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中国技术再次领先世界,无轴泵推到全电推进,欧美国家的“噩梦”

时间:2021-02-06 10:48 来源:jslgpump.com 作者:利工集团 点击:

欧美对我国科技发展进行的“卡脖子”,其实并不止芯片领域。

实际上,在与国防科技密切相关的舰船动力领域,欧美同样对我国“卡脖子”。

不过随着我国科技实力的提升,这个情况已经得到了根本的扭转。

船动力系统的发展史

据史料记载,我国早在炎黄时代就开始利用河流的水势,让船只以漂流的形式,进行交通运输。

殷商时期,我国已经发展出使用人力划桨为动力的战船。

再到汉代以后,更是出现了以巨幅风帆驱动的大型战舰。从最早的漂流到后来的人力、风力驱动,中国舰船的动力形式一直在发展。

可是到了近代,我国在长达一百多年时间里积贫积弱,科技发展也陷于停顿。

直到晚清兴起“洋务运动”后,我国终于通过引进技术,首次在舰船上实现了螺旋桨驱动

突破欧美在螺旋桨技术上的“卡脖子”

从清末开始,我国无数仁人志士都在努力奋斗,试图让舰船动力技术赶上世界先进水平。

新中国成立后,我国发展了自主可控的舰船动力技术。

到了现代,舰船驱动系统在低噪音、大推力、机动化几方面都取得了长足进步。

我国在上世纪很长时间里,由于螺旋桨技术落后,导致潜艇航行时在水中会产生相当大的噪音。

令自身的隐蔽性大打折扣,以至于被西方媒体嘲笑是在水下“敲锣打鼓”

造成这种现象的根本原因,是我国潜艇安装的螺旋桨,在构型设计上采用的是传统的五叶形式

它在水中转动时,桨叶的末端会高速划过水体,令水分剧烈蒸发产生“空泡效应”。其结果就是成千上万的微小气泡不断爆裂,发出极大的噪音。

而这种噪音,会被敌方的声呐系统在很远距离上就侦查到,直接影响潜艇的生存能力。

要解决这个问题,就必须在潜艇上安装先进的“七叶大侧倾螺旋桨”

不但禁止我国直接采购七叶大侧倾螺旋桨,而且还不准向我国出口用于制造螺旋桨的先进机床设备。

有鉴于此,我国工业科技界在不懈努力之下,终于自主设计制造出了七叶大侧倾螺旋桨。

它的桨叶构造与传统螺旋桨有很大区别,看起来就像是用长长的刀片,扭曲成不同角度塑造出来的艺术品。

在这种造型之下,桨叶末端的后掠角在搅动水流时,能够确保不产生剧烈摩擦,从而避免了空泡效应,实现高度静音化。

也许会有人说,那为什么不用9叶或者11叶等其他数量的螺旋桨呢?

科学家经过百年研究的结果,叶数越多,建造工艺越复杂,难度越大,价格越高

就连7叶大侧斜螺旋桨,我们花费了多年时间研究实验后才掌握的。

到了如今,这种先进螺旋桨目前已经实现量产,装备到了我国现役潜艇上,极大提升了我国的军事威慑力。

无轴泵推,领先欧美十年的舰船驱动技术

在解决了螺旋桨技术难题后,世界各国又对舰船静音化提出了更高的要求。

从70年代开始,以美国为首的北约国家,开始在潜艇上采用更先进的“泵式推进”技术。

这种技术体系取消了传统的螺旋桨叶,用一个功率巨大的水泵,以向后喷射水流的方式驱动潜艇前进。

由于没有外露的旋转部件,泵式推进的潜艇在运行过程中产生的噪音更低,让敌人更难探测到。

中国科技人员却很快拿出了比他们还要先进的泵式技术----“无轴泵推”,让欧美“卡脖子”的企图彻底落空。

无轴泵推,领先欧美十年的舰船驱动技术”

欧美国家的泵式推进技术,虽然比传统螺旋桨技术噪音更低,但它存在一个缺陷:

其推进器依然需要依赖一根长长的转子传动轴,来带动泵内部的转子做功,从而实现向后方持续喷射水流,为潜艇提供动力。

这根转子传动轴,在潜艇中占据的空间非常大,直接影响了潜艇内部设备的安装。

而且这根轴在运行中会产生连续振动,令潜艇静音水平很难进一步提升。

针对这个问题,中国科技工作者很快拿出了升级的“无轴泵推”。

这种驱动系统在工作原理上与欧美国家的泵式推进系统很相似,但它的所有部件都采用电机驱动,不需要用长长的传动轴来输送动力。

这种设计,一方面节省了空间,让潜艇内部能够安装更多电子设备,提升战斗力;

另一方面则通过取消传动轴,极大减少了振动波的产生,让潜艇整体噪音水平更低

中压直流综合电力系统,引领舰船动力的第三次革命新技术

研发出无轴泵推技术的就是著名的中国工程院院士马伟明

在取得如此重大的业绩之后,马伟明院士并没有停下前进的步伐。

20年来,他还在牵头研发一个更具有革命性意义的技术体系----“舰船中压直流综合电力系统”

在马伟明院士的成果问世之前,全世界的舰船推进系统,采用的都是机械设备与电力设备互相隔离的形式。

而这种状况造成了能源利用效率低舰船整体静音性不足等弊端。

为了解决这个世界性难题,马伟明院士带领团队多年深耕综合电力系统技术,在打破西方多层面技术封锁的障碍后,终于拿出了具有完全自主知识产权的舰船中压直流综合电力系统。

这个系统以中压直流电作为能源,实现了用综合电力系统取代传统的机械设备,为舰船整体提供驱动力。

这套技术能极大减少舰艇上机械动力的使用,一方面降低噪音水平,另一方面提升能源使用效率,让国家能摆脱对进口石化能源的依赖,对国防安全意义重大。

在实现舰船综合电力系统时,马伟明院士创新低采用了中压直流电。

它相对于交流电的优势在于,系统效率和供电连续性特别高,能够用体积更小、重量更轻的设备,为舰船提供更强劲的驱动力。

这种技术最适合对设备密集度和动力要求极高的军舰。

因此,马伟明院士的成果被科技界称为舰船动力的第三次革命

从远古时代的漂流到人力、风力应用,再到先进螺旋桨技术,和舰船综合电力系统的开发。

这些都是科技工作者艰苦奋斗的成果,是国人的骄傲!

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