为什么各国核潜艇噪音竟然这么低呢？中国核潜艇呢？

2018-1-22 15:25| 发布者: weixin| 查看: 598| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 核潜艇的噪音源主要有两个：一个是前面所提到的压水反应堆特有的主冷却泵，另一个则是主蒸汽涡轮的减速器。

　　目前，服役中的世界各国核潜艇反应堆大部分都是压水型堆(Pressurized Water Reactor，简称PWR)，这是一种轻水反应堆。中国的汉级攻击型核潜艇、夏级战略弹道导弹核潜艇搭载也都是PWR型反应堆。

　　核潜艇还需要一种热交换器，即将通过反应堆加压产生的第一次冷却水热量传输到第二次冷却水，通过蒸汽发生器(Steam Generator)产生蒸汽。为了能够在蒸汽发生器中压送第一次冷却水，还需要一部大功率的主冷却泵。这种主冷却泵也被称为一次性冷却水泵。蒸汽发生器和主冷却泵一旦发生损坏，则会影响整个系统的运转，因此潜艇上一般都装备了两套以上的这种设备。压水型反应堆通过蒸汽发生器将一次冷却水和二次冷却水循环到不同的封闭回路当中。

使用压水型反应堆也存在缺点，就是需要使用两台主冷却泵，这样一来就大大增加了振动和噪音。对于潜艇来说，过大的噪音和振动会产生致命的问题。核反应堆运行当中，主冷却泵就会高速运转，根本无法从外部进行手动控制，这一点与功率大小是没有关系的。因此，从主冷却泵的设计和制造，可以看出一个国家潜艇设计的技术、经验和能力水平。

　　核潜艇的噪音源主要有两个：一个是前面所提到的压水反应堆特有的主冷却泵，另一个则是主蒸汽涡轮的减速器。目前，将涡轮每分钟数千转的高速旋转降到螺旋桨的数百转，也就是说要降低功率，除了使用金属齿轮以外还没有什么更好的办法。对于1万马力以上机器来说，只有使用平齿轮减速器。这样齿轮与齿轮之间的磨擦就会产生尖锐的声音。

　　此外，潜艇艇体上还有另外一个噪音源，即螺旋桨转动带来的噪音。如果旋转次数过多，就会发生气穴现象。这也会产生很大的噪音。螺旋桨在水中高速旋转，螺旋桨前进的方向(正面)就会因为螺旋桨翼而产生负压，特别是在翼端会产生气泡(空洞)，这种气泡发生破裂时会产生很大的声音。不仅如此，动力系统发生气穴现象的话，则推进效率也会降低。

　　如果潜艇的速度降下来，则螺旋桨的转数就会随之下降，气泡现象会消失或减弱，噪音也会随之减小。因此，降低螺旋桨旋转速度的减速器是必要的。潜艇是以不产生气穴现象的速度，即任巡逻中静静航行的状态来测量杂音的。这个速度被称为战术速度，一般为5节到12节，根据涿度、螺旋桨的种类及加工的精度这个速度会发生变化。

　　对于世界各国来说，潜艇的杂音标准是最高的军事机密之一，一般来说是很难了解到的。根据水中声学原理，如美英国家使用距声音源一码的分贝值来表示舰船和潜艇噪音。测定实际的噪音时，由离航行中的舰船(潜艇)约50码到200码距离放置水下测音器来测定，再加上修正距离，就是离1码距离时水中声音的分贝值。

　　美国现在服役的第四代攻击型核潜艇洛杉矶级的噪音值已降到了105—125分贝，而最新一代的弗吉尼亚级核潜艇的噪声已经降低到了100分贝以下。俄罗斯(原苏联)的维克托Ⅲ级攻击型核潜艇的噪音值也降到了130—145分贝。苏俄第三代的麦克级、塞拉级和阿库拉级潜艇的噪音值为115分贝到120分贝，而最新一代的亚森级核潜艇的噪音也已经降低到了90-100分贝。

　　中国汉级核潜艇的401号、402号，是一种噪音非常大的潜艇，噪音值为160到170分贝。汉级核潜艇的第3、4、5号艇(舷号403、404、405)的噪音问题得到部分改进(主要原因应该是使用涡轮电力动力系统)，噪音值为140-150分贝，其静音水平也只能与美国第二代的长尾鲨级潜艇相当。

　　不过，得益于2002年到2009年中国在潜艇降噪领域的巨大进步，我国第二代的攻击核潜艇093级已经将噪声降低到了110-120分贝，接近苏俄的第三代麦克级和塞拉级的噪声水平，而未来规划中的新型攻击核潜艇则有望在整体设计上降低噪声水平，采用七叶螺旋桨和填角结构，采用一体化压水堆，动力系统也大大简化，同时采用了先进的双层隔振技术和核反应堆基座减震浮筏，有望将噪声水平控制在100分贝以下，达到美俄当今的先进水平。

　　图文来源于东方网-军事头条(mil.eastday.com)。

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