0XX新型潜艇全电推进技术深度推演(下集)
作者:橘子洲头(2026年6月11日)
接上集。
五、从五叶桨到内置无轴泵喷推进技术演进
1、从091五叶桨到093七叶大侧斜桨的降噪突围
国产核潜艇的静音进化,最早从螺旋桨迭代开启。
初代091型核潜艇采用经典单轴五叶螺旋桨,相比早期三叶、四叶桨,已经优化了振动与噪音问题,但受限于基础结构短板,硬伤十分明显,空泡起始速度偏低,高速航行时噪音飙升,据说,峰值可达160分贝,隐蔽性十分有限。
后续迭代的093型攻击核潜艇,针对性换装七叶大侧斜螺旋桨,实现了首轮静音突破。大侧斜的特殊结构,让各个叶片错峰进入水流伴流场,彻底避免多叶片同步产生压力脉冲,大幅削减离散噪声。再搭配艇体消声瓦、减振浮筏等全套降噪手段,093的航行噪音成功压至110分贝左右,性能追平美军洛杉矶级后期型水准。
但螺旋桨架构存在无法突破的物理天花板,只要有传动轴系,就必然产生齿轮啮合噪声和轴承振动。只要桨叶在非均匀水流中旋转,空泡、线谱噪声就无法根除。想要实现静音质变,必须彻底抛弃“螺旋桨+轴系”的传统方案。
这里注意,根据目前掌握的所有公开信息,东大官方确认并公开的093型核潜艇,型号是093、093A和093G。093B这个编号从未得到过东大官方任何形式的确认。093B的来源,应该是舆论的通俗叫法,外界普遍猜测093系列中存在一批数量可观、技术与外形有显著提升的批次,在官方未命名的情况下,媒体便广泛使用了093B这一临时称呼。在一些中文媒体中,它甚至与官方型号093G混用。

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2、有轴泵推各国选取
有轴泵推,是螺旋桨的进阶改良版,也是当下欧美顶尖核潜艇的主流配置。
简单来说,就是把螺旋桨包裹在环形导管内,通过前部静止导叶整流、后部叶轮旋转做功,核心优势十分直观,导管压制叶尖涡流与空泡,提升静音航速;预旋导叶规整进水流场,降低脉动压力,整体降噪效果全面优于传统螺旋桨。
目前美军海狼级、弗吉尼亚级,英国机敏级、法国梭鱼级,清一色采用有轴泵推。但这项技术本质只是改良,并非终极方案,依旧需要贯穿艇体的传动轴和减速齿轮箱,轴系核心噪声始终无法根除,属于典型的成熟过渡技术。
不同于欧美深耕有轴泵推的迭代路线,我国直接跳过这一阶段,放弃跟风过渡技术,直奔下一代无轴泵喷方案,这也是马伟明院士“领先就领先美国”的核心技术底气之一。

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还有一种集成电动机有轴泵推,仍有短轴。在推进器模块内部,电动机的转子和螺旋桨/泵喷转子之间,通过一段短轴连接。这段轴虽然不长,但仍然是物理轴系,存在轴承摩擦、振动、密封等机械噪声问题。
优点是取消了贯穿艇体的长轴,避免了长轴带来的振动传递和密封难题,动力源(电动机)与推进器一体化,结构紧凑。缺点也很明显,推进器模块内部的短轴和轴承仍会产生机械噪声,电动机内置在推进器模块中,散热、维护、电磁屏蔽仍是工程挑战。
多见于吊舱式电力推进(如破冰船、邮轮),或某些常规潜艇的电力推进方案。在核潜艇上,这种方案比长轴方案先进,但仍不如无轴泵喷极致,这里就不多说了。
3、传统无轴泵推
无轴泵推的核心革新,就是彻底砍掉贯穿艇体的传动轴,将驱动电机集成在环形导管内部,以电机转子作为叶片、定子固定导管壁,从根源上消除轴系机械噪声,同时大幅精简结构。看似完美的技术,却存在三大致命工程短板,让多国迟迟无法实战列装。
第一,功率瓶颈。环形电机集成空间有限,对高磁通材料、散热系统、精准控制技术要求极高,目前全球公开的无轴泵推单台功率普遍不足5兆瓦,而万吨级先进核潜艇需要40兆瓦以上推力,功率缺口巨大。因此,传统无轴泵推看似很热闹,包括媒体各种夸张,却始终不见最终服役的原因。
第二,可靠性极差。整套电机、电控器件直接浸泡在海水中,常年面临海水腐蚀、深海高压、密封失效三重风险,水下故障后无法维修,实战稳定性堪忧。
第三,磁特征暴露。环形电机强磁场直接裸露在海水中,极易被机载磁异常探测器(MAD)捕捉,直接暴露潜艇位置,牺牲了隐身安全性。
正因这些硬伤,包括美国在内,研究多年的无轴泵推,至今只能作为潜艇辅助备用推进装置,始终无法成为主力动力系统。

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4、内置式无轴泵喷
针对传统无轴泵推的所有短板,有人提出了一条独一无二的自研路线,就是内置式多级串联无轴泵喷系统,彻底重构核潜艇推进逻辑,核心设计颠覆传统:
首先,采用艇内隐蔽进水涵道,在艇体中前部设置隐蔽进水口,通过专属管路将海水导入艇内,全程规避外置设备暴露问题;其次,搭载2-4台多级串联无轴泵组,依靠环形电机叶轮逐级增压,叠加输出动力;最后,配备尾部矢量喷口,高压水流喷射产生推力,同时可通过喷口偏转实现全向机动。
这套独创方案,一次性根治了外置无轴泵推的三大致命缺陷,技术优势全方位碾压。
除此之外,内置密闭环境还可兼容磁悬浮轴承、超导电机等前沿技术,进一步提升推进效率、压低机械噪音。搭配矢量喷口全向机动能力,可实现无舵面灵活转向,从动力、操控、隐身多维度实现升级。
结合马伟明团队公开仿真实验数据,各类核潜艇推进方案的效率、噪声、成熟度差异一目了然(噪声数值越低,隐身性能越强),如下图表:

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从数据能清晰看出,内置无轴泵喷,虽理论推进效率略低于有轴泵推,但彻底消除了轴系、齿轮箱核心机械噪音,让整艇辐射噪声直接降低80%以上。结合徐光裕少将“新型潜艇性能与海狼级不相上下”的表态、何琳院士“2025年国产潜艇达到世界先进水平”的预判,可精准推断,新型潜艇G改进型噪音水平已低于95分贝,成功踏入90-95分贝的海洋自然背景噪声区间,能完美隐匿于海洋环境中,大幅压缩敌方被动声呐探测距离,隐身能力达到全球顶级水准。
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六、新型潜艇基本型与新型潜艇G的区分再论证
1、国产军工规律“小步快跑、迭代精进”
了解东大海军装备发展的军迷都清楚,咱们核潜艇的升级迭代,从来不走“一步到位”的激进路线,始终秉持小步快跑、迭代试错、成熟落地的核心逻辑,每一批次型号都有实打实的技术升级,绝不做无用量产。
过往型号的迭代轨迹就是最好的证明,初代091核潜艇,从401艇到405艇,每一艘都针对性优化降噪工艺、提升设备可靠性,持续打磨基础性能。主力093攻击核潜艇更是迭代清晰,从基础型,到优化围壳隐身的093A,再到加装垂发系统、解锁对陆打击能力的093G,每一次改型都有肉眼可辨、战力质变的升级。
全新的新型潜艇系列,自然延续了这套成熟的军工迭代逻辑。早期的新型潜艇基本型,本质是新一代核潜艇核心技术的海上验证平台,并非最终量产形态,每批次改进型建造数量仅1-2艘,核心使命就是“试技术、攒数据、排故障”,为完整版终极型号铺路。
它的核心验证任务十分明确,实地校验新一代高自然循环反应堆的海上真实工况、测试中压直流综合电力系统的长期运行稳定性、磨合全新无轴泵喷推进器的水动力性能。值得一提的是,早期基本型无轴泵喷大概率为单级结构,还保留了小型轴系作为备用,最大限度规避新技术试装的风险。
为了严控变量、保障验证稳妥,新型潜艇基本型并未贸然放大艇体,耐压壳直径维持在11米左右,和现役093G基本持平。依托成熟艇体架构落地新技术,既能快速完成定型研制,又能避免全新艇体+全新动力的双重未知风险,是国产军工最稳妥的迭代思路。
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