上海交大团队研究出用于潜艇的更安静、更强大的泵式喷气机

由上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室的华宏星教授领导的小组提到，在一个地面测试设施进行的模拟实验表明，全新的设计可以提高泵式喷气机在较慢速度下的推力，同时大大降低 大多数属性频率 下的嘈杂振动。

最初的时尚管道式螺旋桨是由意大利发明家第二坎皮尼于1931年在威尼斯建造的。在20世纪80年代，英国海军在其特拉法尔加级潜艇上最早使用了泵喷气技术。现在，泵喷气推进技术将出现在地球上最强大的几艘潜艇中，包括美国的海狼级、弗吉尼亚级和哥伦比亚级以及法国的特里姆象级。

在理念上，与完全无盖的转子相比，泵式喷气机可以抑制更多的噪音，并通过管道获得更多的动力效果。

然而，这种好处可能会被叶片、管道间隙内产生的混沌电流所抵消，在观察中，这可能会引发转子轴上的极端振动并产生大量噪音。

在过去的几年里，来自世界各地的研究人员已经进行了许多研究，并提出了有效的策略来减少湍流，如缩小孔洞和简化叶片的尖端。

然而，一些军队客户仍然选择传统的螺旋桨。2018年，当澳大利亚当局考虑从法国购买一支泵式喷气潜水艇舰队时，据说一些高级海军军官反对这一计划，认为笼罩式转子在低速时的表现会很差。

华宏星的小组提出，最终的答案可能是完全消除间隙。

华宏星团设计的推进器，其转子建议嵌入管壁内。

他们在管壁上挖了一条沟，允许转子在里面自由移动。

然而，为了正常工作，这种全新的喷气泵需要一种密封材料，可以将水严格控制在沟渠之外，而不妨碍转子的运动。

我国某集团提到它已经发现了合适的材料，并建造了一个光滑的密封结构，由高质量的纤维制成，可以满足这些要求。该纤维的确切性质仍在验证中。

根据研究人员的说法，转子叶片的顶端还被涂上了一层涂层，以减少长期使用中的磨损。

关于新技术的一个严重问题是，在管道上固定刷的想法是否会影响到泵喷气的总体效率。

该小组将该系统放在一个水隧道中，并测量其在完全不同的速度下的推力和振动。

他们发现，在最佳的速度下，无间隙喷气泵的环境隐藏性肯定比标准设计差得多。

然而，该系统通过降低导致阻力的随机湍流，在降低速度时可产生大约10%的额外推力。此外，它还产生了更少的气泡，通常被称为空化现象，当叶片快速旋转时会发生。

根据检查结果，噪音振动的功率被记录在各种频率的传统泵式喷气机的十分之一到三十分之一，这些频率可能被海洋中的潜在对手密切监测。

据报道，我国早期的核潜艇产生了许多噪音，使不同国家能够相对容易地追踪其行动。

然而，一些军队顾问认为，随着使用新的专业知识，如泵式喷气机，我国核潜艇的新款式已经变得更快、更安静。

世界各地的研究人员都在竞相开发新的推进技术，以提高其潜艇的速度和隐蔽性。

例如，我国的一些高级海军分析官员已经提议拆除冲压式喷气机的设施传动轴。

根据我国的最新研究，无轴冲压发动机预计将减少噪音并提高速度，但是许多设计也同样被叶片和管道之间的间隙中坚固和不可预测的湍流所困扰。