還記得在那段艱難的歲月里,毛主席曾經說過:「核潛艇,一萬年也要搞出來!」作為國之重器,中國海軍核潛艇一直蒙著一層神秘的面紗,其身形難以為世人所見。
不過,直到今年4月23日,中國第一艘核潛艇「長征一號」經過無核化處理後,在青島的海軍博物館正式對外開放,普通人終於可以一窺這條「水下幽靈」的容顏。
圖為中國第一艘核潛艇長征一號
如今,儘管「長征一號」已經退役,無法再征戰大洋。但是它曾經創下的90天水下長航世界紀錄,一直都被中國海軍所傳頌。
圖為馬偉明院士攻克難關
它的下一代,秉承著那份責任,繼續在保衛祖國,保衛中華14億兒女。並且,還在不斷的超越,超越自己、超越西方、超越世界。
近日,央視新聞就傳來撼世捷報:馬偉明教授帶領著他的團隊,一馬當先,攻克了全電推進技術,並且成功運用到了最新的095、096核潛艇當中。
在科學界,綜合電力系統被稱為是艦艇動力從人力、風力到蒸汽動力再到核動力之後的第三次革命。
它可以把艦艇發電和日常供電,包括電力推進,以及高能武器,綜合為一體。其中,歐美海軍強國在本世紀初就已經實現了中壓交流綜合電力系統的工程應用。
圖為「巨浪-3」潛射飛彈威力巨大
之前,中國一直都是處於落後狀態,面對西方技術的封鎖,馬偉明教授頂著壓力,攻克無數難關。
終於在摒棄西方思路的情況下,在國際上率先提出並研究出了中壓直流綜合電力系統,技術水平領先西方十年以上,一舉實現了中國艦艇動力從落後到引領的跨越!
圖為「福特號」航母進行海試
作為整個潛艇的核心,綜合電力系統可以解決很多問題,未來,裝備了全電推進的055大驅以及095、096核潛艇,雙波段雷達,電磁炮,高能雷射,電磁飛彈等高能武器上艦都不再是夢想。
這裡,筆者就要舉一個例子了,想必最近美國的新一代航母「福特」號成功海試大家都知道了吧。
事實上,很久之前就有中國專家表示,「福特」號上的電力系統存在很大的隱患,一旦作戰時遭到攻擊,將會導致整個「福特」號陷入癱瘓狀態,讓航母面臨巨大的危機之中。
而中國的綜合電力系統,就不存在這個問題,我們的全電,十年前就已經進入第三代技術,遠超西方二代水平,讓各國目瞪口呆。
圖為中國094核潛艇
當然,這都是靠馬偉明教授「哪怕少活十年,也要攻下特種電力技術難關!」的決心,對此,中國科學院、中國工程院給出的評價是:意義不亞於「兩彈一星」和載人航天。
作為中國最新一代核潛艇,正在建造096型彈道飛彈核潛艇+全電推進,簡直就是如虎添翼!
圖為東風41洲際彈道飛彈
年初的時候,美國的軍事網站「戰略之頁」就曾報道稱,中國一艘096型彈道飛彈核潛艇被發現正在下海試航。當然復興觀察也不排除西方世界的炒作,不過就最近各大媒體透露的一些情況來看,096型核潛艇的確有很大的改進,相比正在服役的094型核潛艇,中國的科學家們修復了後者許多設計上的缺陷。
例如094型巨大的「龜背」,儘管它可以屏蔽「巨浪-2」飛彈的發射筒,但是帶來的噪聲問題,卻比平常高出了15%,極大影響了潛艇的生存能力。
而且,「龜背」上較多的開口面積,還增加了094型核潛艇的形狀阻力與摩擦阻力,導致其最高航速降低遠不及美國新型核潛艇的巡航速度。
因此,中國在建造096型核潛艇時,就採用了直徑超過12米的單殼體耐壓殼。要知道,這項生產技術目前只有美國、瑞典和俄羅斯擁有,中國在面對技術完全封鎖的情況下,還能夠自主研製出來,可見花了多麼大的心血在裡面。
同時,096型核潛艇還裝備了最新的擁有一體化超強自然循環能力的新型壓水堆,配合全電力推進系統,可以在開啟主泵的條件下,能夠達到33節的最高航速。
096型核潛艇還裝備了最新的擁有一體化超強自然循環能力的新型壓水堆
不僅如此,在以20節的速度巡航時,096型發出的噪音只有95分貝,能夠在600米深的海地保持完全「靜默」狀態,基本上和美國最新核動力潛艇大體相當,甚至有時候還會比後者更優秀。
武器方面,儘管沒有太多的數據可供參考,但是按照復興觀察估計,096型能夠攜帶「巨浪-3」潛射彈道飛彈數量在16-24枚之間,而094型最多只能夠攜帶12枚「巨浪-2」潛射彈道飛彈。
096型發出的噪音只有95分貝
作為「東風-41」型洲際彈道飛彈的改良版,「巨浪-3」最大射程可達13000公里,即使是在中國近海發射,也能夠覆蓋美國及歐洲全境。
一旦未來發生全面核戰爭,只要有2-3艘096型核潛艇倖存下來。那麼,不管是世界上的任何一個國家,其面臨的下場將是亡國滅種!
「長征一號」老矣,那就好好的休息吧,接下來的任務,就交給新一代的095、096去完成吧!千千萬萬奮鬥在一線的科學家們,你們辛苦了,為了未來祖國之強盛不衰,我們一起共勉!
5月30日,中央電視台《焦點訪談》欄目播出了紀念全國首個科技工作者日的特別節目「科技強國的追夢人」,介紹了北京郵電大學網絡與交換技術國家重點實驗室主任張平教授與中國工程院院士、海軍工程大學電力電子研究所所長馬偉明。
其中在介紹中國工程院院士、海軍工程大學電力電子研究所所長馬偉明院士的相關事跡時,記者獲准進入了海軍工程大學的一所實驗室,拍攝並採訪了馬偉明院士帶領研發的一系列科技成果。其中一件帶有展板的展品被馬偉明院士介紹為他所在團隊「在世界上第一個領先項目」,而根據展板上的介紹,這一成果是「潛艇無軸泵噴推進器」。
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央視《焦點訪談》欄目中馬偉明對無軸泵噴推進器的介紹
根據馬偉明院士介紹,潛艇無軸泵噴推進器是下一代核潛艇所用的推進系統,並且「現在已經在應用了」,而在技術上,他的團隊掌握的這一技術「領先就領先美國」,且「美國也是沿著這條路線走的」。
馬偉明院士所介紹的,正是繼機械式泵噴推進器之後新一代的潛艇推進器結構——無軸泵噴推進器。
泵噴推進器是當代潛艇,尤其是核潛艇上應用的新型組合式水動力推進器。與此前潛艇廣泛使用的七葉大側斜螺旋槳相比,泵噴推進器在推進效率高於後者的同時,其輻射噪聲反而低於七葉大側斜槳。文獻表明,低航速下,泵噴的低頻線譜噪聲比七葉大側斜槳要小15dB以上,寬頻譜總噪聲級下降10dB以上,高航速下,降噪效果更為明顯。且泵噴空化性能要優於七葉大側斜螺旋槳,使得泵噴臨界航速更高,十分適合水下高速航行的核潛艇使用。
下水前的「維吉尼亞」級核潛艇,其艇尾的大型物體就是泵噴推進器
目前,包括英國「機敏」級、「特拉法爾加」級、美國「海狼」級、「維吉尼亞」級等多型西方核潛艇都已經採用了泵噴推進器。但目前實際應用的潛艇泵噴推進器都屬於機械式泵噴推進器,這一推進系統由於仍然依賴潛艇艇體內的驅動軸提供動力,並沒有根本解決傳統「螺旋槳-軸系-艇體」耦合振動有道的潛艇低譜噪聲。為了進一步降低這一噪聲,研製無軸泵噴推進器就成了相關的解決之道。
2004年,美國海軍和國防預先研究計劃局(DARPA)聯合發起了Tango Bravo項目,該項目擬取得的技術突破中,第一條即是實現無軸推進。2011年,麻省理工學院機械工程系完成了潛艇吊艙推進的概念設計,而美國海軍研究署則在著手研究無軸泵噴推進器實用化技術,並計劃在美國下一代戰略彈道飛彈核潛艇上率先應用無軸泵噴推進器。
美國海軍未來規劃的無軸泵噴推進系統
無軸泵噴推進器將傳統螺旋槳和機械式泵噴推進器的軸系驅動轉化為布置在泵噴導流管內的電機驅動,從而取消了傳統動力系統的驅動軸,也從根本上消除了軸系所帶來的各種噪聲,而研製無軸泵噴推進器的先決條件就是實現動力系統的綜合全電力推進,這也正是馬偉明團隊所科研攻關的重點項目。
央視《焦點訪談》電視畫面截圖,課件黑色的小型無軸泵噴推進器樣機
相比機械式泵噴推進器,無軸泵噴推進器的核心技術優勢在於將電機無軸推進技術與泵噴低噪、高臨界航速的突出優點完全集成起來,技能發揮泵噴本身的聲學性能優勢,又能消除軸系聲源激勵系統。同時,由於無軸泵噴推進器需要在泵噴導管上布置電機,可以大大改善潛艇倉室內的有效利用空間。
從央視現場畫面看,實驗室內的泵噴體積和尺寸都較小,很可能是用於技術演示的原理樣機或者早期的小功率輔助推進器。由於技術水平限制,目前美國的無軸泵噴推進器單台的推力還無法完全替代機械式泵噴推進器,因此美國正在考慮使用兩台甚至三台無軸泵噴推進器布置在艇尾,實現潛艇推進系統的變革,降低潛艇的噪聲。
中國海軍093型核潛艇
根據馬偉明在採訪中的表態,我們雖然無法獲知中國無軸泵噴推進器的研製進度,但可以知道中國的下一代核潛艇已經應用了這一領域的相關技術,中國很可能將會和美國成為世界上最早在核潛艇上應用這一先進技術的國家。