泵噴概述

與采用七葉大側(cè)斜螺旋槳相比，核潛艇采用泵噴推進(jìn)器具有以下特性:

(1)推進(jìn)效率高。泵噴推進(jìn)器的定子(無(wú)論前置或后置)可以減少推進(jìn)器尾流中的旋轉(zhuǎn)能量損失，增加有效的推進(jìn)能量:泵噴推進(jìn)器的導(dǎo)管(無(wú)論是減速導(dǎo)管還是加速導(dǎo)管)可以減少轉(zhuǎn)子葉稍滑流損失、增加有效推力，從而提高泵噴推進(jìn)潛艇的推進(jìn)效率。泵噴推進(jìn)器與艇體匹配良好的泵噴推進(jìn)潛艇，其推進(jìn)效率可達(dá)到0.8~0.85。

(2)輻射噪聲低。泵噴推進(jìn)器的輻射噪聲低是由于:①泵噴推進(jìn)器的轉(zhuǎn)子在導(dǎo)管內(nèi)部，導(dǎo)管可起到屏蔽和吸聲的作用，另外，位于前方的定子可以使轉(zhuǎn)子進(jìn)流場(chǎng)更均勻，從而減少轉(zhuǎn)子的脈動(dòng)力，降低推進(jìn)器的線譜輻射噪聲，②泵噴推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)葉輪(轉(zhuǎn)子)的直徑一般小于螺旋槳，在相同轉(zhuǎn)速下，泵噴推進(jìn)器槳葉的旋轉(zhuǎn)線速度較低，可以降低推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)噪聲。國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用的結(jié)果表明:低航速下，泵噴推進(jìn)器的低頻線譜噪聲比七葉大側(cè)斜螺旋槳小15分貝以上，寬帶譜聲級(jí)總噪聲下降10分貝以上:高航速下，泵噴推進(jìn)器的降噪效果更為明顯。

(3)臨界航速高。潛艇的臨界航速是指潛艇在一定潛深下推進(jìn)器不產(chǎn)生空泡的航速。泵噴推進(jìn)器采用減速導(dǎo)管和前置定子，使轉(zhuǎn)子葉片處的進(jìn)流場(chǎng)速度相對(duì)較低且更均勻，從而有效推遲了葉片梢渦空泡和槳葉空泡的產(chǎn)生，提高了潛艇的低噪聲航速。

(4)構(gòu)造復(fù)雜、重量大。泵噴推進(jìn)器是一種組合式推進(jìn)器，構(gòu)型和結(jié)構(gòu)比螺旋槳要復(fù)雜得多:而且對(duì)于導(dǎo)管、定子和轉(zhuǎn)子以及艇體之間的相互配合要求很高，給泵噴推進(jìn)器的設(shè)計(jì)、制造和安裝帶來(lái)一定困難。泵噴推進(jìn)器的重量是普通螺旋槳的2~3倍，對(duì)艇體的配平、艇體尾部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和推進(jìn)器軸系的振動(dòng)等帶來(lái)較大影響。

潛艇泵噴推進(jìn)器是由環(huán)狀導(dǎo)管、定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成的組合式推進(jìn)裝置。環(huán)狀導(dǎo)管的剖面為機(jī)翼型，罩住轉(zhuǎn)子和定子，它是泵噴推進(jìn)器內(nèi)外流場(chǎng)的控制面。如采用具有吸聲和減振的材料制造，則可以屏蔽轉(zhuǎn)子及內(nèi)流道產(chǎn)生的噪聲。為了推遲轉(zhuǎn)子葉片的空化、降低轉(zhuǎn)子的噪聲，通常采用能降低轉(zhuǎn)子人流速度的減速型導(dǎo)管;定子為一組與來(lái)流成一定角度的固定葉片，使轉(zhuǎn)子人流產(chǎn)生預(yù)旋或吸收轉(zhuǎn)子尾流的旋轉(zhuǎn)能量，同時(shí)用于固定導(dǎo)管;轉(zhuǎn)子為類似于螺旋槳的旋轉(zhuǎn)葉輪，通過與水流的相互作用產(chǎn)生推力，推動(dòng)潛艇達(dá)到要求的航速。

泵噴推進(jìn)器可根據(jù)轉(zhuǎn)子和定子的前后位置分為兩類:定子布置在轉(zhuǎn)子的前面稱為"前置定子式"，定子布置在轉(zhuǎn)子的后面則稱為"后置定子式"。 "前置定子式"泵噴推進(jìn)器的定子可以使?jié)撏膊苛魅朕D(zhuǎn)子的水流產(chǎn)生預(yù)旋，起到均勻來(lái)流的作用、改善轉(zhuǎn)子的進(jìn)流條件，從而提高潛艇的推進(jìn)效率、降低推進(jìn)裝置的噪聲;但轉(zhuǎn)子的推進(jìn)效率稍低。"后置定子式"泵噴推進(jìn)器由于定子可以回收轉(zhuǎn)子尾流中的部分旋轉(zhuǎn)能量，轉(zhuǎn)子的推進(jìn)效率相對(duì)較高:但噪聲稍高。潛艇上大多采用"前置定子式"泵噴推進(jìn)器，而魚雷上則采用"后置定子式"泵噴推進(jìn)器。

采用泵噴推進(jìn)的潛艇與采用大側(cè)斜螺旋槳推進(jìn)的潛艇相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度降低潛艇推進(jìn)器 的輻射噪聲、提高潛艇的低噪聲航速。以美國(guó)"海狼"級(jí)攻擊型核潛艇為例，該艇水下最高航速30節(jié)以上(有報(bào)道可達(dá)35節(jié))，水下30米時(shí)的低噪聲航速大于20節(jié)，輻射噪聲接近于海洋環(huán)境噪聲，被美國(guó)官方稱為當(dāng)今世界上最安靜、最快的潛艇。