自螺旋槳發明，並實際應用後，這種結構簡單、可靠、且推進效率高的推進器，迅速成為了潛艇的主流推進器。但是隨著反潛技術的發展，及自身任務需求的改變，簡單的螺旋槳已不再能滿足潛艇的作戰需求了，為此，不得不需求一些新的推進器，從而推動著潛艇推進器的演化。今天筆者就簡要梳理以下潛艇推進的演化路線，以此來看推動潛艇推進器演化的重要因素，從而對未來推進器的發展做一個展望。

船舶螺旋槳

螺旋槳推進

早期的潛艇螺旋槳：

早期潛艇採用螺旋槳推進，只是為了解決潛艇推進的問題。當時因為反潛水平不高，因此，對於螺旋槳推進器的要求，主要是：結構簡單、可靠、且推進效率高即可。因此，出現了三葉、四葉、這種結構簡單，推進效率高，但震動、噪聲水平高的普通螺旋槳應用在潛艇上。

採用三葉槳推進的潛艇（雙槳）

後期更安靜更高效的螺旋槳：

隨著反潛技術的提升，對潛艇螺旋槳的噪聲水平提出了新的要求。後來一般採用大直徑、低轉速、多葉片，大傾斜結構形式的螺旋槳，因為這樣能在保證推力的情況下，有效降低螺旋槳的振動和提高螺旋槳的空化臨界航速。在一段時間裡是否裝備七葉大傾斜槳，成了先進潛艇的標誌。

七葉大傾斜槳

螺旋槳槳推進存在的固有問題：

但是隨著先進潛艇水下航速的增加，尤其是核動力潛艇（核動力裝置的運轉不依賴空氣，使得其能在水下長時間高速航行，最高航速能超過30節），人們不得不增大推進器的推力。螺旋槳增大推力最有效的辦法就是增大直徑或者提高轉速。但是受限於材料和加工能力，螺旋槳的直徑不可能一直增大；而提高轉速又會增加螺旋槳的振動和空化問題。因此，高航速的潛艇不得不尋求新的推進器。（注：七葉大傾斜槳依然是低速潛艇重要的推進器）

雙槳也是解決潛艇推力不足的辦法

泵噴推進

新型推進器的應用：

英國率先在皇家海軍的“特拉法爾加”級攻擊核潛艇（Trafalgar Class Submarine）二號艦“洶湧”號（Turbulent）上裝備了新型的推進器——泵噴推進器，開啟了高速核潛艇裝備泵噴推進器的先河。隨後英國的“前衛”級和“機敏”級核潛艇，法國的“凱旋”級核潛艇，美國的“海狼”級和“弗吉尼亞”級核潛艇等各國先進的高速核潛艇都陸續開始裝備泵噴推進器。從高速核潛艇的發展來看，在高速核潛艇領域泵噴推進器大有取代傳統的七葉大傾斜槳，一統天下之勢。

採用泵噴推進（噴水）的潛艇

什麼是泵噴推進器：

潛艇的泵噴推進器也就是我們常說的噴水推進器。一般用在潛艇上的泵噴推進器，都是外懸式軸流泵噴水推進器，它主要由轉子（葉輪）、定子（導輪）和環形導管三部分組成。轉子和定子都是機翼式的圓截面葉片，一個旋轉做功，一個固定導流，二者都被導管罩著。工作時，電機（汽輪機）通過驅動葉輪對流體做功，使其高速噴出，依靠水的反作用力而產生推力。

泵噴推進器（外懸式軸流泵噴水推進器）

泵噴推進器的加速型和減速型導管：

泵噴推進器的導管可分為加速型和減速型，其作用是加速或減速流入葉輪的水流。加速型導管能改善推進器重載下的效率；減速型導管能延緩空泡的發生，有利於減少噪聲。據公開資料顯示，潛艇用的泵噴推進器都是採用的減速型導管。

加速型和減速型導管（導管螺旋槳）

泵噴推進器的前置導輪和後置導輪：

泵噴推進器的定子（導輪），可分為前置導輪和後置導輪。前置導輪主要是給予了進口流體一定的能量，分擔主葉輪一定的負荷。另外，前置導輪還能為葉輪進口提供均勻的流速，以避免進口流態不穩定對葉輪造成的干擾，而引起葉輪振動和效率低下。因此，前置導輪能有效降低泵噴推進器的空化現象，減少振動和噪音。後置導輪主要是矯正葉輪出口處流體的運動，使部分旋轉運動的流體轉換成向後的運動。因此，後置導輪除了能提高泵噴推進器的效率，改善推進器尾跡，還能消除傾倒力矩。就筆者接觸到的泵噴推進器而言，大部分都是後置導輪式的。

後置導輪的泵噴推進器

泵噴推進器的優越性：

泵噴推進器最主要的優勢來源於導管對流場的分割作用，而使推進泵的葉輪在均勻的流場中工作，以及減少工作流體的擴展。如果再加上特定的導管和導輪，使得泵噴推進器在高速範圍內有更好的抗空泡性能。因此，提高了潛艇推進器在高航速下的噪聲水平和效率。據統計，在航速大於20節以上時，泵噴推進器具有較明顯的優勢。正是因為有如此優勢，越來越多的高速潛艇，尤其是攻擊型核潛艇，開始採用泵噴推進器。

螺旋槳空化

無軸泵噴推進

在泵噴推進技術成熟以後，人們似乎還並不滿足於其性能，又把矛頭指向了那根笨重的傳動軸。泵噴推進雖說改善了潛艇在高航速下的靜音性能，但是隨著航速的增加，傳動軸系的不利影響又逐漸突出起來了。為了消除其對潛艇的不利影響，人們想到了取消傳統泵噴推進器的傳動軸，採取動力源直接驅動泵噴葉輪的模式。事實上，無軸泵噴推進器算的上是有軸泵噴推進器的進化版。

無軸化就是解決傳動軸存在的問題

未來的潛艇推進器展望

從現在潛艇推進器的發展規律來看，適應高速環境，更安靜、更可靠、更高效，是潛艇發展的主流思路，顯然，無軸泵噴推不是終點。筆者認為，未來的潛艇推進器應該是朝著無運動部件，或極少運動部件的方向發展，因為只有這樣才能從根本上解決機械震動和空化問題。

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作者：小船人的夢想 2019年4月28號