20 17 년 5 월 30 일, 중국 CCTV 는 중국공정원 원사, 우한 해군공학대 소장인 마위밍팀이 개발한' 잠수함용 샤프트리스 펌프 추진기' 가 기술적으로 미국을 10 년 앞섰다고 보도했다. 중국의 차세대 핵 잠수함은 중국이 자체 개발한' 무축 펌프 제트 추진기' 를 채택할 예정이다.
잠수함은 사용하는 동력장치에 따라 분류되는 것으로 알려져 있으며, 기존 동력잠수함과 핵동력 잠수함의 두 가지 범주로 나눌 수 있다. 사용 중인 추진 장치에 따라 프로펠러 잠수함과 펌프 스프레이 프로펠러 잠수함의 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있다.
펌프 스프레이 추진기는 프로펠러 추진기보다 소음이 적고, 추진 효율이 높고, 기술이 더 진보한 추진기이다.
잠수함이 프로펠러로 작동할 때 블레이드의 진동과 에어 트랩의 존재로 인해 큰 소음이 발생합니다. 이런 소음은 바다로 방사된 후 적의 대잠 음파 탐지기에 쉽게 포착된다.
잠수함 프로펠러의 작동 소음을 줄이기 위해 사람들은 여러 가지 방법을 생각해 보았다. 한 가지 방법은 잠수함에 7 엽 대형 프로펠러를 장착하는 것이다. 잠수함이 칠엽대측사프로 프로펠러를 사용했는지 여부는 잠수함이 선진적인지 아닌지의 표시였다. 칠엽대횡경 프로펠러는 저소음 추진장치이다.
그러나, 칠엽대사륜은 완벽한 추진장치가 아니다.
반복적인 실험을 통해 과학자들과 엔지니어들은 프로펠러에 방음 방진 방지 공기 흐름막을 덮으면 프로펠러의 작동 소음을 더욱 줄일 수 있다는 것을 발견했다.
과학자들과 엔지니어들은 프로펠러 추진기보다 더 진보된 잠수함 추진장치인 펌프 제트 추진기를 생각해냈다. 기존의 프로펠러 추진기에 비해 펌프 스프레이 추진기의 외형에 있어서 가장 큰 특징은 프로펠러 날개가 고리형 공기 흐름판으로 둘러싸여 있다는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 프로펠러, 프로펠러, 프로펠러, 프로펠러, 프로펠러, 프로펠러, 프로펠러)
펌프 스프레이 프로펠러는 추진 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 동시에 방사 소음은 7 엽 큰 측면 경사 프로펠러보다 훨씬 낮습니다.
영국은 잠수함에서 펌프 제트 추진기를 사용한 최초의 국가이다. 영국의 발자취를 따라 미국인들도 핵 잠수함을 위한 펌프 제트 추진기를 개발했다. 현재 미국의 트라팔가급, 기민급, 해늑대급, 버지니아급 등 선진 공격 핵잠수함은 모두 펌프 추진기를 채택하고 있다. 미국이 계획하고 있는 차세대 전략미사일 핵 잠수함 콜롬비아급도 펌프 추진기를 사용해야 한다.
시대와 기술의 한계로 지금까지 유럽과 미국의 선진 핵잠수함이 사용한' 펌프 스프레이 추진기' 는 모두' 축류 펌프 스프레이 추진기' 였다.
구조에서 "축류 펌프 제트 스러 스터" 는 고정 링 슈라우드와 내부 스러 스터의 두 부분으로 구성됩니다. 프로펠러의 역할은 바닷물이 기내 내부를 흐르게 하여 추력을 발생시키는 것이다. 그러나 그것의 프로펠러는 여전히 잠수함 내압 쉘의 전동축에 의해 구동된다. 드라이브 샤프트의 한쪽 끝은 잠수함의 증기 터빈 또는 모터에 연결되고 다른 쪽 끝은 프로펠러의 중심 축에 연결됩니다.
또 다른 전동축 시스템은' 축류 펌프 제트 추진기' 로 잠수함의 내압 선체를 관통하는 것이다. 따라서 잠수함이 항행할 때 전동축계는 선체, 전동축계, 펌프 추진기와 상호 작용하여 잠수함의 행방을 폭로할 수 있는 소음을 발생시킨다.
모든 모터는 고정자와 로터로 구성됩니다. 펌프 제트 스러 스터는 또한 외부 링 슈라우드와 슈라우드의 추진 블레이드의 두 부분으로 구성됩니다.
샤프트가 없는 펌프 스프레이 추진기에서 모터 정자는 고리형 공기 흐름판에 통합되어 있으며, 공기 흐름판은 고리형 공기 흐름판과 하나가 됩니다. 모터의 회전자는 기내의 프로펠러 블레이드와 통합되어 있다.
즉, "샤프트리스 펌프 제트 스러 스터" 에서 스러 스터 블레이드는 선체의 엔진이나 모터의 구동축이 아닌 기내에 장착 된 모터에 의해 직접 구동됩니다.
축 펌프 제트 추진기는 중심 축에 의해 구동되는 블레이드를 구동합니다. "샤프트리스 펌프 제트 스러 스터" 프로펠러 블레이드는 캐빈 내의 모터에 의해 4 면에서 구동되며 중심 축이 전혀 없습니다. 잠수함이 "샤프트리스 펌프 제트 스러 스터" 를 장착 한 후 스러 스터와 잠수함 압력 하우징 내의 터빈 또는 모터 사이에는 더 이상 복잡한 기계 샤프트 연결이 없습니다. "샤프트리스 펌프 제트 스러 스터" 에서는 펌프 제트 스러 스터를 구동하는 모터, 스러 스터 블레이드 및 링 슈라우드가 통합되어 있거나 통합되어 있기 때문입니다.
"샤프트리스 펌프 제트 스러 스터" 와 선체 압력 쉘 내의 동력 장치 사이에는 케이블 연결만 있습니다. 케이블은 잠수함 선체의 동력과 제어 신호를' 샤프트가 없는 펌프 제트 추진기' 로 전송하는 역할을 한다. "샤프트리스 펌프-제트 스러 스터" 에 장착 된 다양한 모니터링 센서에 의해 수집 된 데이터는 잠수함 운영자가 결정할 수 있도록 케이블을 통해 잠수함 보트로 반환됩니다.
잠수함에서 "샤프트리스 펌프 제트 스러 스터" 를 사용하면 많은 장점이 있습니다.
첫째,' 축류 펌프 제트 추진기' 에는 잠수함 선체의 주 전동축이 없기 때문에 주 전동축 시스템이 작동할 때 소음이 발생하지 않습니다.
둘째, "샤프트리스 펌프 제트 스러 스터" 가 선체 외부의 링 카테터에 모터를 배치함으로써 잠수함 보트의 귀중한 공간을 절약 할 수 있습니다.
셋째, 샤프트가 없는 펌프 추진기와 선체 사이에는 케이블만 연결되어 있어 배치가 매우 유연합니다. 잠수함 꼬리의 중앙축선, 잠수함 꼬리의 양쪽, 잠수함의 다양한 방향타에 설치할 수 있습니다. 심지어 잠수함 선체에 설치하여 잠수함과 하나가 될 수도 있다. 잠수함 선체의 앞뒤에 각각 구멍을 하나 내고, 두 구멍 사이의 유도관 안에 축이 없는 펌프 제트 추진기를 배치할 수 있다.
어떤 사람들은' 무축 펌프 제트 추진기' 기술이 신비롭다고 생각하는데, 이것은 일종의 오해이다. 실제로 선박에 사용되는' 무축 펌프-스프레이 추진 기술' 은 민간전동차, 전지차에 사용되는' 무축 구동 기술' 과 깊은 연원을 가지고 있다.
우리가 흔히 볼 수 있는 배터리와 일부 전기자동차에서는' 모터 다이렉트 드라이브 기술' 을 사용한다. 모터 직접 구동 휠 기술' 은' 축이 없는 구동 기술' 의 일종이다. 이런 구동 기술을 채택한 전동차와 전지차는 모두 바퀴에 장착된 모터에 의해 구동되고 바퀴와 하나가 되기 때문이다. 바퀴에 장착된 모터는 케이블을 통해서만 엔진에 연결됩니다. 일반 자동차에서 엔진이 엔진 실에서 생성하는 동력은 기어박스와 복잡한 샤프트 시스템을 통해 바퀴에 전달되어 바퀴를 돌려야 한다.
무축 펌프 스프레이 추진기의 개발에서 중국은 미국보다 조금 늦게 시작했지만 진보가 빠르다. 현재의 연구 상황으로 볼 때, 중국은 이미 미국을 제치고 이 기술 연구 개발의 글로벌 지도자가 되었다.
그러나, 축 없는 펌프 스프레이 추진 기술은 엔지니어링에 적용되고 잠수함에 성공적으로 적용되어야 하며, 일련의 기술적 문제도 해결해야 한다.
우선 함함 종합전력기술의 실질적 문제를 해결해야 한다. 샤프트가 없는 펌프 분사기의 회전자 잎바퀴는 고전력 모터에 의해 구동되기 때문이다. 한편으로, 이 모터들은 전력 소비가 많은 사람들이다. 한편, 잠수함 변속 범위가 넓기 때문에 이 모터들이 작동할 때 전력에 대한 수요도 수시로 변화하고 있다. 잠수함은 통합 동력 시스템을 채택하여 엔진이 제공하는 동력을 정확하게 파견해야 한다. 이렇게 하면 축이 없는 펌프 추진기가 충분하고 지속적인 전력 공급을 받을 때 잠수함에 있는 다른 장비와 무기의 전력 소비도 충족될 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언)
이 문제는 더 이상 중국의 문제가 아니다. 중국공정원 원사, 우한 해군공학대 소장인 마위밍이 이끄는 연구팀이 2 세대 선박종합전력시스템인 중압 DC 선박종합전력시스템의 연구개발을 완료했기 때문에 유럽과 미국을 앞세우는 선진 기술이다.
1 세대 함선 종합전력시스템 기술은 영국 45 형 구축함과 미국' 포드급' 항모, 즉 중압 교류 함선 종합에 사용된다. 둘째, 전력이 크고, 부피가 작고, 무게가 가벼운 구동 모터를 개발해야 한다. 배수량이 수천, 심지어 수만 톤의 핵 잠수함이 단 하나의' 샤프트가 없는 펌프 제트 추진기' 만 장착되어 있다면, 이 추진기의 가용 전력은 수만 마력에 달할 것이다. 이런 프로펠러에 사용되는 모터는 반드시 부피가 작고 무게가 가벼운 특징을 가지고 있어야 하며, 동시에 전력도 충분히 커야 한다. 그렇지 않으면 샤프트가 없는 펌프 제트 추진기의 링 유도관을 장착할 수 없습니다.
셋째,' 샤프트가 없는 펌프 스프레이 추진기' 에 사용되는 모터는 고염과 부식이 많은 환경에서 중장기적으로 작동할 수 있어야 한다. "샤프트리스 펌프-제트 스러 스터" 의 내장 모터는 열악한 수질 환경에 노출되어야만 해수가 모터의 고정자와 회 전자 사이의 틈새를 통해 흐르고 모터에서 발생하는 열을 빼앗아 모터의 냉각 작업을 완료할 수 있습니다. 따라서 모터 정자와 회전자의 외벽은 특별한 보호 설계가 필요합니다. 샤프트가 없는 펌프 제트 추진기의 공기 흐름판은 모터에 기계적 보호 역할을 하며 특수 설계도 필요합니다. 중국 우한 공대 과학자들은 샤프트가 없는 펌프 제트 추진기의 모터 보호 설계 문제를 초보적으로 해결했다고 한다. 전력 시스템 기술.