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无轴泵推技术迎来新突破,精密零部件可3D打印,制造难题被解决

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匿名  发表于 2020-9-17 09:39:17 |阅读模式
 
  可能在不少人看来,普通的噪音并不会对核潜艇的航行造成多大的影响。但是海下的环境和空气环境不一样,稍微一点声音都可能会暴露核潜艇的具体位置。不仅如此,噪音还可能会对核潜艇内部工作人员的健康产生伤害。噪音是衡量一艘核潜艇是否先进的一个主要指标,一直以来,为了降低噪音的影响,许多国家都投入了大量的资金和精力去研究。比如美国,他们在早期设计的时候就已经将噪音问题考虑进去了,以弗吉尼亚级核潜艇为例,美军在潜艇的轮机上面装备了减震的装置,采用了先进的隔音材料。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  我国经过多年的努力,在这方面也有了很大的进展。据了解,我国工程院院士马伟明研究的无轴泵推技术近期又有了新的突破。据悉,武汉有家公司成功地研制出了新型3D打印技术,完成了无轴泵推技术的其中一个制造难关,像泵推桨叶等比较精密的零部件可以依靠3D打印技术生产出来。在过去,这些部件大多都是依靠机床进行打造的,研制的成品一直存在问题,而如今有了3D打印技术的帮助,这个问题得以解决,这也说明了无轴泵推技术很有可能会在下一代核潜艇上应用。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  其实无轴泵推技术早在2017年就已经在央视的一个节目中提到了。马院士在接受采访时表示,无轴泵推技术将有望应用到国产的潜艇上。关于下一代核潜艇的型号,外界大多数人认为是095或者096型核潜艇。第二年,央视节目中爆料称,中国海军已经接收了一批新型核潜艇。据了解,这款核潜艇将采用无轴泵推技术,装备新一代的综合电力系统,预计这款新型核潜艇能够让中国和美俄两国的技术差距缩小到15年以内。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  无轴泵推技术是我国目前最先进的推动形式,它将传统的螺旋桨和机械式的泵喷推进器的轴系驱动转化为电动的驱动形式。一般来说,传统的核潜艇主要是通过蒸汽装置的机械动能来促使核反应堆发挥作用,推动桨叶的轴开始旋转,进而为水提供反推力,于是潜艇开始行进。但是在这段过程中,桨叶轴在转动的时候会产生很大的噪音。相较之下,无轴式的泵推技术取消了轴转这一部分,核反应堆的电能会直接作用到潜艇尾部的叶片上,全程使用电能驱动的模式,水下行进时的声音降低了许多。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  相较于传统的有轴泵推结构,无轴泵推技术主要有三个方面的优势。首先,有轴泵推装置在进行转动的时候,总是会引起各种装置的机械摩擦和震荡,从而产生噪音,这种噪音很难避免,而无轴泵推技术利用电动机作为运行动能,取消了传动轴这种装置,因此造成的噪音比较小,如果再应用一些外部的消音设施,相信核潜艇在航行时候的噪音会大幅度降低。其次,无轴泵推技术的机械效率更高。普通的有轴泵推结构的机械效率大约维持在50%左右,一些先进的潜艇大约有70%,这还只是主轴转动时候的效率,要是热效率就更加一般了。而无轴泵推的起始效率就有80%左右,并且这个效率随着半导体技术的提升还有进步的空间。除此之外,无轴泵推技术的动力来源是位于泵内的电动机,占用的空间比较小,密封的效果也很好,不像有轴泵推装置那样使用传动轴去输出动力,从开始传动到输出动能之间需要经过很多不必要的空间,容易引起水密问题。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  不过这种泵推系统对于技术的要求很高,不仅需要电力系统的支持,而且对于电机装置也有一定要求,其中比较重要的是电力的持续性问题。美国方面曾经在几年前提出过这类技术,但是后来一直没有什么实质性的消息传出来。而如今,我国的马院士等人却率先展出了这种技术,而且还有潜艇将实际应用这项系统,从这点来看,我国的技术已经是世界级的了。不过这种技术还存在许多发展的空间,在大范围地应用之前,还需要进行多次试验。(牧夷嘉树)
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