舰船喷水推进的优越性在哪里?为何多用在高性能舰船上

舰船喷水推进的优越性在哪里?为何多用在高性能舰船上
2023年03月04日 21:34 铁戈飞马

虽然喷水推进器,和泵喷推进器,都是利用向后喷射海水,来获得前进的动力。但是,两者的装船对象和技术难度可是不同的。

泵喷推进器主要被核潜艇,等大型舰艇所使用。

喷水推进器主要被巡逻艇,导弹艇,等小型舰船所使用。

泵喷推进器和喷水推进器与螺旋桨一样,也是舰船的驱动工具之一。

大型舰艇所安装的泵喷推进器

只不过相对于螺旋桨推进来说,泵喷推进器具备“噪音低,适用广泛,高航速下的推进效率高”,这四大优点。

当然也有,“构造复杂,维护麻烦,重量大,低航速下的推进效率低”,这三大缺点。

也就是说,泵喷推进器也是优缺点兼有,各种舰船可以根据需求来选择。

只不过,随着泵喷推性能的逐渐优化,已然成为舰艇主要动力的优秀选择。尤其是舰船对静音性能,高速性能要求较高时,泵喷推进系统可以说是唯一的选择。

尽管,泵喷推进器有诸多优点,但是,现在的螺旋桨推进器,依然是大部分舰船的选择,尤其是大型舰船。

如各国的航空母舰,巡洋舰,驱逐舰,护卫舰依然选择螺旋桨,作为推进工具。

有部分潜艇选择了泵喷推进器,如弗吉尼亚级攻击型核潜艇,特拉法加级攻击型核潜艇,北风之神级战略导弹核潜艇,凯旋级战略导弹核潜艇,机敏级战略导弹核潜艇等等。

由于潜艇对辐射出噪音的分贝要求比较高,噪音是越低越好,而在降噪上,泵喷推进器有着天然的优势,所以核潜艇就选择了泵喷推进器。

降低噪音

而泵喷推进器可以显著降低噪音的原因,主要是由其结构决定的。泵推进器由主要由“导管,定子,转子”,这三大结构组成。

由于转子和定子都被环形导管包裹着,当转子在旋转时,与水摩擦产生的噪音大部分都可以被导管给吸收掉,从而减弱动力系统产生的噪音。

提高推进效率

泵喷推进器的推进效率高的原因也与其结构有关。上文说到泵喷推进器的结构,是由定子,转子,环形导管组成的。

当泵喷推进器开始工作时,其转子就开始旋转,就推动海水向后运动。由于定转子外边有环形导管,从转子叶片最前端,流出的海水就不会流到到外界。也就是将转子推动的海水,充分给利用了起来,从而减少了能量的损失,提高了推进效率。

通过研究证明,在低速航行时,使用泵喷推进器的潜艇。相对于使用大侧斜七叶螺旋桨的潜艇,可以使得动力系统产生的噪音下降15分贝以上。而在高速航行时,泵喷推进器的降噪效果则更为明显。

适用范围广泛

相对于螺旋桨而言,泵喷推进器的体积相对较小,而在浅海里面,泵推进器的可以利用较小体积的特点,获得较大的地利优势。

小型舰船安装的喷水推进器

这种喷水推进器与大型舰艇所用的泵喷推进器,结构还有所不同。

上文提到了大型舰艇用泵喷推进器的结构包括定子,转子,环形导管。主要是转子旋转推动海水向后运动产生推力的,是直接浸泡在海水中的。其长度比较短,环形导管仅仅将定转子包裹而已。

而小型舰船所用的喷水推进器由“进水管,泵体,喷口,传动装置,操做舵,倒车装置”组成。

虽然两者都是利用向后喷水,来获得前进的动力。但是小型舰船用的喷水推进器,就是一个放大版的水泵,只有喷头浸没在海水里,泵本身的主体是安装在舰船里边的,并不会碰到海水。如此以来,就需要在小型舰船水线以下的部分开一个进水口。经过泵体,喷水口被喷射出来。

而且喷水推进器的喷头是可以调节的,以便于左右偏转,使得舰船可以进行转向,灵活性是相当的好,效率也比较高。不像安装螺旋桨的舰船,转向需要方向舵。

也就是说,泵喷推进器和喷水推进器的原理都是喷水。但是,在真正的构造上,却有很大的不同。喷水推进器只适合用在舰船上,而泵喷推进器则可以安装在潜艇上和舰船上,这也是两者的区别。

比如说,小型舰船都选择了喷水推进器,如国产的022型导弹艇,就安装有2台4喷口的KaMeWa 71 SII喷水推进器。在2台泵推进器和2台柴油机的推动下,022型导弹艇的最大航速可以达到50节。

独立级滨海斗舰的三体船型版本,采用了4台Lips喷水推进器,最大航速可达50节。自由级濒海战斗舰单体船型版本,采用了4台Kamewa喷水推进器,最大航速为45节。TSL超高速客货船安装有2台喷水装置,使得其最大航速可达70千米/小时。

由此可见,对航速有较高要求的船舶,都采用了喷水推进器,而不是螺旋桨。由于螺旋桨在海水里旋转时,会产生“空泡”,而空泡效应又伴随着剧烈振动,使得螺旋桨叶片会受到损伤,最终影响船舶的运行。也就是说,使用螺旋桨作为推动工具的舰船,航速基本上是无法超过40节的。

综合来看,泵喷推进器和喷水推进器,相对于螺旋桨来说,具备极大的优势,已经被核潜艇和小型舰船所使用。

只不过,相对于喷水推进器而言,泵喷推进器的制造难度要高很多。因为泵推进器又可以分为“无轴泵喷推进器和有轴泵喷推进器”,目前来说,两者都有应用,只不过无轴泵喷推进器比较先进而已。而无轴泵喷推进器和有轴泵喷推进器,的区别就是那一根传动轴。没有传动轴之后,无轴泵喷推进器就需要将转子的动力系统,集成在环形导管内部,这样一来,整套动力系统当然复杂程度又将再次提升。

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