大家知道,馬偉明院士團隊研製的中壓直流綜合電力系統不僅在中國具有開創性意義,而且技術性能超越了美國水平。這個新技術為我國艦艇全電推進系統、航母電磁彈射系統奠定了基礎,將中國艦船水平向前推動了一大步。實際上,得益於綜合電力系統,還有一類前沿的靜音動力或將率先裝備中國潛艇。
目前來看,世界大國的最新型核潛艇,譬如美國海狼級、弗吉尼亞級,俄羅斯北風之神級,法國凱旋級,英國的前衛級等,普遍採用了泵噴推進器,也就是在螺旋槳外面圍繞一圈環狀導管,以屏蔽螺旋槳(轉子)旋轉產生的噪聲,並改善進流條件,從而提高推進效率,實現大幅降低噪音的效果。
最新型的無軸泵推技術,它的推進螺旋槳由電機驅動,電動機不是安裝到潛艇的中心軸線,而是布置在艇體外部的環形導管壁上,由於從中心軸驅動變成四周驅動,所以叫無軸泵推。簡而言之,無軸泵推取消了帶動螺旋槳的主軸,帶動螺旋槳的動力換成了環形導管上的電機。媒體證實,無軸泵推技術已經應用於中國095型核潛艇,並已正式服役。
無軸泵推技術雖然好,但仍然是傳統機械動力系統,國際上更加前沿的推進技術當屬“磁流體動力系統”。所謂的“磁流體推進器”就是貫通海水的通道內搭建一個磁場,這個磁場能對導電的海水產生電磁力作用,使之在通道內運動,若運動方向指向艦艉,通過反作用力便會推動艦船前進。
與傳統機械轉動類推進器(螺旋槳、泵噴推進器)比較,磁流體推進器的不同點在於:前者使用機械動力(汽輪機、電機)作為推力,而後者使用電磁力。因此,磁流體推進器無須配備螺旋槳槳葉、齒輪傳動機構和軸泵等,是一種完全靜止的推進設備。
現代潛艇使用這種推進器,能夠從根本上消除機械轉動而產生的振動、噪音以及功率限制,能在幾乎絕對安靜的狀態下高速航行。 由於減少了物理摩擦,各類設備部件壽命更長。同時,該裝置可以設計的非常小,大大方便了潛艇總體布局,有利於進一步減小潛艇體積。
據報道,中國早在上個世紀就開始研發磁流體推進裝置,2007年展示了用於小型核潛艇的概念模型。目前,磁流體動力推進系統還沒有實際應用的案例,美國海軍計劃為最新的哥倫比亞級彈道導彈核潛艇裝備這種推進技術,預計將於2030年左右現身。
由於磁流體推進技術的核心是電磁力,關鍵就是電機技術,需要綜合電力控制技術對艇上的電能進行更精確、更有效率的分配。因此,馬偉明院士的綜合電力系統又將再一次發揮關鍵作用。在中國095、096核潛艇已經全面應用更加成熟的無軸泵推技術的情況下,磁流體推進系統或將裝備中國小型核動力潛艇。這種小型核潛艇排水量約為4500噸級,其輻射噪聲也與常規潛艇相當,水下航行噪聲僅為90分貝,無論是在續航能力還是在行進速度上都有着相當大的優勢,將成為中國海軍水下的又一殺手鐧!