採用雙槳推進的俄羅斯最新核潛艇,其推進裝置有何技術特點?

近日,有關媒體報道了俄羅斯自行研發的“別爾哥羅德號”核潛艇下水的消息,該潛艇最引人注目的當屬它是俄軍首艘可以搭載大名鼎鼎的“波塞冬”核動力魚雷的潛艇。據傳“波塞冬”核動力魚雷是俄羅斯最新研發的一款戰略核武器,不但可以在水下航行數千公里,而且最深可以潛入1000米深海,從而避開大多數潛艇的攔截,所以這十足是一款“大殺器”!但是作為一個長期從事船舶動力裝置工作的技術人員,筆者對它的武器性能並不感興趣,而是對它尾部的推進裝置產生的濃厚的興趣。通過媒體披露的照片可以看出,“別爾哥羅德號”核潛艇的尾部採用了兩個螺旋槳推進,這在潛艇主流的推進形式中並不多見。那麼問題就來了,這種雙槳推進的潛艇有何技術特點呢?又會帶來哪些優越性呢?

採用雙槳推進的俄羅斯最新核潛艇,其推進裝置有何技術特點?

“別爾哥羅德號”核潛艇的尾部細節,可以清楚的看到有兩個螺旋槳

潛艇為什麼會採取雙槳推進呢?

現在採用螺旋槳推進的的潛艇,大多用的是大直徑,低轉速的大傾斜七葉槳,以此來提高推進器的空化臨界值,降低震動,提高推進器的靜音性能。但是現在的核動力潛艇,為了能夠更快速的抵近目標,和快速撤離,以及匹配航母戰鬥群形成聯合戰鬥能力,所以航速要求越來越高。現在很多核潛艇的水下航速在30節以上。同時,現在的核潛艇為了提升戰鬥力和自持力,也朝著排水量越來越大的方向發展。潛艇越來越大,航速還越來越高,這樣對於推進器的推力要求也就越來越高。這樣,為了維持潛艇的高航速,除去減阻技術外,就不得不提高螺旋槳的推力。提高螺旋槳推力最有效的辦法,就是提高轉速和增大直徑。但是提高轉速會造成螺旋槳空化和震動加劇,噪音水平也隨著上升,破壞了潛艇的隱身性能;而增大直徑,受當下材料和加工水平的限制,很難進一步增大,所以在沒有采用其它推進裝置(如噴水推進器)代替的情況下,只能尋求新的設計思路——如採用雙槳推進。

採用雙槳推進的俄羅斯最新核潛艇,其推進裝置有何技術特點?

採用雙槳推進的潛艇

潛艇採用雙槳推進具有以下優勢:

1.保證一定噪聲水平下,大幅提高螺旋槳推力。潛艇螺旋槳通過不提高轉速,不增大直徑,而是通過設置雙槳推進的形式,能在保證一定噪聲水平下,大幅提高螺旋槳推力,這對於大型高速核動力潛艇是非常有意義的。(根據母型船大概可以猜出“別爾哥羅德號”核潛艇是一個水下排水量超2萬噸,航速高達32節的“大傢伙”)

採用雙槳推進的俄羅斯最新核潛艇,其推進裝置有何技術特點?

採用雙槳推進的潛艇基本上是“大傢伙”

2.提高潛艇推進裝置的可靠性和生命力。大多采用雙槳推進的潛艇,推進裝置並不會採取分車模式,而是和水面作戰艦艇一樣,採用雙機雙槳、雙機艙的設置,這能極大的提高潛艇推進裝置的可靠性和受外力攻擊下的生命力。

3.提高潛艇在微航速小的操縱性。舵效應受航速的影響較大,尤其是潛艇這種舵設置在推進器前面的。而潛艇通過雙機雙槳的設置,採用雙槳差速或正反車的模式,能大大提高潛艇在微航速下的操縱性能。

4.解決單螺旋槳潛艇的反扭問題。通過設置雙螺旋槳,採用兩個螺旋槳轉速方向不同,可以相互抵消掉螺旋槳帶來的反扭問題。

採用雙槳推進的俄羅斯最新核潛艇,其推進裝置有何技術特點?

水面艦艇的雙槳優勢和潛艇的有一些共通性

潛艇採用雙槳推進的劣勢:

潛艇採用雙槳推進,有優勢必然也有劣勢,且劣勢還不小,這也是為何雙槳推進不會成為潛艇推進主流形式的重要原因。

一般來說採用雙螺旋槳推進的潛艇有以下劣勢:

1.噪聲水平高。雙槳推進雖說能保證潛艇在一定噪聲水平下,大幅提高螺旋槳推力,但也僅僅是保證一定噪聲水平。因為多一套動力設備會帶來更多的震動和干涉問題,所以雙槳推進的噪聲水平不如單槳推進的潛艇(注:指的是在合理轉速區間的單螺旋槳潛艇)。

採用雙槳推進的俄羅斯最新核潛艇,其推進裝置有何技術特點?

潛艇推進裝置的噪聲是潛艇主要的輻射噪聲之一

2.結構複雜,建造、維護、難度加大。採用雙槳推進的潛艇,使潛艇的推進裝置更加複雜化,這必將會造成潛艇的建造、維護上的困難,同時也增加了潛艇推進裝置的成本。

3.佔據潛艇大量寶貴空間,且佈局困難。潛艇作為水下戰鬥艦艇,其空間可謂是寸土寸金,而採用雙槳推進,多的推進裝置勢必會佔據潛艇大量的寶貴空間,同時還會增加推進裝置的佈局難度。

採用雙槳推進的俄羅斯最新核潛艇,其推進裝置有何技術特點?

潛艇內部空間非常寶貴

總結

通過上述可以看出,潛艇採用雙槳推進,優勢並不太明顯,所以我們可以認為,當某些潛艇採用雙槳推進,或許是在某型“新型推進器”的研究上遇到了一些困難。如泵噴推進器(噴水推進器)的大功率化受阻,所以大型高速潛艇就不得不採用雙槳推進,以此作為一種妥協方案。

作者:小船人的夢想 2019年4月25號。


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