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性能优异的泵喷推进,为何只应用于核潜艇,而不应用于常规潜艇?

2023-11-27 15:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

俄罗斯B-771常规潜艇尾部泵喷

在笔者看来想要搞清楚常规潜艇为何不采用泵喷推进,先要搞清楚为何核潜艇需要发展泵喷推进。泵喷推进器是一种旋转组合式水动力推进器,由轴对称环形导管以及导管内的静止导叶(导轮)、旋转叶轮组成。泵喷推进器最主要的优势来源于导管对流场的分割作用,而使推进泵的叶轮在均匀的流场中工作,以及减少工作流体的扩展。如果再加上特定的导管和导轮,使得泵喷推进器在高速范围内有更好的抗空泡性能。因此,提高了潜艇推进器在高航速下的噪声水平和效率。据统计,在航速大于20节以上时,泵喷推进器具有较明显的优势。(注:高航速是重要条件)

后置导轮的泵喷推进器内部结构

现在核潜艇的水下航速普遍在25节以上。同时,现在的核潜艇为了提升战斗力和自持力,也朝着排水量越来越大的方向发展。潜艇越来越大,航速还越来越高,这样对于推进器的推力要求也就越来越高。这样,为了维持潜艇的高航速,除去减阻技术外,就不得不提高螺旋桨的推力。提高螺旋桨推力最有效的办法,就是提高转速和增大直径。但是提高转速会造成螺旋桨空化和震动加剧,噪音水平也随之上升,破坏了潜艇的隐身性能;而增大直径,受当下材料和加工水平的限制,很难进一步增大,所以只能寻求新的设计思路——如喷水推进(泵喷推进)。

“美国弗吉尼亚”级攻击核潜艇水下航速高达34节

通过上述我们不难看出,泵喷是一款非常适合高速潜艇的推进器。而再反观世界上一些典型的常规潜艇,如瑞典的“哥特兰”级,德国的“212”型和“209”型,法国的“阿戈斯塔’级,俄罗斯的”基洛“级等,它们的水下排水量普遍在1000~4000吨之间,设计最高航速在20节以下,而水下经济航速在5~10节之间。这样我们不难看出,相较于水下排水量动辄上万吨甚至几万吨,最高航速25节甚至更高的核潜艇,常规潜艇具有排水量小,航速低的特点。

英国“机敏”级核潜艇的泵喷推进器包裹的严严实实

潜艇在水下的阻力主要来源于摩擦阻力,而水下排水量小,意味着湿表面积小,在同航速下的阻力也越小;同时,航速更低,意味着所需要的推力也更小。这样采用一款直径不大的大倾斜七叶桨就能满足需要。而反观泵喷推进器,除了在低航速下效率不及大倾斜七叶桨的缺点外,还存在着结构复杂、质量大、不易维护、设计匹配难度大的缺点。这样看来,显然是结构简单可靠、且低航速下性能更优异的大倾斜七叶桨更适合常规动力潜艇。也正因此,常规潜艇普遍不采用泵喷推进方式。

采用了大倾斜七叶桨的潜艇

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