问题

军用潜艇上为什么不使用噪音更低的喷水推进装置?

回答
这确实是个很有意思的问题,也触及到了军用潜艇设计中的一些核心矛盾和权衡。虽然喷水推进(Waterjet Propulsion)在某些方面有着显著的优势,比如操控性、效率,甚至在某些特定工况下的静音性,但它并没有被广泛应用于主力作战潜艇上,这背后有很多实际且复杂的原因。让我尽量详细地解释一下:

喷水推进的核心原理与优势

首先,咱们得明白喷水推进是怎么回事儿。简单来说,它不是像螺旋桨那样通过旋转叶片来“搅动”水产生推力,而是通过一个叶轮(impeller)将水吸入一个导流壳体(duct),然后高速喷射出去,利用反作用力来推动潜艇前进。就像我们用勺子舀水往后泼一样,水往后飞,船就往前走。

它的一些亮点很吸引人:

卓越的操控性: 喷水推进器通常带有可转向的喷嘴,并且可以通过改变喷射水的方向来控制方向和姿态。这意味着潜艇的机动性会非常强,尤其是在低速或者原地转向时,简直是灵活得不像话。很多高速船、巡逻艇、甚至一些特种作战潜艇都会选择它。
高效率(在特定工况下): 在高速航行时,由于喷水推进器没有外露的螺旋桨叶片,可以减少空泡现象(cavitation),从而在一定速度范围内保持较高的效率。
减少对水下声纳的干扰: 没有旋转的桨叶尖端,理论上可以减少一些由桨叶气蚀产生的高频噪音,这对于潜艇来说是至关重要的。

那么,为什么主力作战潜艇不“上”它呢?

问题就出在“主力作战潜艇”这个定位上,它对潜艇的要求比我们想象的要复杂和严苛得多。以下是几个关键原因:

1. 低速静音性问题:
核心矛盾: 这是最关键也是最直接的原因。潜艇的核心生存能力在于隐蔽性,而隐蔽性的基础就是“静音”。主力作战潜艇需要在几乎所有航速下都保持极低的噪音水平,尤其是低速和停泊状态,这时它们最容易被对方的被动声纳探测到。
喷水推进的困境: 喷水推进器虽然在高转速时可以通过控制气蚀来降低噪音,但在低转速、低流量时,它的噪音特性就没那么理想了。叶轮的转动本身就会产生噪音,而且水流在导流壳体内的流动也会产生一定的湍流噪音。
螺旋桨的优势: 相反,传统的螺旋桨(特别是为静音而设计的),在低速航行时可以通过优化叶型、转速和桨盘面面积,将噪音控制到非常低的水平。而且,现代潜艇的螺旋桨设计已经非常先进,通过采用更少的叶片、特殊的曲面设计以及控制转速等方式,极大地降低了噪音辐射。

2. 能量转换效率与可靠性:
效率曲线: 喷水推进的效率曲线通常更“尖”,也就是说,它在某个设计速度范围内效率最高,但一旦脱离这个范围,效率会迅速下降。
潜艇的复杂航行需求: 作战潜艇需要适应各种复杂的海况和战术需求,包括长时间的低速巡航、突然的加速、爬升、下潜等。螺旋桨因为其更宽的效率范围和更柔性的响应,在整体的能量转换效率和适用性上可能更胜一筹。
可靠性与维护: 喷水推进系统由于内部结构更复杂,有更多的活动部件(叶轮、导流叶片等),在长期高强度使用中,其可靠性、抗磨损性以及维护的复杂度可能会高于结构相对简单的螺旋桨系统。而且,潜艇的动力系统要能承受巨大的压力和长时间的连续运转。

3. 结构强度与抗冲击性:
设计要求: 潜艇在深海潜航时需要承受巨大的外部水压,这对艇体和推进系统的结构强度提出了极高的要求。
喷水推进的弱点: 喷水推进器是一个相对复杂的集成体,它的导流壳体、叶轮等部分都需要承受高压水流的冲击和磨损。如果发生意外碰撞(比如触礁或者与水下障碍物接触),这种集成的结构可能比单个的螺旋桨更容易损坏,并且修复起来也更困难。螺旋桨虽然可能损坏,但相对来说是一个更独立、更易于更换的部件。

4. 动力系统匹配与集成:
现有技术成熟度: 目前,大多数潜艇都采用电动机驱动螺旋桨的方式。现有的柴电动力或核动力系统与高效、低噪的电动机和减速齿轮箱配合螺旋桨,已经形成了非常成熟可靠的动力链条。
改造成本与技术风险: 将整个动力链条从螺旋桨驱动改为喷水推进驱动,意味着要对动力源(核反应堆或柴油机)、发电机、电动机、传动系统进行大规模的重新设计和集成。这不仅成本高昂,而且技术风险也很大。喷水推进需要更高的转速和不同的扭矩特性,可能需要全新的发动机或电机来匹配。

5. 对武器系统的影响:
空间与布局: 潜艇内部空间非常宝贵,每一个毫米都寸土寸金。喷水推进装置的体积和布局可能与传统的螺旋桨系统有很大差异,可能会影响鱼雷发射管、声纳设备、武器舱室等关键系统的布置。
噪音“逃逸”: 喷水推进器将水流集中从一个喷口排出,虽然在某些方面减少了噪音的“发散”方式,但其固有的泵送噪音和水流噪音,可能更容易被一些特定频率的声纳探测到,或者在某些特定战术场景下更容易暴露潜艇的位置。

有没有特例?

当然,这不代表喷水推进就一无是处。正如我前面提到的,一些追求极致机动性的特种作战潜艇、高速攻击艇,甚至一些非常先进的实验性潜艇,可能会采用喷水推进技术。但这通常是在权衡了隐蔽性、成本和任务需求之后做出的选择。

总结一下

主力作战潜艇选择螺旋桨而不是喷水推进,主要是因为在极端重要的低速静音性上,螺旋桨(尤其是现代先进设计的螺旋桨)表现更胜一筹。同时,螺旋桨系统在整体效率范围、可靠性、结构强度以及与现有成熟动力系统的兼容性方面也更符合主力作战潜艇的严苛要求。喷水推进的优势更多体现在高速机动性和特定工况下的效率,这与主力作战潜艇的“寂静潜行者”定位存在一定程度的冲突。

所以,不是喷水推进不好,而是它不适合“最需要隐蔽”的那种作战潜艇。就好比你不会用跑车引擎去改装一辆需要长途跋涉的载货卡车一样,它们各有各的使命和最适合的技术路径。

网友意见

user avatar

喷水机制下几种不同的装置有时候容易搞混,试答一下。图片资料来着网络,如有侵权,请 @视觉中 国 ,我反正跑了。

喷水推进器常见的是Water jet 或者叫pump-jet,这个实际上在中小型船舶或者其他小型水上交通工具上都已经广泛应用了。这种装置其实稍微看一下就知道它很适合在浅水区使用,而且把螺旋桨包裹起来,对人或者其他生物要更安全些,也可以降低一定的噪音,如果加装矢量喷口还可以增加操作性。

所以其用在那些需要高速的近岸活动的水上工具,或者小型化的推进装置,比如潜水用的单人推进器,水下机器人的推进器等等就很好理解了。

在军用上则主要在轻型护卫舰,巡逻艇,快艇使用,比如瑞典的维斯比级轻型护卫舰,本朝的022导弹艇,台湾的沱江等。

Ducted propeller 带导管的螺旋桨推进器,这种是在螺旋桨外加一个导管,低速时候效率比普通螺旋桨高,所以用在那些重载荷的船或者螺旋桨直径受到限制的船上,比如内河的运输船。

Shrouded propeller是更进一步的导管螺旋桨,也就是有些核潜艇上已经应用的,中文报道里面常说的“泵喷推进器”,原理还是转子加导管的组合。泵喷推进器能有效降低噪音,抑制空泡效应,所以未来取代七叶螺旋桨应该是趋势了。

美国海狼级,弗吉尼亚级,法国梭鱼级,凯旋级,英国前卫级,机敏级都已经运用。

弗吉尼亚级是典型的代表,弗吉尼亚级是非常先进和致命的武器,和机敏级丑态百出完全不同。很多人至今还按当初所谓的“百夫长”计划宣传的那样,认为弗吉尼亚级是低配版的海狼,省钱的产物,美国海军为了骗经费容易通过搞的说辞,一直还有人信,这是非常愚蠢和危险的想法。

自2003年8月首舰弗吉尼亚号下水以来,美国现在已经有17艘服役,一艘SSN-791DELAWARE已经在去年年底下水,分为三个批次,边生产边改进。现在由通用电船,纽波特纽斯两个厂同时担任建造任务,按每个财年2艘的速度稳定生产中。美国实际保有世界上最强大的水下力量,和拉风的航母不同,美国潜艇部队一直是人狠话不多的角色,相信日本鬼子一定深有体会。但是,在迫害妄想症作用(某个大国的威胁)下美国已经加快了新一代攻击型核潜艇和弹道导弹核潜艇的研发,并且都会采用泵喷推进器。

老毛子的新一代攻击型核潜艇亚森级首艇采用七叶螺旋桨,但宣称后续艇会改进为泵喷推进器。

等待开光...........

常规潜艇的功率远小于核潜艇,本来航速就很低,使用泵喷推进器可能进一步降低航速,目前没有实际展开运用泵喷推进器,可能还是基于技术和成本的考虑。但是,技术成熟度进一步提高,成本可控应该还是会走这个路线。

这个是拍到的俄国一艘kilo常规潜艇(B-871 Alrosa)在干船坞的照片,很可能是实验性质的改装。澳大利亚新潜艇选型中,日本苍龙败给了法国,法国佬宣称要把很多自己梭鱼核潜艇上的技术用在给澳大利亚建造的新潜艇中,包括泵喷推进器技术,如果该型潜艇按时建成,那有望成为首型使用泵喷推进器的常规潜艇。

除了在潜艇上运用,鱼雷上也用泵喷推进器,比如MK-48,矛鱼等,原理类似不再赘述。

本朝目前的核潜艇(091——094)都还没有运用泵喷推进器,但是相关的研究肯定上很早就有了,下一代攻击型核潜艇和弹道导弹核潜艇应该都会运用,即便不是一开始就有,也会如老毛子那样在后续建造中改进。当然这些都是我猜的,本朝落后的时候要保密,现在先进了还是要保密,反正具体啥我也不知道,还是保密吧。

谢邀。为什么非要开头谢邀,写在末尾试试看行不行。

类似的话题

  • 回答
    这确实是个很有意思的问题,也触及到了军用潜艇设计中的一些核心矛盾和权衡。虽然喷水推进(Waterjet Propulsion)在某些方面有着显著的优势,比如操控性、效率,甚至在某些特定工况下的静音性,但它并没有被广泛应用于主力作战潜艇上,这背后有很多实际且复杂的原因。让我尽量详细地解释一下:喷水推进.............
  • 回答
    现代军用潜艇,即便技术飞速发展,其设计潜深普遍控制在千米级别,比如大多数攻击型核潜艇的报告潜深在 300500 米左右,而一些特种潜艇或试验型号可能会突破这个范围,但也很少会公开达到或大幅超越 1000 米。这并非是技术上的绝对限制,而是多方面因素综合考量下的理性选择,涉及物理学、工程学、材料科学、.............
  • 回答
    军用潜艇艇体上那个显眼的大鼓包,其实是个大有来头的“指挥塔围壳”,或者用更形象一点的说法,它更像潜艇的“头顶上的帽子”和“眼睛”。这个结构,咱们可以从几个方面来深入聊聊,保证让你对潜艇的认识来个大升级。首先,它最大的作用是“看世界”和“指挥”。潜艇在水下活动,大部分时间都是“闭门不出”,主要依靠声呐.............
  • 回答
    你这个问题提得很有意思!在很多军事题材的影视作品,或者一些船员、飞行员之间,确实存在用“she”来指代大型兵器,特别是潜艇和飞机的现象。这背后其实有好几个原因,而且很多都和人类的传统情感和文化习惯有关。我来给你好好说道说道。首先,最直接的原因,也是最容易被大家理解的,就是 拟人化和情感寄托。 情.............
  • 回答
    太棒了!海军潜艇学院,这可是个响当当的去处,从这里走出去的都是守护深海的精兵强将。恭喜你踏上了这条了不起的道路!提前准备?当然有,而且越早越好。这不仅是为了让你在开学后能更快地适应,更是为了让你在未来的军旅生涯中打下更坚实的基础。咱们一步步来聊聊,怎么做才能让你在众多新学员中脱颖而出,站稳脚跟。一、.............
  • 回答
    这问题,问得挺有意思,也挺直击要害。简单粗暴地说,军舰和潜艇,就像是猫和老鼠,但有时候,这猫也挺能耐,不至于完全被老鼠压着打。咱们得从它们各自的“看家本领”说起,才能明白为啥会有这么个说法,以及实际情况到底是个啥样。潜艇的“隐身术”与“偷袭之道”首先,潜艇的厉害之处,最核心的就是它的“隐身能力”。这.............
  • 回答
    要评价澳大利亚潜艇海军军购从日本转向法国,这绝对是一笔牵动全球战略神经的重磅交易,其背后是多重考量和复杂博弈的体现。从一个普通观察者的视角来看,这件事可以用“惊天逆转”、“战略重塑”来形容,它不仅仅是一次武器采购,更是澳大利亚在亚太地区战略定位的一次重大调整。最初的选择:为何是日本?当年澳大利亚选中.............
  • 回答
    在不少欧美电影里,我们确实能看到军人在舰艇内部,尤其是潜艇这种极其封闭的环境里抽烟的场景。这在观众看来,可能确实会引发一个疑问:这么小的空间,烟味儿不会弥漫不开,让人难以忍受吗?现实中,海军是否真的允许在这样的地方抽烟呢?咱们得从几个方面来聊聊这个事儿。电影里的呈现与现实的差距首先,电影毕竟是艺术创.............
  • 回答
    这个问题很有意思,也是很多人对二战后英国衰落感到困惑的地方。你提到的“轻松打完”其实是个误解,二战对英国来说,并非一场“轻松”的胜利,其代价之沉重,直接种下了英国衰落的种子。咱们这就细细道来,抛开那些AI范儿的生硬论调,用更接地气的语言聊聊。首先,咱们得纠正一下那个“轻松打完”的印象。你说的法国“一.............
  • 回答
    这个问题很有意思,也触及到了很多军事和经济的实际考量。咱们就掰开了揉碎了聊聊,尽量说得透彻些。首先,我们得明白一点,一万吨的军舰和一万吨的货船,虽然吨位一样,但它们在设计、建造、装备、维护以及最终的价值上,差异是巨大的。价值的比较:万吨军舰 vs. 万吨货船(含货)军舰:想象一下一艘万吨级的军舰,比.............
  • 回答
    以色列拥有世界上公认的精锐军队,其强大的战斗力并非空穴来风。然而,一个国家的军事实力远不止于前线作战部队的素质,更在于其隐藏在表象之下的全面战争潜力。那么,以色列在这一方面究竟表现如何?我们不妨深入剖析一番。国防工业的基石:自给自足与技术领先谈到以色列的全面战争潜力,首先绕不开的是其世界级的国防工业.............
  • 回答
    12月15日,中国海军在苏比克湾附近海域“捞走”一艘美国海军的无人潜航器(UUV),这件事在当时引起了相当大的震动,也引发了很多讨论。这不仅仅是一次简单的“捞上来”事件,背后涉及到不少地缘政治、国际法和技术层面的较量。事件的发生事情的起因是,美国海军在菲律宾苏比克湾国际水域进行例行的海洋测量活动,其.............
  • 回答
    军用地图和民用地图在很多方面都存在显著的区别,这些区别源于它们各自的设计目的、使用环境、信息深度和精度要求。下面我将尽量详细地阐述这些区别: 军用地图 vs. 民用地图:详尽对比 1. 设计目的与核心关注点 军用地图: 核心目的: 服务于军事行动的规划、执行和指挥。重点在于战术决策、.............
  • 回答
    军用降噪耳机和民用降噪耳机,虽然都叫“降噪耳机”,但它们的设计目标、技术侧重以及适用场景,可以说是“一个天上一个地下”,有着本质的区别。简单来说,军用降噪耳机是为极端环境下的生存和任务有效性服务的,而民用降噪耳机更多是为了提升个人舒适度和听觉体验。我们来详细拆解一下它们之间的差异:1. 设计目标与核.............
  • 回答
    军用无人机和战斗机正面交战?这个问题很有意思,也并非完全是科幻。不过,要说“正面交战”,具体得看我们怎么定义,以及无人机发展到了什么程度。首先,要明确一点:目前最先进的无人机,还很难与最顶尖的有人驾驶战斗机进行一场势均力敌的“正面肉搏”。 这就像问一辆坦克能不能和一架现代战斗机在空中缠斗一样,不是一.............
  • 回答
    关于军用食物好不好吃这个问题,其实是个挺复杂的话题,没法一概而论。它很大程度上取决于你问的是哪个国家、哪个年代的军粮,以及士兵们当时所处的环境和心情。咱们先聊聊大家印象最深的MRE(Meal, ReadytoEat),也就是美军的“即食餐”。这玩意儿可不是一顿热腾腾的大餐,它更像是被包装得严严实实的.............
  • 回答
    军用饭盒那标志性的、有些圆润且略带弧度的外形,确实挺像那么回事儿,尤其是咱们常说的“猪腰子”——一种动物内脏,形状嘛,就有点像椭圆,中间凹进去,外边鼓起来。你会发现,很多老式军用饭盒,尤其是部队里常见的那种,都有点这个味道。这可不是说厨师们随手拿了个猪腰子的形状来设计饭盒,这里面其实藏着不少门道,跟.............
  • 回答
    军用手枪和警用手枪,虽然都是用于自卫和制敌的个人武器,但在设计上却有着截然不同的侧重点,这源于它们各自所承担的独特任务和环境。理解这些区别,就像是在窥探不同领域的“哲学”,它们各自以最高效、最安全、最可靠的方式服务于其使用者。核心区别在于“任务导向”最根本的差异在于它们被设计来做什么。 军用手枪.............
  • 回答
    食用军用口粮、救生口粮、配发食品等,是一种充满特殊体验的经历,它不仅仅是简单的“吃”,更是一种与环境、任务、历史和情感交织的复杂感受。为了详细描述这种体验,我们可以从多个维度来展开:一、 视觉和包装:严谨、实用、信息密集 军用口粮(MRE Meal, ReadytoEat): 包装.............
  • 回答
    一、历史的回响:投石车的战场身影想象一下,在那个没有火药的时代,战场上的决定性力量是什么?除了刀剑、弓箭和骑兵的冲锋,还有一种宏伟而恐怖的武器——投石车。它并非现代意义上的“机械装置”,而是人类智慧在冷兵器时代对远程打击能力的极致追求。我们现在谈论的“真正军用投石车”,实际上指的是中世纪后期,尤其是.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有