是什么突破让中国核潜艇跻身世界最安静潜艇之列?

十九大召开之际,中国船舶工业传来重磅消息。据“CSIC”微信公众号23日报道,6月65438+10月65438+8月上午,CSIC 712所安装的第一台永磁推进电动车组成功下线,各项性能指标符合技术要求。军事专家表示,永磁电机将大大提高潜艇尤其是核潜艇的静音性能,这预示着中国核潜艇有望成为世界上最静音的潜艇之一。

CSIC微信公众号报道,为满足时间节点要求,712所于9月29日赶赴三亚,连续20天夜以继日地展开调试工作。在完成设备单机恢复、设备上电检查、设备间通信等工作后,10年6月8日,整个分系统功能基本恢复。10,16晚完成静态检查,永磁推进电机合格可动。10,18,10上午,螺旋桨慢慢运转,逐渐达到规定速度,永磁推进电动车成功。至此,我国第一台具有完全自主知识产权的艇用永磁推进电动车研制成功,为后来的试验奠定了基础,也为十九大献上了一份丰厚的厚礼。

CSIC没有透露装有永磁电机的潜艇模型及其基本性能。但专家认为,测试一般按照功率由小到大、安装对象由简单到复杂的原则进行。虽然三亚有俄罗斯进口的核潜艇和636潜艇,但作为首个艇用永磁推进电机,应该安装在常规动力潜艇上,而且相对来说,改装国产潜艇比改装进口潜艇更方便。一般来说,常规潜艇使用的永磁推进电机功率为几兆瓦,但安装的试验模型的确切功率尚不确定。

永磁电机有很大的优势。

常规潜艇是第一艘开始全电力推进的军用舰船。早期的潜艇受到电池容量的限制。为了省电,在水面航行或在通气管状态下,柴油机被用于直接推进。随着技术的发展,20世纪60年代以后设计的常规潜艇几乎都是由电动机推进的。但起初,各国常规潜艇的全电力推进主要是交流DC推进,即在水面或通气管状态下,柴油机带动交流发电机发电,DC推进电机经整流器整流后直接驱动。DC推进电机易于制造,经久耐用,但体积大、重量重、控制响应慢、极限功率低、维护成本高、机械换向噪声大、可靠性低,促使人们把目光转向综合性能更好的交流电机。

20世纪70年代,带桥式可控整流器和带海气热交换器的闭式循环冷却系统的自激同步交流电动机开始加载。后来这种同步电机经过优化,变成了直接用海水冷却的电机外壳。但是,这些交流电机需要叠片铁芯、集电器或带有铜绕组的滑环,结构复杂,能量损耗大。永磁技术将消除可能的故障源和能量损失。通过程序设备的匹配和电子电气设备的控制,可以很容易地优化能量输出,更有利于提高船舶的航程。一般来说,永磁同步电机体积小、重量轻、噪音低、效率高,特别是在低速时,比常规DC电机要高得多,而且结构简单、可靠性好、易于维护。更重要的是,它的转子比普通电机轻,结构振动小;永磁电机转子不发热,定子可以用水冷却,消除了通风噪音,降低了热信号。

大大提高核潜艇的静音性

正是因为永磁电机的巨大优势,从20世纪80年代开始,德、美、英、法等国都积极开发永磁电机并投入使用。专家表示,由于永磁电机及其控制系统的优异性能,特别是电机重量的减轻和轻载时的高效率,对潜艇电力推进系统至关重要。研究表明,在相同的转速和功率下,永磁电机的体积和重量比常规电机分别减少约60%和40%。德国212级潜艇永磁电机功率达到6.5 MW,体积和重量与209级3.6 MW电机相近。核潜艇上永磁推进电机的静音效果改善更加明显。传统核潜艇通过核反应堆驱动汽轮机,汽轮机通过齿轮箱向螺旋桨输出动力,因此机械振动噪声大,能量损失也大。永磁电机技术将有助于核潜艇的全电推进,消除核潜艇的主要噪声源,使核潜艇的噪声降低一个等级。