“自古以来”，潜艇就用螺旋桨推进，现在的主流泵推可以看做套上涵管的螺旋桨。螺旋桨转速越高，出力越大，但空泡噪声越大。套上涵管后，噪声受到很大的抑制，主要传导方向局限在正前方和正后方，侧向噪声大大降低。但螺旋桨的直径、转速和噪声的关系没有本质改变。" H5 I: k' ~9 s# T
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7 Z. r0 }7 C: a' x" v( g0 y7 K. O现代潜艇常用大直径7叶大弯度螺旋桨。叶数越多，螺旋桨每转动一圈，出力越大，桨叶的“啪嗒”声越均匀，缺乏明显节奏的噪声容易融入海洋环境的背景噪声。直径越大，同样每转动一圈的出力越大，但在同样转速下叶尖速度越高，空泡噪声越大，所以需要降低转速。大弯度桨叶的弯度是三维的，不仅前后缘弯度增加，呈弯刀形，还从根部向叶尖沿径向逐步减小扭转。这是为了在接近轴心的部位增加桨叶出力，在接近叶尖的部位降低出力，尽量使得出力和噪声均匀化，减少“局部热点”，增大全局效力。: r8 e: i2 c' g% S- n
7 F8 y& \/ T8 Z* z& r+ O但单个螺旋桨还是有叶尖的空泡速度限制，还是有免不了的“啪嗒”声。; j5 p( Q8 w1 n6 F
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泵推不进给螺旋桨套上涵道，还提供了新的可能性。现有泵推还是推进电机内置在艇内，通过大轴驱动艇尾的桨叶。无轴泵推取消了大轴。 0 N0 J$ q- a; y1 t " z$ q! B3 C4 u5 B# Y无轴泵推取消大轴后，一般采用外挂短舱，螺旋桨的进水条件更好，可转动短舱还起转向作用，对于港内低速靠泊机动尤其有用。7 H8 z. S: o! y% J3 L
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短舱泵推可以用轴心电机和环形电机。轴心电机比较常规，在涵道内用支架固定驱动电机，电机直接驱动螺旋桨。这到底算有轴泵推还是无轴泵推也可以争议。$ O0 X h3 p/ L/ r' \
$ }* e: c9 V/ p' Q1 i0 f) `真正的无轴泵推采用环形电机，涵道的固定外壁结构本身就是定子，转动内壁是转子，桨叶“生根”在转动内壁上，叶尖反而在圆心。 5 D& n' S- G: @2 s6 I' k. H9 ]7 W( E; {8 n/ o) V * h( p5 R0 D! L2 k7 t8 G6 E
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无轴泵推可以是开放叶尖的' v0 v) K. w9 g0 P0 f9 l
) I; f# l% H$ G& s& L开放叶尖的好处是不可能被外物缠绕，渔网、绳缆直接就从中心的开口“吐”出去了。缺点是桨叶的出力和受力是反的，靠近圆心处受力条件差，但线速度低，需要加强出力；靠近环壁处受力条件好，但线速度高，需要降低出力。没有这样的均衡化的话，桨叶出力沿径向向圆心递减可能在圆心造成回流阻力。# ^! B& r' }) O. O3 Z
' C8 u+ w! [; l( F " ^! s1 L3 E7 e; a . m. y6 M( h, s) K也可以是带更加常规的叶尖整流装置" V* f7 {' J! a, m: {. u) n6 O/ ~3 ^
/ E+ y- B) E- }8 E( a7 F5 Y b这样可以避免圆心的回流阻力，但可能有缠绕问题，也牺牲了一些桨叶扫过面积。: k8 H- d( j1 F2 i: L
0 \0 Q, P& V3 K" `不管是哪一种，无轴泵推有利于分布式推进，用多个推进器代替单一推进器。除了可靠性上的好处外，分布式推进还降低噪声。一个全直径的螺旋桨和4个半直径的螺旋桨具有相同的扫过面积，在转速相同的情况下，可大致看作具有相同的推进作用。但全直径螺旋桨的叶尖速度2倍于半直径螺旋桨，这意味着前者噪声更大。如果空泡速度介于两者之间，噪声水平就是质变了。 * I, V2 z& W/ e* _; g" t' I" k& W; ^ # }9 c# o* q* a/ G9 v$ K& B
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单个螺旋桨有富有特征的“啪嗒啪嗒”声。多个螺旋桨在协调相位后，可以大大降低明显的“啪嗒”声，驾车人开过三缸、四缸、V6、V8的话，容易感受到噪声特征的差别。含混而连贯的噪声更加容易融入环境噪声，如果有意地随机增减转速，更可以把推进噪声伪装为自然的环境噪声，当然，不断的加速减会使推进效率会有所损失。) L+ }: w6 L4 ]
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分布式推进还有可能拉动艇体表面的附面层，降低流体阻力。分布式推进更可以减小尾舵舵面面积，降低阻力和噪声。巡航速度下的精确操控用舵面更加成熟可靠，低速精确机动可以通过转动短舱来实现，高速、大幅度机动用短舱粗调、尾舵细调。% j5 l, o) K. d2 T0 b* U4 W! B
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发表于 2025-8-18 21:33:57
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