馬偉明院士團隊無軸泵推技術領先美國 應用於下一代中國核潛艇

5月30日，中央電視台《焦點訪談》欄目播出了紀念全國首個科技工作者日的特別節目“科技強國的追夢人”，介紹了北京郵電大學網絡與交換技術國家重點實驗室主任張平教授與中國工程院院士、海軍工程大學電力電子研究所所長馬偉明。

其中在介紹中國工程院院士、海軍工程大學電力電子研究所所長馬偉明院士的相關事蹟時，記者獲准進入了海軍工程大學的一所實驗室，拍攝並採訪了馬偉明院士帶領研發的一系列科技成果。其中一件帶有展板的展品被馬偉明院士介紹為他所在團隊“在世界上第一個領先項目”，而根據展板上的介紹，這一成果是“潛艇無軸泵噴推進器”。

央視《焦點訪談》欄目中馬偉明對無軸泵噴推進器的介紹

根據馬偉明院士介紹，潛艇無軸泵噴推進器是下一代核潛艇所用的推進系統，並且“現在已經在應用了”，而在技術上，他的團隊掌握的這一技術“領先就領先美國”，且“美國也是沿着這條路線走的”。

馬偉明院士所介紹的，正是繼機械式泵噴推進器之後新一代的潛艇推進器結構——無軸泵噴推進器。

泵噴推進器是當代潛艇，尤其是核潛艇上應用的新型組合式水動力推進器。與此前潛艇廣泛使用的七葉大側斜螺旋槳相比，泵噴推進器在推進效率高於後者的同時，其輻射噪聲反而低於七葉大側斜槳。文獻表明，低航速下，泵噴的低頻線譜噪聲比七葉大側斜槳要小15dB以上，寬帶譜總噪聲級下降10dB以上，高航速下，降噪效果更為明顯。且泵噴空化性能要優於七葉大側斜螺旋槳，使得泵噴臨界航速更高，十分適合水下高速航行的核潛艇使用。

下水前的“弗吉尼亞”級核潛艇，其艇尾的大型物體就是泵噴推進器

目前，包括英國“機敏”級、“特拉法爾加”級、美國“海狼”級、“弗吉尼亞”級等多型西方核潛艇都已經採用了泵噴推進器。但目前實際應用的潛艇泵噴推進器都屬於機械式泵噴推進器，這一推進系統由於仍然依賴潛艇艇體內的驅動軸提供動力，並沒有根本解決傳統“螺旋槳-軸系-艇體”耦合振動有道的潛艇低譜噪聲。為了進一步降低這一噪聲，研製無軸泵噴推進器就成了相關的解決之道。

2004年，美國海軍和國防預先研究計劃局（DARPA）聯合發起了Tango Bravo項目，該項目擬取得的技術突破中，第一條即是實現無軸推進。2011年，麻省理工學院機械工程系完成了潛艇吊艙推進的概念設計，而美國海軍研究署則在着手研究無軸泵噴推進器實用化技術，並計劃在美國下一代戰略彈道導彈核潛艇上率先應用無軸泵噴推進器。

美國海軍未來規劃的無軸泵噴推進系統

無軸泵噴推進器將傳統螺旋槳和機械式泵噴推進器的軸系驅動轉化為佈置在泵噴導流管內的電機驅動，從而取消了傳統動力系統的驅動軸，也從根本上消除了軸系所帶來的各種噪聲，而研製無軸泵噴推進器的先決條件就是實現動力系統的綜合全電力推進，這也正是馬偉明團隊所科研攻關的重點項目。

央視《焦點訪談》電視畫面截圖，課件黑色的小型無軸泵噴推進器樣機

相比機械式泵噴推進器，無軸泵噴推進器的核心技術優勢在於將電機無軸推進技術與泵噴低噪、高臨界航速的突出優點完全集成起來，技能發揮泵噴本身的聲學性能優勢，又能消除軸系聲源激勵系統。同時，由於無軸泵噴推進器需要在泵噴導管上佈置電機，可以大大改善潛艇倉室內的有效利用空間。

從央視現場畫面看，實驗室內的泵噴體積和尺寸都較小，很可能是用於技術演示的原理樣機或者早期的小功率輔助推進器。由於技術水平限制，目前美國的無軸泵噴推進器單台的推力還無法完全替代機械式泵噴推進器，因此美國正在考慮使用兩台甚至三台無軸泵噴推進器佈置在艇尾，實現潛艇推進系統的變革，降低潛艇的噪聲。

中國海軍093型核潛艇

根據馬偉明在採訪中的表態，我們雖然無法獲知中國無軸泵噴推進器的研製進度，但可以知道中國的下一代核潛艇已經應用了這一領域的相關技術，中國很可能將會和美國成為世界上最早在核潛艇上應用這一先進技術的國家。