你敢相信吗?吹弹可破的气泡,竟可以让大型螺旋桨千疮百孔,最后变成一堆废铁——船舶的动力全都来自于螺旋桨在水中转动,当螺旋桨高速转动时,会形成一个低压区。转速越快,低压区的压力也会越大。 当压力低于水的饱和蒸气压时,液态分子就转化为气态分子,从而产生大量的气泡,看起来就像水在沸腾,这就是“空泡效应”。 “空泡效应”会对螺旋桨造成巨大的伤害。首先,它并不是普通的气泡,而是海水瞬间细化形成的水蒸汽,又通过巨大的压力集聚压缩而成,会发生一连串的爆炸,不断冲击螺旋桨表面。 即便是高强度的合金材料,在长年累月的冲击下,也会形成气蚀,时间一长就会折断(图2) 目前大型船只螺旋桨的最佳转速,都控制在300到500转。军舰的最快转速也只有600转,像一些超大型货轮的转速甚至还不到100转。 “空泡效应”的危害还不止于此,它还是潜水艇最大的噪声来源,因为气泡不断产生,不断炸裂,声响汇集在一起,就会逐渐超过90分贝。这是海洋背景杂音的音值,超过了90分贝,就很容易被反潜声呐锁定。 因此,就像喷气式飞机替代螺旋桨飞机一样,现在比较先进的潜水艇,都不再使用螺旋桨推进,而是改为更静音的喷水推进。 不过,这些潜艇的泵喷推进技术,还都属于传统的有轴泵喷,其实就是在螺旋桨外侧罩上一层隔音隔震的导流罩,使海水在螺旋桨的驱动下,从导流罩内经过向后喷出,产生推力。 但此时推进器轴系还存在着不可消除的震动,其发出的低频线谱噪声,依然可能被声呐察觉,所以要想继续降低噪音,就必须另想办法。 既然噪音都是旋转轴产生的,那把轴去掉不就好了吗?无轴泵喷推进器便是这样一种革命。它取消了高速旋转的轴,叶片随着电机整体旋转,彻底解决了轴旋转产生的噪音。 (图4) 而且电机布置在了艇身外的导流管内,潜艇内部就空出大量空间,可以增加作战设备,改善人员居住条件,这对于内部空间狭小的潜艇来说,意味着更持久的自持力和更强的战斗力。 不过想使用无轴泵喷,就必须掌握“中压直流船舶综合电力系统”,目前只有我们掌握了这项技术。相比之下,美国、英国等西方国家目前使用的是中压交流体制。 由于中压交流系统,不能满足无轴泵喷推进的要求,因此,目前只有我们能使用无轴泵喷推进技术,这打破了潜艇现有的推进模式,可以让潜艇彻底融入海洋杂音中,成为真正的“大洋黑洞”!(图5)