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核潜艇到底是如何推动自己前进的?
核潜艇的内部构造我不清楚,但是晓伟可以给你从物理角度分析,核潜艇到底是怎么推动自己高速前进的。
核潜艇是一种以核反应堆为主要动力,拥有“无限”续航力和30多节的最高航速,被誉为海军武器库中与航母并列的装备。
当然它的能源来自于核反应堆,过程我们根据核电站原理推测,有两种推进方式。
1.发电推进,核反应堆把水烧开,然后产生的蒸汽推动汽轮机叶片,然后叶片旋转发电,然后把电输送到电动机,电动机带动螺旋桨。
2.直接推进,核反应堆烧水产生蒸汽,蒸汽带动叶片旋转,然后通过减速齿轮,直接用轴把动力输出到螺旋桨。
核-电转换功率太低,所以目前还是通过水或者其他的媒介带走反应堆的能量,目前应该只有这两种推进方式,具体采用的哪一种你得去问设计者或者操作者,我没去过我不发言。
潜艇按照动力的不同分为常规动力潜艇和核动力潜艇,目前世界上只有少数几个国家全部装备了核动力潜艇,其中装备核动力潜艇最多的国家就是美国。美国海军早就实现了潜艇的核动力化,如今在批量建造的攻击型核潜艇是佛吉尼亚级,未来装备的总数要达到66艘。
核潜艇就是安装核反应堆的潜艇,目前使用最多的反应堆是压水反应堆,核反应堆产生的是热量,而这个热量是来自于核燃料的裂变反应。核反应堆进行的是可控核裂变,通过控制中子的量来达到核反应堆持续输出热量的功能。核反应堆产生的热量会被淡水带走,这些水在循环过程中会变成水蒸气,通过一定的管道和容器之后再被输送到蒸汽轮机。
蒸汽轮机的结构和航空发动机类似,不过使用的是蒸汽,包括燃气轮机等都是在航空发动机的基础上改进而来的。通过蒸汽轮机可以把热能转换成机械能,这些机械能能够带动发动机进行发电,或者驱动潜艇的螺旋桨。目前在船舶动力上有了新的变化,这就是所谓的全电推进技术,传统上蒸汽轮机是通过变速箱和主轴连接在一起的,这样就会有一个很长的主轴穿过各种舱室,全电推进则是把蒸汽轮机的动力变成电能进行输送,这样省去了很长的主轴。
不管是常规动力潜艇还是核动力潜艇,其最终是需要依靠螺旋桨的旋转来驱动潜艇的,除了传统的螺旋桨之外还有更为先进的泵喷技术,这就是所谓的管道螺旋桨。从核反应堆到螺旋桨的转动,核能到机械能的转换是经过许多的步骤,最终变成螺旋桨的旋转,这样潜艇就能够在航行了。
最直接的答案是靠自己的螺旋桨推动自己前进的,其前进的快慢和自己装备的螺旋桨旋转的快慢直接相关,转得快,潜艇就跑得快;转得慢,潜艇就跑得慢。之所以要打造核潜艇,就是要通过核反应堆给螺旋桨提供持续的动力,使它可以在海面下,持续地隐蔽潜行,择机打击敌方的潜艇或水面舰艇,因此,最大限度的不被敌人的潜艇或水面舰艇发现是核潜艇的重要防御任务,这是实现最大限度歼灭敌人保存自己的作战目标的前提。核潜艇在作战中要进行机动,追踪或伏击敌人,潜航中时快时慢,螺旋桨可起到了至关重要的作用了,你想想法国的航母曾发生过螺旋桨脱落沉到海底的事情,这要是发生在核潜艇身上,核潜艇即便是其它毛病没有,那也只能在海里上下沉浮,原地踏步,战争时期发生这样的事情早晚会被我们的海军发现给击沉了不可。另外,为了对付核潜艇,还有一些非对称手段可用呢,如用渔网绕、用海带缠,当然也可以诱使敌方潜艇到我们的浅海这里,让它陷入泥沙之中,造成螺旋桨转不动,使潜艇触礁。这些通过对付螺旋桨打击敌人的核潜艇的方法,使好了也是很管用的。当然,核潜艇螺旋桨作为直接动力元件,从设计到加工可不是小事情啊,设计不到位,不符合流体力学不行;设计好了,又加工不出螺旋浆所需的极其复杂的曲面也不行。都会造成螺旋桨工作时产生噪音,本来是要悄然无声地接近敌人的,自己却吵吵嚷嚷起来,肯定打不了胜仗啊。前苏联的核潜艇螺旋桨噪声大,易被侦测到,就被美国轻视、嘲笑。之后曾经出现过前苏联悄悄从日本东芝引进9轴铣床用于加工自己的螺旋桨,被美国发现,这是轰动一时的国际事件。原因就是前苏联虽然突破了设计核潜艇螺旋桨的技术关,却没有能力加工,只得买日本的设备来加工,虽然价格高,但从此前苏联,至到现今的俄罗斯的核潜艇都解决了螺旋桨噪音大的毛病,幽灵般消失到了大海的背景噪声中,成为了美国的心头大患了。因此,螺旋桨推动核潜艇前进,其作用是极其重要的!
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