如何评估中国095核潜艇的噪声水平?

银杏智库

前不久,央视在报道中国未来的核动力航母的相关性能推测的时候,节目画风突然一转,爆料称,中国海军已经接收了一艘新型核潜艇。报道称,该潜艇的研发时间达到了5年时间,采用了无轴泵喷推进技术,其技术比目前世界主流的泵喷推进技术更加先进。

虽然央视并没有就这款潜艇的具体型号进行更详细的透露,参考我军目前已经列装的093B核攻击潜艇,那么这艘经历五年时间研发的先进潜艇,将极有可能是我军最新的095级核潜艇。

说实话,早期中国核潜艇的水下静音水平确实不怎么样,而且因为这一点还被美国反复嘲笑。

但是事情不是绝对的,意识到差距的中国,开始 紧追猛赶,相信随着095核潜艇的服役,将让中国水下力量得到极大的提升。

一般来说,核潜艇在水下的噪音来源有如下几个方面:潜艇等机械部位做功的时候带来的噪音,螺旋桨驱动的时候所带来的噪音以及核反应堆运行的时候所带来的噪音。而中国都专门进行了降噪处理。

其中传动轴等部分,因为采用了因为使用永磁电机以及中压直流综合供电系统,使用电缆取代了原先笨重的机械传动轴,降低了功率损耗的同时,提升了潜艇的静音水平。

而螺旋桨则采用了无轴泵喷推进系统,虽然效率有所下降,但是随之带来的就是极端安静的水下静音水平,这意味着这款潜艇可以作为水下刺客安静的存在。

而核反应堆等的噪音,随着中国核反应堆技术的提升,以及相应的降噪设施,比如减震垫、消声瓦等的敷设,让其噪音水平经一部降低。


墨者善狩

并且,095型核动力潜艇分为螺旋桨和电磁流体两种推进模式,平时采用螺旋桨推进模式,战时就采用电磁流体推进模式,电磁流体推进模式不仅推力大,而且航行产生的噪音几乎可以忽略不计,水下航速可以提高到很高的航速,这样的推进装置的设计虽然谈不上是完美无缺,但是基本上是可以算得上是一流的设计了,同时由于095型核动力潜艇采用了生物仿生学设计的消声瓦,预计其航行噪音将会达到或者低于90分贝,并将会海洋背景噪音融为一体,让敌人的反潜声呐再也无法找到095型核动力潜艇的航行噪音。

故此095型核动力潜艇的航行噪音基本上是可以忽略不计的。在采用了这么多新型技术的时候,095型核动力潜艇可谓是水下狼群,基本上在亚洲海域日本的苍龙级常规潜艇和美国的海狼级核动力潜艇想要和095型核动力潜艇进行猎杀竞赛是有一定困难的,毕竟海狼级核动力潜艇乃是国之重器,在开战的时候基本上会被中国海军死死盯住,一旦开战就使用战略轰炸机摧毁,而苍龙级常规潜艇无论续航性还是降噪能力或者是攻击能力都无法和095型核动力潜艇比肩,故此095型核动力潜艇可谓是中国守卫海疆的利器了。

并且,除了095型核动力潜艇。中国还有其他的水面舰艇力量可以并肩作战。转眼间,中国海军综合实力在这两年得到了质的提升,然而面对美军在西太平洋的部署这一潜在而又直接的挑战,中国海军更有信心直面也更有力量去应对可能的冲突,美海军在中国国门口的优势已大不如前。中国海军目前拥有700艘以上的水面舰艇,潜艇,各型作战支援船只,而095型核潜艇的诞生将进一步完善中国海军的作战能力。


浩汉防务论坛

如何评估评价中国095核潜艇的噪声水平?

首先,任何国家的核潜艇公开数据一定是假的,真的不会说。 那么,就没法评估了吗?非也。

中医思想讲究标本兼治。我们分析治标和治本两方面采用的技术就可以了。 因此分析公开数据或未公开数据的核潜艇,都是的一样的。

治本方面: 核潜艇有三大噪声源,分别是轴传动、螺旋桨、反应堆。

1,轴传动方面。过去是从机械精加工方面着手,轴、轴承等机械部件的精度和耐磨性,提高动平衡性能。当然,还包括齿轮减速箱的降噪,对啮合面的设计和加工要求很高,降低节点脉动和啮合冲击力。 而中国马伟明院士突破了中压直流配电技术。直接用电缆代替了机械传动,换掉主轴和变速箱,釜底抽薪啊。整个这块噪声源全部拿下。不仅节省了大量空间、布局结构更加随意合理、减重增速、提高损害管制性能,更是极大降低了噪声。都是

周期性低频噪声啊,作用之大,首屈一指。

2,螺旋桨。马伟明院士突破了无轴泵喷技术和潜艇永磁电机。 关于永磁电机,中船重工已经有了实艇试航成功的报道。报道表示,这也是中船重工712所向中共十九大献上的一份厚礼。这是美国弗吉尼亚改进型预计要上的技术哦。 关于螺旋桨噪声。看图,


一部分是轴的转动产生,类似于前面说的轴传动噪声,无轴泵喷自然没有这部分了。

另一部分就是空泡噪声了。空泡噪声低速时候基本没有。而当深度不足够深、桨叶转速不足够低时,桨叶边缘和叶梢线速度增加产生涡流低压,释放了海水中溶解的气体,气泡破裂造成的噪声。声音非常大。

而无轴泵喷的叶片是朝内伸展的,这样一方面可以让水流场更加顺畅,没有中心轴的阻挡嘛;另一方面叶梢旋转的线速度也大大降低,水流向内流动,削弱低压区空泡的产生。噪声降低为有轴的几十分之一。或者说产生空泡的航速要更大,大航速行驶也是低噪声的。

这样比螺旋桨上加个套子的方案好很多。


3,反应堆。先进的就是自然循环堆,也就是中低速航行的时候一回路的循环泵关闭,借助高处蒸汽发生器冷却水的自然冷却沉降来循环,这样就省掉了一个泵的噪声,从而降低噪声。 《中国科技奖励》杂志 2017 年第 3 期上刊登了一篇题为《于无声处听惊雷——记 2016 年度国家科技进步奖一等奖获得者、中国第二代某型号核潜艇总师张锦岚团队》的文章,首次批露了我国二代核潜艇的一些技术,其中就包括了自然循环堆的部分。“张锦岚团队也在新型核潜艇中实现了重大跨越。首先就是实现了核反应堆自然循环。” 既然094和093G都有了,095不可能没有,更粗的艇体只会降低技术难度。这一块已经不再是短板。

综上,处理三大噪声源所用技术一一分析,静音水平一目了然。

小噪声源方面:包括舵面伺服电机,蒸汽发电机。

1,蒸汽发电机,是中国少有的一个军民互促产业,中国长期燃煤发电都是汽轮机哦,相信新技术磨合会更加深入细腻。至少不会是短板。

2,伺服电机,我国同样是军民互促业态,技术水平起码不会差,不是短板。而且,2014年5月15日解放军报有一篇报道《舵信技师隐蔽操舵 中国潜艇整体噪音降低30%以上》,其中有这样一段话:宋卫坚持“少用舵、用小舵”操纵原则,对不同航速下主舵与尾舵的操纵认真进行试验研究,提出“隐蔽操舵法”等新概念,使操舵频率大幅度降低,使液压耗能降低约50%,使整体噪音降低达30%以上。 这是十字尾舵才能有的操作方式哦。乂字尾舵虽然舵效更高,但是需要同时操纵的舵面却多,电机和液压件噪声更大。

治标方面:

1,浮筏减震:中国何琳院士主导,经历了弹性材料垫块技术、双层隔振技术、强载气囊隔振技术、大型整体智能气囊隔振技术、刚性平台挠性支撑模块技术、磁悬浮主被动混合隔振技术这样5代升级。后三种都是何琳院士为中国创造的独门秘技,值得骄傲。

2,减振消声瓦

:中国海月星科技公司先后自主研制和开发了系列隔声去耦瓦,低频和耐压隔声性能从早期的1~3分贝,提高到5~10分贝,并研制开发了与隔声去耦瓦相配套的胶粘剂、密封腻子、配套底漆等,用于密封瓦和瓦之间的缝隙。该公司的课题组还特意建造了1比1的实艇模型进行工艺试验,提出了合理可行的工艺,形成了隔声去耦瓦的全套工艺体系,圆满解决了消声瓦容易低温固化、剥离脱落和腐蚀等工艺难题。根据该公司技术人员透露,目前该隔声去耦瓦及其配套材料产品,已经在潜艇上得到了实用!

综上对噪声治本和治标的采用技术分析,095的噪声达到了国际领先的水平。(个人估算当在80分贝以下,个人看法,不负责任 最后,除了分析道理,出示其他证据。

《深度国际》20171118期《提速 中国航母》在8分30秒时说了这样一句话“最近,中国海军传来了好消息。中国海军已经接收了一艘新型核潜艇,该型核潜艇的研制工作历时5年的时间,采用了无轴泵推技术。这一技术……这也让我国核潜艇的噪音水平,直接超过美俄。”(原文引用,非作者比较,如图)

这段话还证明了095核潜艇已经服役!


(动态图非真,请忽略,只看文字内容)

各位军友们,你们认为各个噪声源应该打分多少呢?不要受舆论战数据干扰,用自己的思考,对你认识潜艇来个噪声打分吧。


银杏智库

095,中国第二代核潜艇,服役不久,话说水平怎么样啊,尤其是噪声,噪声水平是衡量核潜艇先进程度的重要指标,难见公开资料披露分析,毕竟国之重器嘛,保密从来重要,这在外军也是要严格控制的,以防技术外流。不过,透过一些公开资料分析,也能得出一般答案,看看是否如此。

故事的事说是就是。平时多演练,战时正能派上大用场,局座多年前讲过一个故事,1986年,中国售给埃及的033,演习时突然出现在美国航母身边,美国曾要求埃方保密数月。033多么老旧的设计呀,在青岛的中国海军博物馆,个人就曾亲眼见过它。从此可以看出,潜艇作为铩手锏的重要。过去总听到熟悉的一句,西方讲中国潜艇出航,正像大洋里在敲鼓,没出门即被盯上,没准可能?2017中国093核潜艇出宫古,若非主动上浮,美日构筑多年的反潜网,如同虚设。两则故事都比较真实,不仅是故事。

也许是真事。我们知道,核潜艇三大噪音来源,主循环泵,主减速齿轮,主推进螺旋浆,好吧,以事实说话,看看咱们国家是如何围绕克服这三大噪音而努力的。2016年的国家科技一等奖给了张锦岚,原因据公开的报道说,开发了具备自然循环能力的艇用核反应堆,即解决了主循环泵噪声问题。主机减速齿轮箱又一大噪声来源,国外的办法,普遍使用了减震浮筏技术,2013年军队科技进步一等奖给了何琳,他的技术贡献是,开发出了中国的舰船隔振系统装备和系列核心元器件。最后一个螺旋浆,国外使用五轴联动数控机床生产的7叶大侧斜螺旋桨,这在过去我们是没有的,但在央视《大国工匠》有披露,现在的中国五轴联动数控机床已处于领先水平,关于7叶大侧斜潜用螺旋桨也用在于出口的常规潜艇上。

故事有多少非非是是。你知道的,马伟明院士开发的综合电力推进系统,处于世界一流水平,可以说无人能及,领先国外最先进一代,此系统有助彻底取消主齿轮减速箱,这一主要噪音来源,可见过去的争议,那些是是非非,可以一概不提了,不提也罢,一切都可以过去了呢。


魂舞大漠

我国的095型核潜艇,噪声水平不会很高,而且可以达到全球最顶尖的降噪水平,原因是世界上的潜艇降噪技术无外乎以下几个:消声瓦、设备减震浮筏、动力和驱动设备减震隔离、七叶低噪音螺旋桨加泵喷推进器、指挥围壳和艇体融合设计,使用填角结构、取消排水孔。

图为我国093G型核潜艇的模型,图中可见其指挥围壳采用了填角式结构,其背部有巡航导弹发射舱。


如果真的对我国在以上技术领域取得的突破有了解的话,就知道我国的核潜艇一定是噪音非常低的了,因为以上技术我国全部都有,而且大都处于世界第一梯队。

我国在2009年成功研发出了最大能承载50吨的系列舰用强载气囊隔振器,使我国舰艇隔振器承载能力提升了一个数量级,同时在国际上率先提出了智能隔振装置技术概念,建立了完整的设计理论体系,并且在2012年成功研发出具有完全自主知识产权的第三代隔振装置技术--大型智能气囊隔振装置,这是世界上首台智能化的隔振装置,具有自动负载平衡、故障自诊断、自组织修复管理等传统隔振装置一直无法实现的功能,解决了潜艇狭小空间内数百吨级大型动力系统振动的高效隔离难题,目前,该技术已经得到了全面的应用。

图为我国新型核潜艇的卫星图。


这意味着,我国最新的潜艇都可以应用到了这项技术,其发动机、传动系统的机械系统,都有了隔振装置,可以将动力系统产生的噪声降低到最小。而在推进系统的低频隔振上,我国在国际上首次研制出具有对中姿态监测、控制和保护管理等功能的第四代隔振装置技术--舰艇推进系统低频隔振装置,实现了隔振装置技术的重大突破,同时,在减震浮筏技术上,我国自主研发了三个系列的近百种规格的不同功能舰艇减振器件,其中,我国自主知识产权的第三代潜艇用减震挠性接管,获得了3项发明专利,肘型高压平衡式减振挠性接管技术为国内外首创,振动隔离指标超过了目前世界上的先进水平,该技术曾经在2009年获得了国家科技进步二等奖。

从已经曝光的039B型潜艇的外观上可以得知,我国的潜艇还铺设了最早出现于039A型潜艇上的消声瓦,而从印度洋返航的039A型潜艇,由于消声瓦的脱落(这是世界潜艇都有的普遍情况),露出了脱落部分的艇体外壳,则进一步证实了该消声瓦的存在。另外,我国也在指挥围壳填角结构上取得了突破,在全新的039B系列潜艇上就进行了实践,我国新一代核潜艇也必将采用这一技术,毕竟连新的093G核潜艇都用上这一技术了。

而且我国还掌握了无轴泵喷推进技术,顾名思义他没有潜艇螺旋桨连接发动机的驱动轴。他的泵喷推进器也由定子、转子和整流罩组成,但是他的转子是独立于潜艇内部的原动机之外的,他将驱动力来源的电动机装在了整流罩内,程环形布置,这样无轴的螺旋叶片就布置在整流罩的内壁上,连接在一起,中间无轴,驱动电机和潜艇艇体内的原动机之间靠电缆连接。如此,没有了驱动系统庞大复杂的轴系,潜艇的噪音进一步下降,由此还节省了潜艇内部的空间。

因此,综合来看,七叶低噪音螺旋桨、无轴泵喷推进技术、指挥围壳填角结构、动力装置隔振技术、消声瓦、传动系统隔振技术、新型减震浮筏,给我国新型潜艇带来了几乎所能想到的最全面的减噪措施,增加了潜艇作战的隐蔽性。可以说,我国潜艇将是世界上超一流水平的潜艇,是名副其实的水下杀手锏。

当然,也有不同的意见,不过我想说的是,我们除了过去固有的中国潜艇噪音大的印象惯性之外,就我个人而言,我真的找不到我们在潜艇隔音技术上还有哪里存在缺陷,毕竟潜艇降噪的实现就那么几个手段,我们还都掌握的很好,又为什么会噪音大呢?我认为仅凭印象的话,那么就脱离了实际了。

图为我国海军核潜艇参加军事演习。


回答者简介:张浩,亚太智库研究员,《舰载武器》杂志评论员,在《兵器》、《舰载武器》等多家军事期刊发表《现代山地战怎么打》、《共和国炮艇小传》、《夺滩奇兵》等文章30余篇,在海军作战理论和海上作战武器装备等领域有独特见解,著有《预警机、电子战机》一书,获得军迷群体一致好评。


海事先锋


这个问题局外人无法给出确切数据,前些年都说前苏联的常规基洛级潜艇是大洋黑洞,美国的海狼狼级攻击型核潜艇静冰平最高,但谁能准确地给出都是多少分贝呢?至于我国的095攻击型核潜的噪声水平,只能根据它的技术水平来大致揣测应该是世界最低的80一90分贝之间,总之是低于海洋背景噪声及当今世界任何潜艇的噪声水平。


潜艇战力之所以可怕而又不易发挥,可怕在于它藏于波涛之下,人们看不见也摸不着它,而它又似乎总是如影随形,随时可以对你发出致命一击!说它的战力不易发挥,是因为它的打击距离由于受水的巨大阻力所限,总是短于水面反潜力量,如果它的噪过高,就很容易被对手的被动声纳扑捉到,结果就成了对方练手的靶子被狂轰滥炸了。

说095(其实还包括096战略导弹核潜艇,它们是一级两型)的噪声水平世界最低,是基于我国海军工程专家马伟明院士团队发明的无轴泵喷推进系统,以及中压直流供电系统技术为世界独创。其中无轴泵喷技术与世界现有的泵喷推进技术截然不同,关键在无轴二字。无轴就消除了轴承(瓦)的滚、滑动磨擦噪声,而这种噪声是通过泵喷口直接向外传播的,只这一项有和无就直接影响响了潜艇的噪声水平,这种差距哪怕只5分贝,对于现代高度灵敏的被动声纳技术来说已经足够了。



只需这5分贝的差距,就足够让我国095在与任何现代对手潜艇艇的对峙中,便可轻松做到先敌发现了。在与任何现代对手水面舰艇的较量中,可以不惧对手被动声纳发现,从容进入自己的打击范围,掌握先机。这就是我国095(096)型核潜艇的噪声水平。


铁岭锋


鱼歌唱晚曲


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