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盤點中國新一代核潛艇的黑科技
關鍵字: 核潛艇中國海軍永磁電機【文/ 觀察者網專欄作者 晨楓】
10月23日,中船重工官微報道,中國海軍在三亞基地成功地試驗了潛艇用永磁電機。這使得中國在核潛艇靜音諸環節中又鎖上了重要的一環。
核潛艇是國之重器,但只有安靜的核潛艇才是國之利器。在70年代中國就憋勁咬牙造出了第一代核潛艇。但由于技術和經濟條件的限制,這是有遺憾的。
40年后,中國在許多關鍵的工業技術方面取得了巨大的進展,有些甚至跨入世界前沿,但在核潛艇靜音方面還是有顯著差距。在各級艦船下餃子的時候,核潛艇方面進展緩慢,不乏關鍵技術沒有取得突破,不宜在低水平上投入過多的考慮。
核潛艇具有實際上無限的水下航程,而且持續航速高。現代驅護艦靠放出直升機追核潛艇,如果不是跟上航母編隊的要求,現代驅護艦很多已經跑不過核潛艇了,因為勉強跑出高速沒有意義,常規動力的驅護艦要不了多久就追不上可以持續以最高航速一騎絕塵而去的核潛艇了,當然水下是沒有塵的。
核潛艇常給人一種尺寸很小的錯覺。圖為俄亥俄級戰略核潛艇佛羅里達號,艇員站坡都緊緊巴巴
實際上她是一艘能以24節航速飛馳的水下“巡洋艦”,其動力需求可想而知
但核潛艇具有本質噪聲較高的問題。反應堆的冷卻水泵和管路內的水流噪聲,齒輪減速箱的噪聲,傳動軸的振動和軸承噪聲,螺旋槳的噪聲,都使得核潛艇的降噪難度很高。
自然循環反應堆大大降低反應堆的噪聲。自然循環沒有了泵機的噪聲,本身的水流流動也比較舒緩。水壺燒水的時候,只要不是一上來就大火猛燒,在產生氣泡、快要燒開之前,基本上是無聲的,但水壺里已經由于熱水上升和冷水下降而在自然循環了。自然循環噪聲低,沒有泵機的功率消耗,但傳熱效率較低。完全自然循環的反應堆會很大,很笨重。在中低功率狀態下用自然循環,在高功率狀態下加入強制循環,可以較好地達到靜音和功率密度之間的平衡。
4月21日,中國科技獎勵網報道引用核潛艇總師張錦嵐的話說,中國已經在實現了反應堆的自然循環,這就從反應堆方面解決了噪聲問題。
反應堆示意圖。紅圈所示即為循環泵,關了這個東西之后,才到見“真功夫”的時候。
海狼級核潛艇動力艙段,里面是世界上最強大的自循環核潛艇堆S6W
反應堆產生熱量,產生高溫高壓蒸汽,推動汽輪機,轉換為機械能。傳統方式是把這機械能直接用于推進。但汽輪機轉速大大高于螺旋槳轉速,需要大功率減速齒輪箱,這是可觀的噪聲源。反應堆、汽輪機、齒輪箱重量打,只能布置在艇體中段,保證中心和重量的合理分配,導致的很長的傳動軸,不僅制造要求高、重量大、占用寶貴空間,還不可避免地產生振動和軸承噪聲,這是另一個可觀的噪聲源。
標簽 核潛艇-
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- 責任編輯:于寶辰
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