无轴泵喷推进技术，助力未来潜艇成为“大洋黑洞”

泵喷推进器是当代潜艇，尤其是核潜艇上应用的新型组合式水动力推进器。与此前潜艇广泛使用的七叶大侧斜螺旋桨相比，泵喷推进器在推进效率高于后者的同时，其辐射噪声反而低于七叶大侧斜桨。高航速下，降噪效果更为明显。且泵喷空化性能要优于七叶大侧斜螺旋桨，使得泵喷临界航速更高，十分适合水下高速航行的核潜艇使用。

当然，泵喷推进器也有一定的缺陷。目前实际应用的潜艇泵喷推进器都属于机械式泵喷推进器，这一推进系统由于仍然依赖潜艇艇体内的驱动轴提供动力，因此，并没有彻底解决传统“螺旋桨—轴系—艇体”耦合振动产生的低频谱噪声。现有的潜艇泵喷推进系统还必须使用驱动轴，相当于在常规潜艇的螺旋桨外，包裹一层蒙皮以增加推进效率并减少噪音的传播，其结构形象地说就如同家用电风扇。同时，机械式泵喷推进器还有结构复杂、技术要求高、重量大等缺陷。为了进一步降低这一噪声，研制无轴泵喷推进器就成了海军强国正在集力攻关阶段。

泵喷推进器是当代潜艇，尤其是核潜艇上应用的新型组合式水动力推进器，但其也有缺陷

无轴泵喷推进器

无轴泵喷推进器，是继机械式泵喷推进器之后新一代的潜艇推进系统，是有轴泵喷推进潜艇的升级版。潜艇泵喷射推进器使用无轴推进方式，取消了螺旋桨中心部位的传动轴，各个螺旋桨叶片分别连接在原本的外包蒙皮上，由电机驱动。通过动力机组提供的电力驱动电动机获得推进动力，而不是像以往一样用一根长长的轴去带动螺旋桨。无轴泵喷技术是目前世界上最先进的潜艇推进系统，也是各海军强国竞相追求发展的关键技术。

无轴泵喷推技术能够实现“全静音”，是由于其将传统螺旋桨和机械式泵喷推进器的轴系驱动，转化为电机驱动，由于电动机不是安装到潜艇的中心轴线上，而是布置在环状导管内，所以不需要中心驱动轴，从而传统动力系统的驱动轴被取消了，因此，也就不会产生传统“螺旋桨—轴系—艇体”耦合振动产生的低谱噪声。

无轴泵喷推进器彻底摆脱了传统轴系推进系统及其制造的噪音，与潜艇全电推进系统搭配使用，能同时降低潜艇的机械噪声和螺旋桨噪声，对核潜艇降噪具有十分显著的效果。装备这一推进器的潜艇具有极高的安静战术航速，直接提升至20节以上的水平。意味着在同等噪声条件下，由无轴泵喷推进器驱动的潜艇，能以更高的航速对传统轴系驱动方式的潜艇展开攻防战术行动。

无轴泵喷推进器概念图

美国是最早开始研制无轴泵喷推进器的国家之一。2004年，美国海军和国防预先研究计划局（DARPA）联合发起了Tango Bravo项目，该项目拟取得的技术突破中，第一条即是实现无轴推进。2011年，麻省理工学院机械工程系完成了潜艇吊舱推进的概念设计，而美国海军研究署则在着手研究无轴泵喷推进器实用化技术，并计划在美国下一代战略弹道导弹核潜艇上率先应用无轴泵喷推进器。但直至现在仍旧没有较大相关消息传出。

我国无轴泵喷推进技术的发展

我国无轴泵喷推进器技术方面，则已经获得了实际应用。2017年5月30日，中央电视台《焦点访谈》栏目播出了纪念全国首个科技工作者日的特别节目“科技强国的追梦人”，介绍了北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室主任张平教授与中国工程院院士、海军工程大学电力电子研究所所长马伟明。其中在介绍中国工程院院士、海军工程大学电力电子研究所所长马伟明院士的相关事迹时，记者获准进入了海军工程大学的一所实验室，拍摄并采访了马伟明院士带领研发的一系列科技成果。其中一件带有展板的展品被马伟明院士介绍为他所在团队“在世界上第一个领先项目”，而根据展板上的介绍，这一成果是“潜艇无轴泵喷推进器”。

据马伟明院士介绍，潜艇无轴泵喷推进器是下一代核潜艇所用的推进系统，并且“现在已经在应用了”，而在技术上，他的团队掌握的这一技术“领先就领先美国”，且“美国也是沿着这条路线走的”。

无轴泵喷推进器彻底摆脱了传统轴系推进系统及其制造的噪音，对核潜艇降噪具有十分显著的效果

据悉，研制无轴泵喷推进器的先决条件就是实现动力系统的综合全电力推进，这也正是马伟明团队所科研攻关的重点项目。目前，我国在舰艇综合电力系统方面已经实现了巨大突破。相比于美国采用的以中压交流技术为核心的舰艇综合电力系统，我国采用的是以中压直流技术为核心的舰艇综合电力系统，相比于中压交流综合电力系统，中压直流综合电力系统由于取消了中压交流系统中的一些设备，实现了发动机转速不受交流频率限制，对原动机的调速性能要求也比较低，因而具有体积重量小、功率大、运行效率高、稳定性好、运行灵活等优点，领先中压交流综合电力系统一代，也是未来舰艇综合电力系统发展的必然趋势。

所以，在此基础上研发的潜艇无轴泵喷推进器，自然较美国先进，具有推进功率大、体积小、噪音低、可靠性高等诸多优点，未来完全可以应用在新型潜艇上。

据悉，研制无轴泵喷推进器的先决条件就是实现动力系统的综合全电力推进，我国在这方面已经走到了世界前列