马伟明院士:中国下一代核潜艇领先美国10年

墨者善狩

马伟明院士曾在采访时说:无轴泵推这个项目我们领先美国十年,下一代核潜艇将会采用这项新技术。

无轴泵推是什么?

在说无轴泵推之前,我们要先说一下马伟明,他是中国工程院院士,主要研究船舶的动力技术。马伟明团队对船舶动力系统的研究,领先于美国的不止是无轴泵推技术,还有全电船舶动力系统,中压直流技术的研发工作也领先于美国十几年。

要知道,中压直流技术比起欧美国家军舰普遍使用的中压交流技术,难度增加了十倍不止,但是我国新一代核潜艇已经使用中压直流技术和直流无轴泵推技术,对比欧美有哪些优势呢?

直流无轴泵推原理和我们小时候玩的四驱车马达类似,四驱车马达中间有一个传动轴,两边是磁铁,通电后,传动轴套上齿轮可以带动四驱车。

但直流无轴泵不同的是,中间的轴不动,两边的磁铁旋转,如果磁铁固定在一个圆周轨道上,磁铁就在做圆周运动了,而此时取消中间的轴定子,并把电供给固定的轨道,一直保持N级和S级的变化,并把磁铁换成磁性叶片,叶片会一直转动,这就是直流无轴泵的原理。

直流无轴泵推相比于交流无轴泵推的优势是调速范围大,可以无级平滑调速;起动转矩较大,能适应频繁起动的场合,作为潜艇的动力源其实非常不错,但是缺陷是设备系统复杂,所以特别贵。

美国至今一直使用的"整合动力系统",其实就是一套中压交流系统,优点是可控性高,技术成熟,但是相同工况下交流泵和直流泵推力差距明显,而且相与相之间存在电磁干扰,潜水时会产生更大噪音,所以在2003年,美军将无轴泵搬上弗吉尼亚级核潜艇只是作为辅助螺旋桨。

目前美国的中压直流技术研发工作缓慢,预计投入使用还需要十年时间,选择中压交流技术也是无奈之举,因为技术难度低且技术比较成熟,但是缺点也很明显,存在无功功率,而且各设备之间存在电压差,必须使用逆变器,这非常占据空间,而且输电线较多,制造成本大,综合性能比中压直流技术差。

中压直流技术也存在问题,首先中压直流系统发生断路和短路时,整套系统就无法做工,稳定性差,电压不稳定时设备功率都会衰减,不过我们新一代核潜艇下水,意味着无轴泵推技术已经可以作为船舶主动力使用,中压直流技术已经成熟,可以在各种复杂工况下工作。

无轴泵推有哪些优势劣势?

无轴泵推的优势是不用传动装置,对于潜艇这种狭小空间的作战武器有着非常重要的作用,可以节省下动力舱的位置增加武器舱和生活舱,大幅提升潜艇的自持力,让核潜艇可以更长期的部署在一线,没有传动噪音和轴频噪音,且叶片朝向圆心,可以有效降低空泡噪音和气蚀影响,加上无轴泵推可以随时改变动力方向,增加灵活性,对于躲避障碍物和鱼雷有着优势。

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