096型戰略核潛艇噪音或低於90分貝!很可能領先美、俄最先進核潛艇
096型戰略核潛艇噪音或低於90分貝!很可能領先美、俄最先進核潛艇
戰略導彈核潛艇是各主要強國水下核反擊的依託力量。
對於戰略導彈核潛艇來說最重要的效能有2項,一是潛艇航行噪音水平,二是潛艇搭載的潛射洲際導彈綜合性能水平。
前者決定水下核反擊力量的生存能力,後者決定水下核反擊力量能否徹底毀滅敵國,讓任何敵人都不敢輕易進行核威脅!
對我國來說,最不需要擔心的就是潛射洲際導彈。
2020年5月,觀察者網曾報道,“水下發射大型固體運載火箭研製團隊”榮獲我國“第二屆全國創新爭先獎”的訊息。文中提到
“首型火箭綜合性能達到國際先進水平,亮相70週年國慶閱兵方陣;新型火箭完成工程研製,投送距離世界第一;新一代火箭背景預研立項, 關鍵技術攻關取得重大進展,形成了良好、有序的發展局面。”
官方報道證實巨浪3型洲際導彈射程世界第一
從官方公佈的資訊來看,我國的巨浪3型潛射洲際導彈已經研製成功,射程位居世界第一!
這意味著巨浪3型射程將超過14000公里,很可能達到15000公里,這個射程可以打到任何有核國家!
因此,我們根本不必擔心我國潛射洲際導彈的效能,戰略導彈核潛艇的航行噪音水平才是我們更應該關心的重點。
眾所周知,我國的第一代核潛艇091型、092型因噪音巨大被美軍公開嘲笑說,一開機,遠在夏威夷的美軍聲吶就能探測到。
雖然這是誇張說法,但不可否認,我國的第一代核潛艇噪音確實十分巨大。軍事專家預計我國第一代核潛艇噪音高達160分貝!
上個月,094改進型戰略導彈核潛艇隨一艘055型導彈驅逐艦和一艘075型兩棲攻擊艦一起被央視公開曝光。
按照以往慣例,我國是新一代戰略核潛艇下水甚至服役後才會曝光上一代戰略導彈核潛艇。
這說明096型戰略核潛艇很可能已經下水,甚至已經服役!
那麼096型戰略核潛艇噪音又能降低到什麼程度呢?
為避免洩密,本文不探討096型核潛艇的任何關鍵引數,僅就目前我國已掌握並公佈過的技術探討096型核潛艇可能達到的噪音水平。這麼做一方面可以避免洩密,另一方面可以推測我國096型戰略導彈核潛艇噪音水平,可信度很高!
096型戰略核潛艇發射導彈場景設想圖
想要得出可信的結論,首先必須瞭解核潛艇的噪聲來源。
早期核潛艇內部噪音主要來源包括
冷卻劑泵噪音、蒸汽輪機噪音、傳動軸噪音
。核潛艇外部噪音則來源於
龜背紊流噪音、螺旋槳噪音、排水孔紊流噪音
。
為了降低核潛艇噪音,我國先後研製出以下幾項關鍵技術,相關新聞已有公開報道。
2017年4月21日,《於無聲處聽驚雷——記2016年度國家科技進步獎一等獎獲得者、中國第二代某型號核潛艇總師團隊》這篇文章透露,我國的第二代戰略核潛艇已經掌握了
“自然迴圈核反應堆”、減震浮筏技術、消聲瓦技術。
2017年3月15日,環球時報曾釋出一篇名為《馬偉明:中國軍艦全電推進系統已領先美國一代》的專訪報道。
文中提到,馬偉明院士親口證實我國的全電推進系統領先美國一代!
2017年12月12日,央視《深度國際》欄目報道稱“
中國海軍已經接收了一艘新型核潛艇,採用了無軸泵推技術。。。
”
央視《深度國際》透露的訊息
上述三則新聞直接證實,我國已經掌握了
“自然迴圈核反應堆”、減震浮筏技術、消聲瓦技術、全電推進系統、無軸泵噴技術
。
如果096型戰略導彈核潛艇採用這幾項技術,其噪聲水平能降低到什麼水平呢?
1、三迴路一體化自迴圈核反應堆,至少降噪20分貝。
早期核潛艇採用的核反應堆必須採用冷卻劑泵驅動冷卻劑帶走核反應堆熱量,透過迴路熱交換產生高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機產生動力。這個過程中冷卻劑泵會產生很大的噪音,想要從根本上消除這個噪聲源,最好的辦法就是不使用冷卻劑泵或者直接取消冷卻劑泵。自然迴圈核反應堆便是在這種需求之下被研製出來的,它無需使用冷卻劑泵就能讓冷卻劑自己實現內迴圈流動,帶走核反應堆熱量。
目前公開的報道是,美、俄、英、法等國的核潛艇採用的自然迴圈核反應堆均為二回路自迴圈核反應堆,然而我國早在094型核潛艇上就已經採用“三迴路一體化自迴圈核反應堆”,安全性更高、噪音更低、效率更高。
預計這項技術至少能讓096的噪音降低20分貝!
2、減震浮筏技術,至少降噪15~25分貝。
據報道,美國海軍從60年代開始研究浮筏減震技術,於80年代取得成果,並領先全世界應用於其核潛艇上,噪音降低15~20分貝。我國跟進研究這種技術,並在上世紀90年代達到實用化階段。
官方報道證實,2006年首艘094型戰略核潛艇採用了這種技術,也就是說僅這項技術,094型戰略核潛艇就能降噪15~20分貝!
3、消聲瓦技術,至少降噪25分貝。
據美國媒體報道,美國科研團隊研究發現,單層消聲瓦能降低噪聲25分貝,雙層消聲瓦可降低40分貝左右。
前面提到的官方報道也證實094型戰略核潛艇已經採用消音瓦技術,那麼096若採用這項技術,也至少能夠降噪25分貝!
4、第二代全電推進系統,至少降噪10分貝。
以前的核潛艇都採用機械傳動系統驅動核潛艇尾部的推進器,這個過程中傳動系統的齒輪箱也難免產生噪音。為取消笨重複雜的機械傳動系統,歐美國家率先研製出“第一代全電推進系統”。這種系統優點就是,核潛艇的蒸汽輪機直接驅動發電機發電,然後用全電推進系統智慧調控電力分配,其中一部分電力直接透過導線傳遞到核潛艇尾部的驅動電機,直接驅動推進器。這樣就不需要機械傳動系統,也就消除了這個噪聲源了,而且能量利用效率更高。
預計至少能降噪10分貝!
2017年,馬偉明院士證實第二代全電推進系統已經應用在核潛艇上
很不幸的是歐美國家研製出的“第一代全電推進系統”可靠性很差,他們至今也沒能解決這個難題。相比之下,我國的國寶專家馬偉明院士,直接避開這個大坑,直接研製領先一代的“第二代全電推進系統”,在能量利用效率相當的情況下,可靠性還很高。
上文提到的新聞已經證實這項技術不僅領先美國一代,而且已經應用在095型攻擊型核潛艇上。
5、無軸泵噴技術相比有軸泵噴技術至少降噪10分貝。
目前美國服役的最先進核潛艇採用的是有軸泵噴推進器,這種推進器相當於給螺旋槳外部套了一個涵道。
相比螺旋槳推進器,有軸泵噴推進器雖然可以降低噪音,但轉子不能運轉過快,否則葉邊緣將產生“空泡效應”,噪音將大大提升。
想要解決這個問題最好的辦法就是直接將驅動葉片焊接在涵道上,然後涵道外面再套一個用於固定的涵道。整個結構就像戴森電吹風,這就是無軸泵噴推進器。
馬偉明團隊研製的無軸泵噴推進器
這麼做除了能省掉傳動軸,還能避免“空泡效應”。因為驅動葉片線速度最大的地方在於葉片與環形電機的連線處,不存在葉邊緣切割水流的問題,也就不會產生“空泡效應”。
雖然我們不知道這項技術能夠降低多少噪音,但是根據其工作原理來估計,這項技術至少降噪10分貝!
6、艇身直徑至少達到13米,096型戰略導彈核潛艇或沒有龜背,噪音降低5~10分貝。
今年,美國商業光學衛星拍到了疑似096型核潛艇的尾部分段照片。根據該圖片可以測出這個尾部分段的最大直徑為12。5米左右。鑑於尾部分段直徑相比艇身中部的直徑更小,預計096型核潛艇的最大直徑將超過13米。
具體能達到多少米無法確定,但有一點可以確定,那就是096型核潛艇艇身直徑將比094型大得多,龜背將很不明顯或者沒有龜背
!
預計此項改進至少降噪10分貝!
疑似096型核潛艇的尾部分段衛星照片
雖然噪音無法簡單用加減法計算,但透過上述定量分析發現,096相比美、俄最先進核潛艇來說至少減少了機械傳動系統的噪音,噪音水平只會更好。
美、俄最先進核潛艇的噪音水平已經達到95分貝的水平,理論上來說096型戰略導彈核潛艇的噪音水平將達到95分貝以下,很可能達到90分貝以下!那麼,其噪音水平必將低於海洋背景噪音(95分貝),達到無法探測的頂級水平!
鑑於我國已有眾多先進技術可以應用在096型核潛艇上,其中部分技術還是領先美、俄等國的劃時代技術,預計096型核潛艇的噪音水平將領先美、俄現有最先進水平,並且可能領先美國正在建造的下一代核潛艇哥倫比亞級核潛艇!
對此,你怎麼看呢?歡迎共同探討。
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