警惕:MIT的这项技术有可能让美军潜艇更静音,我们要抓紧

友琴评军事 2023-02-16 15:00:02

目前,依靠螺旋桨推进的潜艇在展示的时候往往都会将尾部的螺旋桨部分包裹起来。这是因为螺旋桨的结构和构型都会大大的影响潜艇在水下航行时产生的噪声。

世界各国也都在竭尽全力的研制新型螺旋桨皆以消除螺旋桨在水中产生的噪音。

这里先得说一下,螺旋桨为什么会在水中产生噪音。

如果把水看作是均匀的粘性介质的话,螺旋桨在水中匀速转动的时候实际上并不会产生噪音。但是水是一种流体,一切都得遵循着流体力学的规则运行。

当螺旋桨高速在水中旋转的时候,被螺旋桨搅动的水的角速度相同,线速度不同,也就是说距离螺旋桨轴心越远的水的线速度越高。在流体力学里面有一个原理叫做伯努利原理,这是一切流体力学的根基,根据伯努利原理流体的流速增加,压力就会降低。这也是为什么我们的飞机可以在空气中获得升力的原因了。到了水里面,螺旋桨尖端的水流被桨叶驱动达到了极高的速度。这时候压力降低到水可以直接蒸发为水蒸气,这时候就产生了空泡。当这些空泡失去压再变成水的时候就会产生巨大的空泡噪音。

各个国家的潜艇也不得不将桨叶做得越来越多,将转速降低得越来越低。都是为了避免空泡噪声的产生。

上个月麻省理工学院的2022年度R&D 100奖中,收录了林肯实验室开发的环状螺旋桨。

这是一种用圆环取代桨叶的渐变螺旋桨。

这种螺旋桨在同等转速下效率并不比普通螺旋桨低,又由于环转结构改变了桨尖流体的走向和压力,极大的降低的桨尖湍流的形成。

这就造成了这样的螺旋桨设计可以有效的降低螺旋桨所产生的噪音。

麻省理工学院的实验是利用环形螺旋桨驱动大疆无人机飞行,噪声得到了显著的降低。

在这项设计刚刚公布之后,就有人开始向船用螺旋桨移植相同的设计了。

这是最近十几年来船用螺旋桨最重要的一个设计里程。通过环形螺旋桨可以大幅度降低空泡噪音。

而且这种螺旋桨只是桨叶形状做出改变,对螺旋桨的传动机构、控制机构等外围设备全部没有新的要求,因此一艘船可以在短暂的维修过程中直接替换环形螺旋桨。

目前唯一的局限在于这种环形螺旋桨需要利用数字加工中心在一块整体材料中切削制造。以美国自己的水准还很难构建大型螺旋桨。

这就给了我们弯道超车的可能性。目前大型金属加工设备中国是世界领先的。类似于特斯拉上海工厂引进的超大型压铸机,为Model 3和Model Y生产一体化车身。

原始汽车70个零件现在被压铸为一个单一零件。

所使用的大型压铸造机皆为中国品牌。而且目前大型金属压铸机,世界上一共有六家公司在生产,其中只有布勒为瑞士公司,剩下的其余五家都是咱们自己的产业。

对于环形螺旋桨的理念虽然是美国麻省理工提出的,但对于真正巨型环形螺旋桨其实还得是我们来制造出来。

0 阅读:6
友琴评军事

友琴评军事

感谢大家的关注