潜艇无轴泵推是什么东西?
潜艇无轴泵推,就是取消机械传动的传动轴,使用电机控制,由于省去了传动轴,潜艇的机械噪声没有了,更加安静,而且电线的布置更方便,更节约地方
无轴泵推技术和仿真鲨鱼皮技术,都是下一代的潜艇推进技术,目前世界上还没有使用该技术的潜艇。
国内的马伟明院士所领导的团队,目前正在进行该技术的攻关,已初见成效。有望在下一代国产潜艇上应用此技术。目前已经服役的潜艇,使用的是泵喷技术,最有代表性的是美国的弗吉尼亚级潜艇和俄罗斯北风之神级潜艇,而无轴泵推是超导技术的一种衍生应用,比泵喷技术还要先进一代。
一种无轴驱动式集成电机泵喷推进器水力模型的设计方法,可设计敞水效率与七叶大侧斜桨相当、辐射噪声更低、电机与泵喷完全集成的推进器。泵流体通道水力参数选型设计、前置定子和后置叶轮叶片的参数化三元逆向设计、无气隙泵喷敞水性能校核、集成电机泵喷推进、空化、噪声性能和强度校核。本发明设计了一型由内嵌电机定子的肥厚型导管、电机环形转子、气隙、前置定子和后置叶轮组成的泵喷。推进效率0.589、功率3.7MW,能够推进航速16节的潜器。定子叶片数13叶、叶轮叶片数9叶,均采用NACA16翼型厚度分布,且叶轮具有大侧斜。本发明可直接用于实现水下潜器无轴电力推进,设计方法也适用于有轴式泵喷和鱼雷后置定子式集成电机泵喷设计。
现代,由于科学技术的进步使得很多人都对科技产生了浓厚的兴趣。这其中,军事科技尤其吸引了大批军事爱好者。在军事装备中,潜艇一直是充满了神秘的色彩,让人有一探究竟的欲望。今天就来介绍一项有关潜艇的先进技术,那就是潜艇的泵喷射推进系统。我们将从以下几点进行介绍。
第一:泵喷射推进系统的由来为了充分发挥核潜艇作战效能,攻击核潜艇逐步向高航速、安静型方向发展,新一代安静型攻击核潜艇的水下最高航速超过30节,低噪声航速达到20节。这就给推进器的设计提出了新的课题:如果仍旧采用传统的单个七叶大侧斜螺旋桨推进,则由于螺旋桨的负荷过大,桨叶将提前出现空化,使核潜艇的低噪声航速下降:如果为了推迟空泡的产生,必须加大螺旋桨的桨叶面积,则导致螺旋桨的效率下降、噪声增大。80年代,英国在“特拉法尔加”级攻击核潜艇上率先装备了一种新型的泵喷推进器。这种推进方式可以有效降低潜艇的辐射噪声,倍受世界各海军强国的关注。随后,英国在“前卫”级以及“机敏”级核潜艇上,法国在“凯旋”级核潜艇上,美国在“海狼级、“弗吉尼亚”级核潜艇上,纷纷采用泵喷推进器取代广泛应用的七叶大侧斜螺旋桨。这就是泵喷射推进系统的产生历史。
第二:泵喷射推进系统长什么样潜艇泵喷推进器是由环状导管、定子和转子构成的组合式推进装置。环状导管的剖面为机翼型,罩住转子和定子,它是泵喷推进器内外流场的控制面。如采用具有吸声和减振的材料制造,则可以屏蔽转子及内流道产生的噪声。为了推迟转子叶片的空化、降低转子的噪声,通常采用能降低转子人流速度的减速型导管;定子为一组与来流成一定角度的固定叶片,使转子人流产生预旋或吸收转子尾流的旋转能量,同时用于固定导管;转子为类似于螺旋桨的旋转叶轮,通过与水流的相互作用产生推力,推动潜艇达到要求的航速。泵喷推进系统又可以进一步分为有轴泵和无轴泵。就字面意思理解:譬如传统蹬自行车是有轴的,动力传给轴上的飞轮使车子前进,现在有人发明一种单独巨大轮子的自行车,圆心没有轴,人坐在轮子中间,动力由小齿轮加到圆周上使车子前进,无轴泵可以理解成就是这种自行车的改进型。
第三:泵喷推进系统的优势泵喷推进系统的优势主要是针对于传统的七叶大侧斜螺旋桨而言。主要有以下几个点:
1、推进效率高。泵喷推进器的定子(无论前置或后置)可以减少推进器尾流中的旋转能量损失,增加有效的推进能量。
2、辐射噪声低。泵喷推进器的辐射噪声低是由于:①泵喷推进器的转子在导管内部,导管可起到屏蔽和吸声的作用,另外,位于前方的定子可以使转子进流场更均匀,从而减少转子的脉动力,降低推进器的线谱辐射噪声,②泵喷推进器旋转叶轮(转子)的直径一般小于螺旋桨,在相同转速下,泵喷推进器桨叶的旋转线速度较低,可以降低推进器的旋转噪声。国内外研究和应用的结果表明:低航速下,泵喷推进器的低频线谱噪声比七叶大侧斜螺旋桨小15分贝以上,宽带谱声级总噪声下降10分贝以上:高航速下,泵喷推进器的降噪效果更为明显。
3、临界航速高。潜艇的临界航速是指潜艇在一定潜深下推进器不产生空泡的航速。泵喷推进器采用减速导管和前置定子,使转子叶片处的进流场速度相对较低且更均匀,从而有效推迟了叶片梢涡空泡和桨叶空泡的产生,提高了潜艇的低噪声航速。
以上就是一些有关泵喷射推进系统的科普,欢迎相互交流。
其实潜艇泵喷也是喷水推进器的一种,都是通过推进水泵喷出的水流来作为推进动力 的。泵喷推进器的结构由导管、转子和定子构成。因为特殊设计的导管和导向定子对进管海水的优化作用,使转子叶轮得以在一个均匀的流场中工作 ,流体脉动力小,运行平稳,震动噪音小,并且利用来流的冲压,使转子在高速范围内具有很好的抗空泡性能,推迟叶片的空泡产生。导管一般分为加速和减速两种,加速导管水流快,推进效率高,但是空泡性能差。减速导管正好相反。泵喷推进器还分为前旋式和后旋式,定子在前的叫前旋,定在后的的是后旋。法国的凯旋 级、美国的海狼级等核潜艇都是前旋式。前旋的尾流控制好,结构轻便,但空泡性能差。后旋则相反。
泵喷推进技术的原理看似简单,真正设计 起来却是很复杂的事,内流道控制及稠度、全流场势流、全流场粘流等等都是需要具体的数学模型来说明的。直到今日世界上真正掌握了该项技术 的国家寥寥。
美军最新的弗吉尼亚级潜艇和海狼级一样,都采用了泵喷
为了降低推进器噪声,英国核潜艇率先采用了泵喷射推进装置,与传统的螺旋桨推进器相比,泵喷射推进装置能够明显地降低推进器的噪声,提高潜艇的声隐身能力,美、英、法、俄四国最新服役或正在建造的核潜艇上都装备或计划装备泵喷射推进器。
目前,泵喷射推进装置还存在一些不足之处,如结构设计复杂、水面机动差、低航速效率低等,但是,随着理论的成熟,新技术、新材料的应用,潜艇泵喷射推进器的性能将会不断地得到提高,将会得到更加广泛的应用。