中國新型核潛艇將應用哪些黑科技?

秦瀟銘

095型的推進系統有可能是與西方相同的有軸泵噴推進,噪聲水平比傳統的螺旋槳要低,特別是能顯著降低螺旋槳的空泡噪聲。

核動力方面,095型會採用自然循環能力更強的反應堆,而且功率會有較大增加。我國第二代核潛艇已經採用了自然循環反應堆,雖然不知道自然循環的效率,但估計與西方還是有差距的,可能會在較低速度下不開主循環泵。其實西方的核潛艇也只是在20節左右不開主循環泵,再高的速度就要開主循環泵了。那麼,095型的自然循環能力如果達到西方海軍核潛艇的水平,已經很不錯了。核潛艇一般只裝1座反應堆,所以要求單堆功率要大。我國核潛艇以前的反應堆功率與西方差距較大,導致水下最高航速不如西方核潛艇。095型的反應堆單堆功率必然會加大,以提高水下航速。

095型的聲吶系統可能包括艇首聲吶、舷側陣聲吶、拖曳陣聲吶等,總體水平估計能趕上西方海軍核潛艇稍早時候的水平。

總體來說,中國在核潛艇技術方面與西方的差距是比較大的,與俄羅斯也有不小的差距。新型核潛艇會大幅縮小與西方與俄羅斯的差距,但黑科技可能沒有。飯要一口口吃,只要有很大進步就是令人欣喜的事。(S)


聯合防務

據央視發佈的最新消息顯示稱,我國下一代095核潛艇已經下水海試了。關於這艘神秘的潛艇,很多人都抱有極高的期望。
與水面艦艇下水不同,核潛艇由於較為保密,因此,外界也不知道它具體應用了哪些最新技術,但是根據目前所掌握的一些信息,還是大致可以猜測到它運用了哪些技術的。
首先,就是革命性的無軸泵噴技術了,作為當下世界主流技術,能熟練運用這項技術並把它裝備到核潛艇和軍艦上的國家屈指可數,只有美國和英國以及俄羅斯加上中國4家,但是其中美俄英所運用的無軸泵噴還只是處於較為落後的狀態。
而中國的無軸泵噴技術在經過馬偉明團隊的多年攻關後,已經取得了絕對領先的優勢,其運用到095上的概率是非常大的。
其次,那就是大功率永磁電機。現在中國將採用更先進的永磁電機,功率密度更高,噪聲更低。
並非巧合的是,大名鼎鼎的馬偉明院士的重要貢獻之一就是中壓交直流系統。中壓比低壓的功率密度更高,直流便於大功率傳輸和調速,用於推進;交流用於艇其他一般用戶。中壓系統和永磁電機一起,這又鎖上核潛艇動力系統降噪鏈的又一環。
最後那就是降噪方面了,中國正在有關核潛艇動力系統降噪的一系列關鍵技術取得突破,已經在重型精密製造方面悄悄地走到了世界的前面。095也將使用水滴型艇體,水滴形艇體阻力最小,噪聲也最小。
綜上來看,中國下一代核潛艇是有翻天覆地的變化的。性能至少相比較目前裝備的093G型潛艇提升25年的水平。

龍起

但是我真的不知道。在中國,水下木字邊的東西都是頂級機密,君不見我國核潛艇之父黃旭華院士為了保密30年不回老家。但凡是在這裡對著具體細節侃侃而談的都是瞎說,如果說對了還得去吃牢飯。

但是這不妨礙根據我國目前核潛艇的情況做一番分析,靠譜與否,還賴讀者自己判斷。

筆者在之前的問答中說過我國核潛艇水平在聯合國五常中倒數第一的觀點,結果被廣大愛國人士噴的彷彿筆者是個賣國賊一樣。雖然有血淋淋的教訓,但是筆者還是要說,目前我國的093和094型核潛艇就是五常最末的水平---但是,筆者也學乖了,095可能會讓我們擺脫這個尷尬。

中國核潛艇水平主要有以下兩個缺陷:

一是核反應堆技術落後,功率小、噪音大、可靠性低。091型核潛艇服役後長期只能在近海訓練,因此被海軍內部揶揄為“三島艦隊”(這個梗有興趣的讀者可以自己上網查)。而美國海軍奚落我們說中國的核潛艇一出動,在夏威夷都能聽得見噪音。

二是大直徑耐壓殼體技術不過關,使得我國核潛艇直徑不大,噸位不理想。這個缺陷最直觀的表現就是094型高高的龜背。世界上最好的攻擊核潛艇(美國的海浪和俄羅斯的亞森)排水量都接近萬噸,我國的093在6000噸左右;世界上最好的戰略導彈核潛艇(美國的俄亥俄和俄羅斯的北風之神)排水量都超過20000噸,中國的094在10000噸上下。

現在的缺陷就是我們要改進的目標。095型核潛艇估計會在以上兩個方面做出重大改進。在核反應堆方面,目前我國已經掌握了最先進的民用核反應堆技術CAP1000,我國目前也是在建核電站裝機容量最多的國家,甚至還實現了核電站技術整體出口。經過民用核技術的錘鍊,軍用核反應堆技術的進步幅度值得期待。在大直徑耐壓殼體制造技術方面,我們也有樂觀的理由。目前我們已經是世界第一造船大國,各種複雜的船舶都能製造,技術水平突飛猛進,095型核潛艇的技術性能值得期待。

095型想象圖。至於馬院士的無軸泵推等黑科技能不能在095型上應用,我覺得沒那麼重要,有更好,沒有的話也沒什麼大不了。


從此蕭郎是路人甲


中國未來新型核潛艇將運用綜合動力系統、無軸泵噴推進系統、綜合水聲系統、單殼結構、第三代潛艇反應堆。具體詳情乾貨如下:


綜合動力方面,中船重工712所於17年3月研製成功3兆瓦中壓電力推進系統,在17年8月永磁推進電機動車成功,這預示著新型綜合動力系統未來將全面運用到我國船舶工業上。


無軸方面,在5月30日的新聞中,已經證實海軍工程大學電力電子研究所所長馬偉明團隊,正在研製無軸泵推系統,並且取得重大突破,相信在不久的將來將會進行上艇試驗。


綜合水聲方面,根據《艦船電子工程》期刊和哈爾濱工程大學的相關文章,我國綜合水聲探測、偵查、對抗系統已經取得重大突破,並且已經部分應用到實驗艦艇上,未來會應用到我國核潛艇。


單殼結構方面,2017年的泰國防務展上,中船重工低調透露對外出口S1100型常規潛艇採用單殼結構。它標誌中國已經掌握了單殼潛艇設計、製造技術,中國潛艇發展道路由蘇俄雙殼潛艇轉向美式單殼潛艇。


反應堆方面,我國已經研發出具有國際先進水準的第三代改進型“華龍-1號”CAP1400高性能核反應堆,相關小型化的技術已經開始運用到我國新型核潛艇,這種反應堆具備自然循環能力,被視為核潛艇動力系統一個技術突破。

相信未來隨著新一代核潛艇的服役,被美國嘲諷“中國核潛艇一出港,連關島都聽得見”的日子一去不復返了。


馬克觀察

  近期突然爆出消息,將來幾年的國產常規動力航母不依靠核動力系統就能實現電磁彈射技術的實用化,更令人意外的是消息中透露,中國海軍已經列裝了一艘採用無軸泵推技術的新核潛艇,該艇的研製耗費了5年時間的光景。消息中明確稱這艘新核潛艇就是傳說已久的095核潛艇,這遠遠突破了美國的設想!

  

  (10多年過去了093型攻擊核潛艇/094型戰略核潛艇的下代核潛艇列裝,相信096戰略導彈核潛艇在巨浪-3批量生產後也能快速服役!)

  

  一般來說使潛艇運動有兩種方法,一種是傳統的大側斜螺旋槳,另外一種是最早由英國皇家海軍“特拉法爾加”級攻擊核潛艇採用的泵噴推進器。它源自於魚雷的泵噴推進器,泵噴推進器主要由環狀導管、定子及轉子組成。泵噴推進器工作時驅動軸帶動轉子轉圈,海水被導管前部吸入,定子可以讓進入轉子的水流產生均勻旋轉並使水流更快讓潛艇在航速上保持性能領先!定子可以佈置在轉子的前後位置,一般來說“前定子式”雖然轉子效率較低但靜音性更好,所以潛艇主要採用“前定子式”泵噴推進器。魚雷的泵噴推進裝置主要是“後定子式”。

  

  

  (潛艇眾多的齒輪組機械裝置省去之後低航速的低頻線譜噪音和中高航速的空泡噪音都會有極大程度的減少!)

  

  (法國凱旋級核潛艇是戰略導彈核潛艇中最早使用了泵噴推進器的,但仍屬於有軸推進泵推)

  目前英國“機敏”級核潛艇,美國靜音性最強的“海狼”級攻擊核潛艇和“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇、法國“凱旋”級戰略導彈核潛艇、正在建造的“梭魚”級攻擊核潛艇及出口澳大利亞的12艘常規潛艇、俄羅斯“北風之神”戰略核潛艇都是使用的“艇體-軸系-螺旋槳”有軸泵推!俄“颱風”941型戰略核潛艇更是使用的“導管包圍螺旋槳”葉片可當做水平舵的不倫不類的推進裝置!法國將下水的、最新的“梭魚”級攻擊核潛艇採用的是蒸汽輪機-渦輪發動機-電動機帶動推進器或2臺電動機直接驅動的混合式泵推系統。

  

  (無軸泵推對空間緊張的潛艇來說技術進步是革命性的)

  無軸泵推的將傳動軸-葉輪換成電機驅動,電動機則佈置在環狀導管裡,多個單獨葉片組成的轉子成了“四周驅動”!潛艇眾多的齒輪組機械裝置省去之後低航速的低頻線譜噪音和中高航速的空泡噪音都會有極大程度的減少!潛艇與此同時騰出來寸金的空間還降低了故障率和維護負擔!

  

  

(我國的IPS綜合電力系統應該解決了電力分配難題)

  

  (美國海軍“海狼”攻擊核潛艇第三艘吉米-卡特號,前兩艘艇在上世紀八九十年代時的造價就高達24億美元最後一艘吉米-卡特號造價漲到了32億美元,約為當時尼米茲核航母的四分之三!冷戰後原計劃29艘的量被削減到3艘。該艇噪音在95分貝以下,海洋背景噪音約為90分貝,超過5%的幅度也就是94.5分貝就可能被發現,該艇靜音性可能被095型核潛艇超越)

  

  (093型攻擊核潛艇/094型戰略核潛艇)

  

  (未來中國可能會拿下更多潛艇出口和人員培訓訂單)

  

  (“超導磁流體潛艇”可能是《海底兩萬裡》中最科幻的技術了,未來中國技術人員使其實用化之後我軍優勢會更大!)


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