马伟明院士团队无轴泵推技术领先美国 应用于下一代中国核潜艇

5月30日，中央电视台《焦点访谈》栏目播出了纪念全国首个科技工作者日的特别节目“科技强国的追梦人”，介绍了北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室主任张平教授与中国工程院院士、海军工程大学电力电子研究所所长马伟明。

其中在介绍中国工程院院士、海军工程大学电力电子研究所所长马伟明院士的相关事迹时，记者获准进入了海军工程大学的一所实验室，拍摄并采访了马伟明院士带领研发的一系列科技成果。其中一件带有展板的展品被马伟明院士介绍为他所在团队“在世界上第一个领先项目”，而根据展板上的介绍，这一成果是“潜艇无轴泵喷推进器”。

央视《焦点访谈》栏目中马伟明对无轴泵喷推进器的介绍

根据马伟明院士介绍，潜艇无轴泵喷推进器是下一代核潜艇所用的推进系统，并且“现在已经在应用了”，而在技术上，他的团队掌握的这一技术“领先就领先美国”，且“美国也是沿着这条路线走的”。

马伟明院士所介绍的，正是继机械式泵喷推进器之后新一代的潜艇推进器结构——无轴泵喷推进器。

泵喷推进器是当代潜艇，尤其是核潜艇上应用的新型组合式水动力推进器。与此前潜艇广泛使用的七叶大侧斜螺旋桨相比，泵喷推进器在推进效率高于后者的同时，其辐射噪声反而低于七叶大侧斜桨。文献表明，低航速下，泵喷的低频线谱噪声比七叶大侧斜桨要小15dB以上，宽带谱总噪声级下降10dB以上，高航速下，降噪效果更为明显。且泵喷空化性能要优于七叶大侧斜螺旋桨，使得泵喷临界航速更高，十分适合水下高速航行的核潜艇使用。

下水前的“弗吉尼亚”级核潜艇，其艇尾的大型物体就是泵喷推进器

目前，包括英国“机敏”级、“特拉法尔加”级、美国“海狼”级、“弗吉尼亚”级等多型西方核潜艇都已经采用了泵喷推进器。但目前实际应用的潜艇泵喷推进器都属于机械式泵喷推进器，这一推进系统由于仍然依赖潜艇艇体内的驱动轴提供动力，并没有根本解决传统“螺旋桨-轴系-艇体”耦合振动有道的潜艇低谱噪声。为了进一步降低这一噪声，研制无轴泵喷推进器就成了相关的解决之道。

2004年，美国海军和国防预先研究计划局（DARPA）联合发起了Tango Bravo项目，该项目拟取得的技术突破中，第一条即是实现无轴推进。2011年，麻省理工学院机械工程系完成了潜艇吊舱推进的概念设计，而美国海军研究署则在着手研究无轴泵喷推进器实用化技术，并计划在美国下一代战略弹道导弹核潜艇上率先应用无轴泵喷推进器。

美国海军未来规划的无轴泵喷推进系统

无轴泵喷推进器将传统螺旋桨和机械式泵喷推进器的轴系驱动转化为布置在泵喷导流管内的电机驱动，从而取消了传统动力系统的驱动轴，也从根本上消除了轴系所带来的各种噪声，而研制无轴泵喷推进器的先决条件就是实现动力系统的综合全电力推进，这也正是马伟明团队所科研攻关的重点项目。

央视《焦点访谈》电视画面截图，课件黑色的小型无轴泵喷推进器样机

相比机械式泵喷推进器，无轴泵喷推进器的核心技术优势在于将电机无轴推进技术与泵喷低噪、高临界航速的突出优点完全集成起来，技能发挥泵喷本身的声学性能优势，又能消除轴系声源激励系统。同时，由于无轴泵喷推进器需要在泵喷导管上布置电机，可以大大改善潜艇仓室内的有效利用空间。

从央视现场画面看，实验室内的泵喷体积和尺寸都较小，很可能是用于技术演示的原理样机或者早期的小功率辅助推进器。由于技术水平限制，目前美国的无轴泵喷推进器单台的推力还无法完全替代机械式泵喷推进器，因此美国正在考虑使用两台甚至三台无轴泵喷推进器布置在艇尾，实现潜艇推进系统的变革，降低潜艇的噪声。

中国海军093型核潜艇

根据马伟明在采访中的表态，我们虽然无法获知中国无轴泵喷推进器的研制进度，但可以知道中国的下一代核潜艇已经应用了这一领域的相关技术，中国很可能将会和美国成为世界上最早在核潜艇上应用这一先进技术的国家。