众所周知,在全球海洋局势波澜起伏的今天,争夺水下战场的优势地位已经成为所有大国海军建设的重中之重。那作为全球海洋格局顶尖大佬的中国,其潜艇力量的发展自然也是博得了全球多国关注。
特别是中国新一代攻击核潜艇的建设进展,更是成为了西方政府以及媒体的热门话题。这不就在前几天,英国知名媒体《简氏防务周刊》就发出报道称,美国国防部下属的一颗军事侦察卫星在中国沿海某造船厂,意外发现了一艘新型核潜艇下水舾装的卫星图像。
虽然从现阶段曝光的卫星图像来看,这艘刚刚下水的新型核潜艇,并非是各国关注已久的新一代095攻击核潜艇,只是中国海军现役093型攻击核潜艇的改进型。但就是这艘改进型093,却依旧让无数西方军事专家感到恐慌不已。
之所以会出现如此令人不解的一幕,归根结底就在于这艘改进型093在外观上最大的亮点,就是装备了新型泵喷推进器。而根据分析,该泵推器很有可能就是中国独步天下的“无轴泵推系统”。一旦有了该系统的加持,这款已经服役多年的核潜艇,则很有可能再次升级为蓝色海洋中的无声杀手!那么问题来了:
泵喷推进器和无轴泵推技术究竟是什么,为何会让西方军事媒体如此恐慌?
而在核潜艇领域起步极晚的中国,又是如何掌握这种尖端技术的?
当然最重要的是,一旦有了无轴泵推系统的加持,未来中国的核潜艇力量又将对我们的海洋国防建设带来哪些助力?
屈辱的黄海对峙如果想知道中国的无轴泵推系统,为何会让西方感到恐慌?我们就要浅聊一下,中国的核潜艇在没有无轴泵推技术之前,究竟遭受过什么屈辱!我们把时间拨回到1994年,彼时正值中美关系陷入低谷,双方几乎断绝了一切军事方面的交流。
在这种背景之下,美国便打着朝核问题谈判破裂,需要封锁朝鲜西南海域为由,大张旗鼓将自己的“小鹰号”航母战斗群派遣到了黄海海域执行巡航任务,并在未事先通报的前提下“刻意”驶入了中国领海,其举动可谓挑衅意图满满!
“小鹰”号航母然而更令人气愤的是,美国的挑衅并没有就此结束。由于当时中国的091型403号核潜艇刚刚完成了远海巡航训练任务,准备返回黄海的青岛海军基地。结果在浮潜归来途中,正好遭遇了美国小鹰号航母战斗群。这无疑让美国海军有了再次军事挑衅的绝好机会,于是在经过短暂商议之后,美国航母立即出动了S-3维京反潜机,向403号核潜艇所在海域投掷了反潜声呐浮标,并进行了三角方位计算以此来确定核潜艇坐标位置。
S-3维京反潜机要知道这种军事举动,对于一艘核潜艇来说堪称是最危险的行为!因为通常来说,潜艇的位置坐标一旦被计算出来,接下来面临的就是极为精准的炮火打击。于是中国的潜艇部队在发现美军意图后,就开始迅速下潜并不断改变航向试图进行躲避。但遗憾的是,由于091型核潜艇本身行进噪音过大,这样的应对根本无法摆脱美国反潜机的跟踪。
就这样在之后70多个小时的时间里,美国的三艘驱逐舰凭借着对水下噪音的跟踪,一直牢牢紧咬着我们的403号核潜艇。期间甚至还进行了高达七次的模拟攻击。这就意味着如果身处真实的海洋战场,这艘核潜艇已经被打爆了7次。虽然后续在中国海军航空兵和空军的支援下,403号核潜艇最终成功摆脱美国海军的追踪回到了安全地带。但是如此无力且悲壮的一幕,却依旧成为了中国潜艇部队心中永远的伤痕!
中国海底拖拉机也正是因为此次“黄海对峙”的发生,所以在后续许多年的时间里,中国核潜艇都被冠上了“深海拖拉机”的屈辱帽子,以此来贬低我国潜艇行进噪音过大的短板!而这样的情况,直到中国无轴泵推技术的出现,才正式成为了历史!那么无轴泵推技术,究竟是如何解决中国的核潜艇噪音难题的?
想要了解这个问题,我们需要先简单了解一下核潜艇为何会产生噪音。通常来讲,潜艇的噪声来源主要分为三个方面,即潜艇在航行期间,舰体与水流碰撞摩擦产生的流体噪音,潜艇在运行期间其动力系统与其他部件相互摩擦振动造成的低频机械噪音,以及螺旋桨于水中高速旋转,在流体力学以及其他物理效应的作用下产生的高频空泡噪音!
其中流体噪音的大小,主要受潜艇的外形设计以及行进速度的快慢影响,而机械噪音和空泡噪音的产生,则与潜艇推进系统密切相关。尤其是最容易被反潜设备侦测到的高频空泡噪音,更是受潜艇推进系统的影响尤为严重。也正因如此,自潜艇正式参与到现代战争中以来,其潜艇的动力推进体系水平以及高频空泡噪音的优化程度,就成为了衡量军用潜艇性能的重中之重!
而中国此前的091、092型核潜艇,之所以会被冠上深海拖拉机的名号,很大一部原因就是吃了潜艇动力推进体系落后的亏!毕竟中国作为全球潜艇产业的后起之秀,直到上世纪六十年代末才正式开始进行核潜艇的研制工作,相比于苏联以及其他西方国家而言,技术积累极为薄弱!
091型核潜艇而091型作为中国第一代核潜艇,虽然解决了中国核潜艇从无到有的问题,但是在性能方面的确缺陷颇多。尤其是动力推进体系采用的更是最为老旧的五叶螺旋桨,其运行时本身空泡噪音就较为明显。外加当时中国在铸造、焊接、加工工艺上也存在诸多不足,因此其螺旋桨运行时所产生的机械噪音也极大。
即使后续,我国的潜艇研发团队针对这些问题,进行了一系列改造,对其加装了消声瓦等诸多静音设备。使其不再像美日海军所描述的“青岛一出港,关岛都听得见”那样夸张,但是其噪音问题却依旧极为严重。也正因如此,所以在091、092服役之后,我国在第二代核潜艇的设计建造上,也更加重视动力推进系统的优化,开始着手研发当时欧美广泛使用的七叶大侧斜螺旋桨。
七叶大侧斜螺旋桨终于在中美黄海对峙事件爆发十年之后也就是2013年,中国第二代攻击核潜艇093正式亮相。在新型七叶大侧斜螺旋桨的加持下,该型号核潜艇不仅在行进速度更快,其产生的机械噪音和空泡噪音也大幅度降低。其静音水平相比美俄同时期同级别的攻击核潜艇已经毫不逊色。对于我国的核潜艇事业来说,堪称跨越式的进步。
泵喷推进 另辟蹊径不过遗憾的是,这样的成就并不意味着我们已经追上了美俄的脚步。因为此时的他们,已经开始发力另外一种新的潜艇推进技术,那就是泵喷推进器!该类型的推进器,不仅在推进效率上远高于常规螺旋桨,其辐射噪声也极低。尤其是在高速航行的状态下,其降噪效果更为明显,极为适合那些在深海中高速航行的核潜艇使用。
当然这种看似强大的泵喷推进器也并非没有缺陷。事实上如果在结构方面看,泵喷推进器其实就是在常规螺旋桨外部加设一层导流管,以此避免螺旋桨旋转时搅动的水流范围过大。以小范围缓冲的形式来增加推进效率并减少噪音的传播,其结构形象地说就如同家用电风扇。
有轴泵推构成组件而这种结构虽然看似先进,但仍旧依赖潜艇内的驱动轴提供动力。并没有彻底解决此前传统螺旋桨,由于驱动轴外突旋转产生的空泡噪音,以及“螺旋桨、驱动轴、艇体三者之间由于耦合振动产生的机械噪声。甚至还由于结构的复杂化,在技术要求和量产制造方面还变得更为困难。
说白了就是,泵喷推进器本质上仍然是对传统螺旋桨的改造。虽然在性能上实现了一定的升级,但是并没有在根本上解决传统螺旋桨的问题,传统螺旋桨的性能上限仍然存在!因此在这种背景之下,中国如果真的想在核潜艇发展上缩小与西方的差距乃至实现逆袭,就绝不能再一味遵循美俄的老路。
只有敢于另辟蹊径,才有可能绝地求生。也正是在这样的压力与动力促使下,中国堪称神奇的“无轴泵推技术”才能够应运而生!那么无轴泵推技术究竟神奇在哪呢?
首先所谓的无轴泵推,顾名思义就是取消了螺旋桨中心部位传动轴的泵喷推进器。说到这,可能有很多朋友会感到不解,没有了中心传动轴,螺旋桨该怎么旋转呢?事实上,关于这一点正是无轴泵推系统最神奇的地方!
它摆脱了传统螺旋桨在结构上的刻板设计,而是别出心裁的将各个螺旋桨叶片,分别连接在泵喷推进器外部的环装导流蒙皮上,然后在导流环内部再放置驱动电机。最终通过潜艇内部动力机组提供的电力驱动电动机运行,再由电机带动螺旋桨叶片旋转进而获得推进动力。其运行原理其实与此前风靡一时的无轴摩天轮极为类似。而得益于这种别具一格的设计,因此相比于传统的螺旋桨推进系统,无轴泵推系统在噪音优化方面也具备了许多令人眼前一亮的优势!
无轴泵推 深海幽灵例如最容易被声呐发现的空泡噪音。由于无轴泵推系统特殊的旋转设计,因此在水下运行时螺旋桨叶片所产生的空泡效应,就从传统螺旋桨的由内到外逐渐增大,改变为由外到内逐渐减小。大幅度减少了潜艇高速运行时所产生的水下空泡数量。
同时由于无轴泵推系统,还抛弃了传统螺旋桨中间那根又长又粗的驱动连接轴。因此也不必担心螺旋桨叶片、驱动轴、艇体三者之间,会因为耦合振动出现摩擦碰撞。外加驱动电机本身相比传统的内燃机,还更加平稳。因此在运行时,无轴泵推所产生的机械噪音也几乎可以完全忽略。
而且除了静音水平极为突出以外,无轴泵推系统的推进效率也极高。根据估算,两艘同等级同配置的核潜艇,无轴泵推系统的推进效率至少要比有轴泵推高出20%。其效率提高幅度可谓恐怖!因此不夸张的说,装备无轴泵推系统的核潜艇未来如果真的进入深海,以现如今人类的反潜水平来说,绝对可以成为真正的海洋幽灵!对于采用传统螺旋桨推进系统的潜艇来说,更是堪称降维打击!
也正因为有着如此重要的战略意义,因此在该技术概念提出以来,便成为了所有海洋大国关注的重点。像美国俄罗斯这样的核潜艇大国,更是早早着手研究无轴泵喷推进器的实用化技术,准备将其用在自己的新一代战略核潜艇上。结果多年过去,这些在核潜艇领域积累深厚的大国,在该技术上的进展却一直没有较大的突破。可反观在全球核潜艇领域只能算后起之秀的我们,却成为了该技术的真正先驱!
早在2017年,中央电视台《焦点访谈》栏目播出的一期特别节目中。中国的核潜艇研究团队就首次公开了一款,号称用于下一代核潜艇的无轴泵喷推进器原理样机。虽然当时在节目中,并没有对该样机进行太过详细的介绍。但是根据该项目负责人马伟明院士的说法,当时这一技术已经不再是纸上谈兵,开始逐步走向实用化了!
马伟明院士而从后续的发展来看,事实也的确是这样。在之后的六年时间里,又有多家媒体爆出中国的无轴泵推技术实现了突破。即使在这些爆料中,一直没有提及该技术的具体应用,但依旧引得无数军事爱好者翘首以盼。而伴随着最近几天,这艘093型攻击核潜艇改进型的下水,终于全面引爆了中国无轴泵推系统的热度!
虽然从此前放出的卫星图片上看,该潜艇外部的细节并不多。但是其尾部采用的明显是一种桶状装置,不是常规的螺旋桨。而桶状正是泵喷推进器最大的特点。那再结合我国近几年的潜艇推进系统研发方向来看, 这艘刚刚下水的093B改进型攻击核潜艇所装备的泵喷推进器,大概率就是正式进入实际应用的无轴泵推系统。而该猜测一旦属实,其战略意义堪称极为重大!
要知道093B作为我国水下核力量的支柱型装备,一旦采用了最为先进的无轴泵推系统,隐身性能将会成几何倍数提高。届时再搭配我国最引以为傲的巨浪-3潜射导弹,其水下威慑力很可能会迈入世界顶尖梯队。成为真正的“大洋幽灵”“深海杀手”!对于我们现如今一直坚持的“区域拒止/反介入”战略而言,更是一项极为强大的助力!
而且大家要知道,目前093B核潜艇本质上仍属于我们的第二代核潜艇。除此以外,我们的第三代核潜艇也都已经进入了研发末期,时刻都有可能进入服役!试想092在无轴泵推系统的加持下都如此强大,那么更为强大的095以及096,如果也采用该技术其威慑力绝对是难以想象。等到了那个时候,也许我们才能真正摘掉“深海拖拉机”的屈辱帽子,让悲壮的“黄海对峙事件”正式成为历史!在此,大家也和大东一起,期待那一天早日到来吧!