中国首台潜艇永磁电机试验成功

玉墨灵 · 发表于 2017-11-1 02:39:37

　　[文/ 观察者网专栏作者席亚洲]

　　我国首台潜艇永磁电机实艇动车成功消息传出，这是中国舰艇动力“跨越式发展”的重要一步。那么中国的潜艇技术在世界上究竟处于什么地位？

　　10月23日，中船重工官方微信平台发布消息《我国首台艇用永磁推进电机动车成功，具有完全自主知识产权》，文中透露，我国第一台完全自主知识产权的永磁电机近日在三亚装艇试车成功，三亚驻有我国海军常规动力和核潜艇部队。现代舰艇用永磁电机是上世纪80年代开始运用的一种新技术，使用稀土材料制造的高性能永磁材料取代了传统直流电机的励磁原理，具有功率密度大、噪音小等特点。我国90年代开始推进进行这方面研制工作，是实现我国舰船动力跨越式发展的重要步骤。

　　传统的大功率电动机一般都是励磁原理，而20世纪中叶开始，一些新型永磁材料出现让大功率永磁电机成为可能。到上世纪80年代运用稀土材料的高性能永磁材料开始出现，一些新的永磁电机设计也开始出现，这让永磁电机在舰船动力方面的潜力受到重视。

　　永磁电机的优势包括：功率密度高，特征信号小、取消励磁系统损耗、提高总体效率、取消励磁绕组和励磁电源，结构简单，运行可靠、电机的尺寸和形状灵活多样。

　　世界上第一台实用舰用永磁电机是德国西门子公司1986年研制的。

　　此后西方国家新型舰船，尤其是潜艇，纷纷开始运用永磁电机。俄罗斯2010年服役的“阿穆尔”级常规动力潜艇则运用了俄罗斯首次研制的4100千瓦永磁电机。

　　永磁电机的下一步发展方向是中压大功率电机，美国DDG1000驱逐舰研制时就考虑过使用36.5MW永磁电机，但因为研制进度原因，未得到采用。目前英国、法国都已经公开称，正开展下一代核潜艇上运用大功率永磁电机的研究。

　　其实先进的大功率电动机，作为舰艇动力，是我国目前非常重视的研究方向。

　　从多方面得到的信息，我国003型航母，055A大型驱逐舰，054B护卫舰都可能使用综合全电推进技术。尤其是003型航母，已经几乎肯定要选用电磁弹射器，那么如果不用全电综合传动，设计就会很“诡异”了——比如说，装一套接近于两栖攻击舰主机功率的柴油发电机，专门驱动弹射器。而055型驱逐舰，此前施洋就曾在军评中提到过，因为动力系统要占用舰体舯部一定高度，就带来垂直发射装置必须有“深坑”和“浅坑”的问题。只有“深坑”才能容纳鹰击-18和未来的高超声速反舰导弹。然而舰体空间毕竟有限，VLS和动力舱之间的空间分配问题只能等未来采用全电综合传动，取消传动轴，动力舱可以更短的新设计方案来解决了。

　　而在潜艇方面，目前包括“海狼”、“弗吉尼亚”在内的最先进的核潜艇，都实用齿轮箱直接传动，将汽轮机的动力通过机械传动直接传输到动力轴上。而根据美国海军的计划，未来将会在“弗吉尼亚”改进型潜艇上使用电传动，即汽轮机的动力首先驱动发电机发电，再驱动推进电机，这样就可以取消减速齿轮，噪音水平大幅度降低。

　　而如果中国能够在003型航母、055A大型驱逐舰上运用大功率推进电机——那么这种电机完全可能用到新一代核潜艇上。如果这种电机还是这次试验的永磁电机，那么其尺寸、重量、噪音又可以进一步降低。

　　如果这个目标得以实现——中国直接就能在核潜艇动力系统方面，达到世界最先进水平——这将是真正的“跨越式”发展。

　　未来的展望固然美好，但我们还是得看到，在潜艇技术方面，中国还不敢说已经走到世界最前沿。

　　网上大家一直都在诟病日本“苍龙”级潜艇，之前我们也曾说过，在澳大利亚竞标中，一个“神秘人”透露了“苍龙”级高航速下发出特殊噪音，容易被发现的问题——这可是宝贵的“实战”经验哦……

　　结果“苍龙”就出局了……

　　但与“苍龙”进行“实战”对抗中，把消息透露给“神秘人”的某方也发现，这种艇在低速状态下的静音性还是非常可观的，至少是不亚于号称“大洋黑洞”的“基洛”级。而且“苍龙”的作战系统也还是比较先进的。

　　按照某方的评估，“苍龙”和中国最新的常规潜艇相比，应该说还是互有短长。至少是还不能达到像99A坦克对10式那样的“压倒性优势”。

　　“苍龙”级——也还真的不能算世界最先进的常规潜艇吧。我们从很早的时候就提到的，中国和俄罗斯在潜艇技术方面的交流——AIP换静音和水声技术，到目前为止，仍在实施中，我国的下一代常规潜艇上可能才能看到这方面的成果。

　　另一方面，我国的核潜艇技术和美俄比差距也不小，尤其是核动力系统方面，我们的反应堆在功率密度、最大输出功率等关键指标方面，还是比较落后的。093型核潜艇，被认为综合而言能接近早期批次“洛杉矶”水平，但在动力系统某些关键性能方面，可能还比不上它。和“海浪”、“弗吉尼亚”或者“亚森”（885型）比的话，还是有很大差距的。

　　但美国方面对于中国潜艇部队的“担忧”，那可不是开玩笑的。

　　尤其是有传闻，某次一艘093型就曾弄得第七舰队鸡飞狗跳。更不用说中国国防部已经多次公开承认，093型核潜艇，乃至091型——没错就是那个曾被美国媒体贬低为“水下火车”的“汉”级最后一艘——都曾进入印度洋，而印度对此似乎是十分惊讶，美国方面似乎也未能有效追踪。
　　其实这其中的原因并不难理解。

　　虽然中国核潜艇的技术性能还是有些“白裤衩”的，但却也已经是成熟状态，能够远航，作战的核潜艇了。大海的天然隐蔽，加上核潜艇的强大机动能力，足以让它成为难以发现的目标——即使一些性能上稍逊一筹。

　　现代反潜手段——虽然按照一些观点认为现代大范围搜潜技术已经让潜艇难以维持以前那样的机动性——依然不能有效连续追踪一艘故意跟你“捉迷藏”的核潜艇，采取一些战术手段，核潜艇依然能够在大海深处悄悄潜航，即使是最先进的反潜技术，目前也还无法像卫星追踪航母这样做到连续实时跟踪的水平。始终保持下潜状态的潜艇，对于搜潜手段来说，依然是“隐显目标”。

　　如果仅仅是难以大范围搜索，那也就罢了，只要对重要目标，比如航母，进行严防死守，不惜成本把反潜兵力撒出去，还是能大幅度降低潜艇用鱼雷击中重要目标机会的。

　　但问题是，中国在潜艇武器方面已经实现了很大突破。

　　一方面，中国的新一代三组元燃料重型鱼雷已经出现，它的航速和射程足以让人咋舌，这给了中国潜艇很大的优势。另一方面，在093A型核潜艇上，已经有了垂发鹰击-18系统，其射程已经达到了500-600公里。通过浮标天线猝发通信等手段，中国潜艇完全可以通过卫星，相对安全的接收到远距离上的目标信息，这样就可以实现冷战中美国海军的噩梦——在航母控制区外，“奥斯卡”级巡航导弹核潜艇发射出一大群“花岗岩”导弹，采用亚超结合的“鹰击-18”目标更小，飞行高度很低，末段又是超音速突防，可以给美军防御带来很大麻烦。

　　不过，中国下一代核潜艇已经在紧锣密鼓的筹备中，根据一些相关信息，095型核潜艇的基本构型，现在已经可以进行一些展望。该艇将使用泵喷技术，指挥台围壳外形或许会与俄罗斯“亚森”级有异曲同工之妙。再加上我国在新一代核反应堆技术方面近年来取得相当大的成果，未来核潜艇反应堆技术也应该能有所突破。再考虑到大功率永磁电机可能成功，那么095的性能——或许会非常“红裤衩”了。

　　至于096型潜艇，或许要等待较长的时间，因为我国目前建造的094型艇还非常年轻，而且它们还在等着射程达标的新一代“巨浪”导弹真正实现在南海堡垒海区威慑美国的目标。至于我国新一代战略核潜艇何时出现，又是什么样子，或许要取决于两个问题，第一，是下一代“巨浪”导弹的尺寸多大；第二，则是大直径潜艇壳体技术何时突破。

　　总的来说，由于潜艇技术的复杂性，困难性，研制周期长，投入大，保密程度高——中国的潜艇，还要等一段时间，才能真正“由白转红”——好在我们等得起……

小毛毛 · 发表于 2018-8-18 00:15:36

百尺竿头更进一步...

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