水下戰(zhàn)兵器在剛出現(xiàn)時(shí)，使用的都是三葉側(cè)斜式螺旋槳。但很快，靜音性能的要求，就迫使?jié)撏нM(jìn)一步改進(jìn)其螺旋槳——三葉側(cè)斜式螺旋槳的空泡噪音實(shí)在是太大了，加之潛艇的機(jī)械噪音和水動(dòng)力噪音，如同水下開火車。

　　為此，潛艇的螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)，本著降低空泡噪音的目標(biāo)開始改進(jìn)，首先從三葉側(cè)斜式螺旋槳改進(jìn)為五葉側(cè)斜式槳，提高推進(jìn)效率、降低了空泡噪音。爾后，又從三葉側(cè)斜式螺旋槳改進(jìn)為七葉大側(cè)斜式螺旋槳。此時(shí)的潛艇螺旋槳發(fā)出的空泡噪音，相比三葉側(cè)斜式螺旋槳，已經(jīng)降低了六成左右，技術(shù)進(jìn)步顯著。

　　但是，潛艇螺旋槳在發(fā)展到七葉大側(cè)斜式螺旋槳后，已經(jīng)發(fā)展到了技術(shù)極限，螺旋槳葉片數(shù)量進(jìn)一步增加的話，槳葉和槳葉之間本身就會(huì)產(chǎn)生干擾，推進(jìn)效率反而有所降低。因此，如果要進(jìn)一步提升潛艇的靜音性能、降低空泡噪音，就需要另辟蹊徑。

　　此外，螺旋槳推進(jìn)的潛艇在某些特殊工況下，比如淺海活動(dòng)時(shí)，往往會(huì)面臨著復(fù)雜海底地形地物的影響。比如漁網(wǎng)等等，一旦螺旋槳纏住漁網(wǎng)，則極大影響推進(jìn)，這也成為了螺旋槳推進(jìn)潛艇面臨的技術(shù)問題。

　　因此，自上世紀(jì)70年代開始，各擁有核潛艇的主要軍事強(qiáng)國不約而同地開始了下一代潛艇推進(jìn)裝置的研發(fā)。蘇聯(lián)首先拿出的是自己的方案，將單七葉大側(cè)斜式螺旋槳更改為雙螺旋槳設(shè)計(jì)，如941型彈道導(dǎo)彈核潛艇、949型巡航導(dǎo)彈核潛艇都采用了這一設(shè)計(jì)。其主要目的是將單螺旋槳的推進(jìn)功率分散，延遲空泡噪聲出現(xiàn)的時(shí)間，提高潛艇的靜音航速。

　　蘇聯(lián)的雙螺旋槳設(shè)計(jì)

　　而美英兩國選擇的技術(shù)路線則是泵噴推進(jìn)設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)方式，可謂另辟蹊徑達(dá)成靜音目標(biāo)。泵噴的動(dòng)力傳動(dòng)部分和螺旋槳相同，核動(dòng)力潛艇的核反應(yīng)堆二回路引入汽輪機(jī)，汽輪機(jī)帶動(dòng)減速齒輪機(jī)組將動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸，或者汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)再帶動(dòng)傳動(dòng)軸。

　　但在傳動(dòng)軸尾端，連接的就不是螺旋槳而是泵噴了——泵噴的基本結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分，外部包絡(luò)的是環(huán)狀的涵道，內(nèi)部連接傳動(dòng)軸的則是整流罩，泵噴系統(tǒng)的真正推進(jìn)部件則是涵道內(nèi)部、整流罩上的推進(jìn)轉(zhuǎn)子（Rotor）和定子（Stator）。

　　其中，定子固定起整流作用，轉(zhuǎn)子則和涵道內(nèi)壁緊密貼合，動(dòng)力通過軸系傳遞到轉(zhuǎn)子上，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在涵道內(nèi)部旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生推進(jìn)力，與螺旋槳推進(jìn)類似。但是，在具體的轉(zhuǎn)子和定子設(shè)計(jì)上，位置選擇上，依然是需要經(jīng)過復(fù)雜計(jì)算和技術(shù)取舍的。

　　比如轉(zhuǎn)子和定子的位置，就有轉(zhuǎn)子在前還是定子在前的選擇。一般來講，定子在泵噴前方時(shí)，來流進(jìn)入螺旋槳之前，先經(jīng)過整流，進(jìn)入轉(zhuǎn)子之后，流場均勻，極其有利于降低螺旋槳噪音。而如果定子在轉(zhuǎn)子后方，則定子可以回收20%左右的轉(zhuǎn)子能量，有利于提高泵噴的推進(jìn)效率，提高潛航器航速。

　　因此，具體是轉(zhuǎn)子在前，還是定子在前，主要看設(shè)計(jì)選擇。比如目前使用泵噴的先進(jìn)魚雷，普遍使用的都是轉(zhuǎn)子在前的設(shè)計(jì)，以利于定子回收能量提高魚雷航速。而在核潛艇上，出于提高靜音性能的考量，一般使用的是轉(zhuǎn)子在后的設(shè)計(jì)。

　　但毋庸置疑的是，無論是前置轉(zhuǎn)子還是后置轉(zhuǎn)子，泵噴推進(jìn)系統(tǒng)對潛艇的降噪效果都遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于七葉大側(cè)斜式螺旋槳。我們前面說潛艇的噪音包括推進(jìn)系統(tǒng)本身機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)造成的低頻噪音，螺旋槳隨著轉(zhuǎn)速提高產(chǎn)生的空泡噪音等。

　　
泵噴系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

　　從降噪的角度來講，泵噴由于其外圍軸對稱涵道的存在，首先對螺旋槳機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械噪音就有一定的遮蔽效果，更重要的是泵噴對于空泡噪音的降低效果極好。

　　由于泵噴可以降低葉片壓力，螺旋槳空化的航速被大大延后，空泡噪音出現(xiàn)的時(shí)間也被延遲，相應(yīng)的提高了潛艇靜音航速的區(qū)間。尤其是潛艇的靜音航速區(qū)間，對于潛艇的水下機(jī)動(dòng)性極其重要。泵噴的靜音航速普遍比七葉大側(cè)斜式螺旋槳的靜音航速高6到8節(jié)，對于潛艇來說，這么巨大的航速優(yōu)勢可以形成絕對的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢。

　　此外，泵噴還有一些附加的收益，比如其外部涵道包絡(luò)轉(zhuǎn)子，可以遮擋一些外來物纏繞轉(zhuǎn)子——如漁網(wǎng)之類的東西，這對于潛艇在近海區(qū)域活動(dòng)十分有利。再比如泵噴尾流相對于螺旋槳，特征更不明顯，無論對于反潛還是反尾流自導(dǎo)魚雷，降低的尾流特征都比較有利。當(dāng)然，總體來講，泵噴最大的優(yōu)勢，依然是它極高的靜音航速性能。

　　當(dāng)然，泵噴推進(jìn)系統(tǒng)也是存在一定的劣勢的。除了相比螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對軸系設(shè)計(jì)和潤滑要求高，最大的劣勢就是推進(jìn)效率其實(shí)是不如螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)的。因此，泵噴推進(jìn)的潛艇，對動(dòng)力系統(tǒng)的熱功率和軸功率的要求，是要比螺旋槳推進(jìn)的潛艇要高的。

　　畢竟推進(jìn)效率在那擺著，功率相同的情況下，推進(jìn)效率越高的潛艇則航速曲線就越好，最大速度相應(yīng)的也存在一定的優(yōu)勢。因此，要在潛艇上使用泵噴推進(jìn)系統(tǒng)，不僅僅是一個(gè)泵噴的技術(shù)問題，而是需要考慮到整個(gè)艇上動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在動(dòng)力系統(tǒng)相對不足的情況下，使用泵噴也是需要取舍的。

　　如果動(dòng)力不足還要上泵噴的話，那么就需要考慮該型潛艇是否不強(qiáng)調(diào)高速性能，僅強(qiáng)調(diào)在核反應(yīng)堆特定工況之下的靜音航速，典型如英國核潛艇。

　　
各國在推進(jìn)系統(tǒng)上的選擇

　　那么，從目前各主要軍事強(qiáng)國（尤其是我們）的核潛艇推進(jìn)系統(tǒng)選擇上，大家都是如何做的選擇題呢？

　　目前，美國和英國幾乎全部都選擇了泵噴。美國在核潛艇上技術(shù)積淀最強(qiáng)，無論是艇體、動(dòng)力、水聲、雷彈都相當(dāng)強(qiáng)。同時(shí)對核潛艇的作戰(zhàn)海域涵蓋了從近海（特種作戰(zhàn)滲透和堡壘海區(qū)獵殺蘇軍彈道導(dǎo)彈核潛艇）到遠(yuǎn)海（GIUK線反潛），自然對潛艇的靜音航速要求極高，選擇泵噴并不意外。

　　而英國和法國，雖然在核潛艇的動(dòng)力系統(tǒng)上稍弱，但是對核潛艇的極速要求也不高。尤其是法國考慮到在地中海作戰(zhàn)，核潛艇的最高速度并不是硬指標(biāo)。因此，在經(jīng)過權(quán)衡利弊之后，也都在新一代核潛艇上選擇了泵噴作為其推進(jìn)系統(tǒng)。

　　比較奇特的是俄羅斯，俄羅斯在其新一代核潛艇上選擇了兩套不同的推進(jìn)系統(tǒng)。作為彈道導(dǎo)彈核潛艇的955M型使用泵噴，但作為攻擊型核潛艇的885M，根據(jù)公布出來的照片依然是七葉大側(cè)斜螺旋槳。甚至預(yù)定作為885M經(jīng)濟(jì)適用替代型號公布的545項(xiàng)目，使用的還是七葉大側(cè)斜螺旋槳。

　　這種設(shè)計(jì)取舍讓人生疑，不清楚是俄羅斯認(rèn)為自己的泵噴技術(shù)不成熟，還是885M等兩款攻擊型核潛艇，更強(qiáng)調(diào)在動(dòng)力系統(tǒng)軸功率有限的情況下的高航速性能。但考慮到蘇聯(lián)核潛艇對高航速的熱衷，俄羅斯攻擊型核潛艇棄泵噴而重新選擇七葉大側(cè)斜式螺旋槳倒也可以理解。

　　至于我們，考慮到我們面臨的島嶼形勢和反潛戰(zhàn)壓力，大伊萬的觀點(diǎn)，我們的核潛艇對于靜音性能的要求是比較高的。對于高速性能的要求當(dāng)然也有，但是需要排在靜音性能的后面。

　　不過雖然這么說，首先考慮到美軍774型攻擊型核潛艇的極速在28節(jié)左右，我們比較新的攻擊型核潛艇即使使用泵噴，也可以確保其極速和774型相當(dāng)。如果考慮到美軍的弗吉尼亞BlockV還拉長了艇體，極速還有所下降，估計(jì)我們還有些速度優(yōu)勢。

　　至于我們對標(biāo)海狼的新一代攻擊型核潛艇，那個(gè)艇體直徑就意味著其自然循環(huán)效率較高，反應(yīng)堆體積小不了，無論是熱功率還是軸功率都極大，那么就當(dāng)六邊形戰(zhàn)士沒毛病。選擇泵噴推進(jìn)系統(tǒng)，既可以確保靜音航速，又可以確保最大航速。因此，這就是我們自己的相關(guān)裝備選擇泵噴作為推進(jìn)系統(tǒng)的邏輯了。