即使是采用第二种形式,无轴泵喷也还存在一些弱点。

1. 尺寸与重量:上面的商业用无轴泵喷看上去相当轻巧,它们的功率也很小,最大不过一千马力。当功率翻几十翻增长到核潜艇所需的数值时,这个环形电机的尺寸和总量也将极度膨胀,导致泵喷整流罩比常规有轴泵喷的大很多,相应的泵喷支撑结构乃至整个艇艉承力结构都得加强,泵喷迎水面积增大,阻力增强。

核潜艇实用化的无轴泵喷什么样没有人看到过,不过可以对比一下当代舰用先进推进电动机的尺寸。
这是2015年12月交付的“伊丽莎白女王”号航母IFEP综合电力推进系统四台先进感应电动机(AIM)中的第一台,功率20兆瓦(26800马力)。从图中工作人员的身高可以看出它的尺寸,长度约3.5米,直径超过3米,重量是110吨!女王级罗罗MT-30燃气轮机的重量也不过120吨。
45型驱逐舰、朱姆沃尔特级驱逐舰采用的也都是这型电动机,不要笑话这两型明星驱逐舰老是趴窝,那是综合电力系统惹的祸,这台电动机本身无疑已经达到了世界最先进的水平。它的生产商家是科孚德机电(Converteam),前身是阿尔斯通(Alstom)机电部,于2011年被通用电气收购整合为电能转换业务部(Power Conversion),西方机电行业巨头的精华技术都浓缩其中。

中国的机电行业如今发展很快,但是能否打破现有的物理限制,“弯道超车”式地造出体积小、重量轻、马力大、可靠性高、造价可承受的无轴泵喷用环形驱动电机,可能没有大家认为的那么乐观。

当然在这里我并不是要去怀疑或者否认马伟明院士这样的中华脊梁对海军发展作出的重要贡献,如果潜用无轴泵喷真的实用化,那一定是采用了超越传统的颠覆性设计。

2. 电磁隐蔽性:无轴泵喷可以大幅度降低潜艇的机械噪声,但不是像很多人想当然的认为就完全消灭机械噪音了,只要有转动部件,有转轴、轴承这些机械结构的刚性连接,就会产生机械噪音。按下葫芦浮起瓢,机械噪声是小了,硕大的高功率环形电机安装在艇体外部的整流罩内,前后开口无屏蔽,将产生很强的电磁信号,造成新的强辐射源。
澳大利亚订购的“短鳍梭鱼”级常规动力潜艇想象图,它的水下排水量高达4500吨,是第一型批量建造的泵喷常规潜艇。

3. 可靠性:有轴泵喷的动力系统是位于艇体内部与海水完全隔离的,方便维修保养;无轴泵喷的整个电磁驱动单元却是被隔绝浸没在舱外水下的,如何保证密封不渗漏、整个航行过程中不发生故障、故障受损后如何抢修都是大难题,需要通过实际运用摸索解决。

4. 推进效率:无轴泵喷的转子和定子之间是非接触的,必须留有一定的缝隙以供转子高速旋转。这条环形缝隙将降低叶轮两侧的压力差,减弱叶轮的做功能力,令无轴泵喷的效率比机械式有轴泵喷低约5%。
同时电机转子是跟随叶片一起转动的,整个旋转部件的摩擦表面积是有轴泵喷叶片的2.2倍,相同转速下将消耗更多功率,对反应堆功率输出提出更高要求。

注:以上关于无轴泵喷的数据及三维示意图来自海军工程大学动力工程学院2015年发表的一篇简短的公开论文《机械式泵喷与IMP推进器的水力性能对比》,2016年发表在哈尔滨工程大学学报上,IMP推进器就指的无轴泵喷。海军工程大学就是马伟明院士的工作单位,哈工大则是中国军工的摇篮。

综上所述,无轴泵喷具有优秀的降噪性能,但是会造成水动力损失。特别是工程上是否能达到攻击型核潜艇潜深数百米、输出功率三、四万马力、航速30节这样严苛的要求,与常规有轴泵喷的综合性能哪个更强,目前还有待观察,我也尚持保留意见。

马院士确实在央视节目中说过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”。但是现在在应用的未必就是核潜艇的主推进器,可能只是辅助推进器(有传闻弗吉尼亚级的可收放式辅助推进器就是用的无轴泵喷,但查不到具体资料),也可能像弗吉尼亚级的LSV 2那样一样专门建造一艘缩比模型进行工程应用方面的试验。
为测试验证弗吉尼亚级采用的关键技术而专门制造的LSV 2 “割喉者” - (Cutthroat,当地一种鳟鱼的名字)缩比模型,它是世界上最大的无人潜航器,长33.8米,排水量205吨,为弗吉尼亚级的29.4%,由通用电船和纽波特纽斯联合制造,部署在位于爱达荷州庞德雷湖(Lake Pend Oreille)的美国海军水面作战中心声学研究所。它的前辈LSV 1就是海狼级的缩比模型。LSV 2服役于2001年,弗吉尼亚号则是2004年。

从科研机构开发出创新理论和技术,造出原型验证设备,到通过国家鉴定实际装艇进行工程应用,这其中还有很大一段距离要走,不知道我们现在走到了哪一步。

我们是以暂时领先一代的综合电力系统去和人家常规机械传动系统在比。换句话说,如果几年后欧美也解决了综合电力系统可靠性的问题,将永磁电机布置在艇艉,带动一根很短的主轴直接驱动现有形式的机械泵喷,常规汽轮机+减速齿轮箱+长轴系造成的机械振动和噪声也会被降到一个非常低的水平。而上述无轴泵喷的4个缺点都可以避免,孰优孰劣还未可知。

还是打上面鞋子的比方,现在你有一双更加神奇的鞋,脚都不用着地就能让你悄无声息地飞跑,但是这双鞋的尺寸重量大得有点吓人,跑起来更费力气,没有声音但是会带起灰尘,而且万一跑的过程中鞋带散了还没法系。你会选哪双鞋呢,大概只有都试穿一下才知道。

除了动力输出形式,影响推进效率的因素还有很多,比如叶片形状的选择、特种铜合金的冶炼、加工的精度、环形电机的密封与润滑、安装精度等等都很重要,这些都不是研究电气工程的马伟明院士可以控制的。过分夸大马伟明院士的作用,认为只要有综合电力系统加无轴泵喷就可以让095打遍天下,这并不是一种科学的态度。
095,会用上泵喷,但形式和效能还有待观察。

#甘肃身边事# 【唤醒500万亩“休眠地”——甘肃撂荒地整治调查】

受农业比较效益偏低、耕种条件差、农民外出务工等因素影响,我国一些地方出现了不同程度的耕地撂荒现象,各地都在因地制宜想办法破解难题。在甘肃,这也不是件小事。国土“三调”数据显示,甘肃具备整治条件的撂荒地面积约550万亩。这些“休眠”的土地该如何被唤醒?怎样挖掘耕地保供潜力?经济日报记者深入甘肃多地田间地头,走访了解整治复耕情况。

  近年来,耕地撂荒现象在我国一些地方不同程度出现,引发关注。2021年1月,农业农村部出台的《关于统筹利用撂荒地促进农业生产发展的指导意见》指出,要落实粮食安全党政同责要求,完善粮食安全省长责任制,推动将统筹利用撂荒地情况纳入考核指标,层层压实责任,有效遏制耕地撂荒。

  该指导意见实施一年多来,成效如何?经济日报记者日前深入甘肃采访了解到,根据国土“三调”数据显示,甘肃共有耕地7814.21万亩,其中具备整治条件的撂荒地面积约550万亩。2020年到2021年,全省已整治撂荒地350万亩,目前还有约200万亩需要整治。“我们把统筹利用好撂荒地作为保障粮食安全和重要农副产品有效供给的一项重要举措来抓,计划用两年时间将剩余200万亩撂荒地全部整治到位。”甘肃省委农办主任、省农业农村厅厅长李旺泽说。

  综合改造建高标准农田

  沿着一条平整的机耕道,开车盘旋而上到山顶,甘肃定西市安定区西巩驿镇百页村党支部书记陈明放眼望着周边层层梯田,感慨地说:“以前要是有这么好的地,咱也不会把地撂荒了。”

  陈明站的这块地方,以前只有“几处坨坨地”。即便是村里一些整修好的梯田,也因面积狭窄,被当地群众称为“皮条田”。在百页村7800多亩耕地中,由于基础条件不好,一度产生了2100亩撂荒地。陈明告诉记者,“以前田间道路不好走,大机器上不来,全靠人种人收,还要看天吃饭,没多少收益,很多人就出门打工了”。

  去年9月份,在地方政府支持下,百页村将撂荒地整治与高标准农田建设相结合,建成了4750亩高标准农田,2100亩撂荒地也全部得以整治。5月份,正是陇中旱作农业区种植荞麦、马铃薯的季节,在百页村新修的高标准农田里,农户操作农业机械正在抢抓农时种植。

  陈明告诉记者,在尊重群众意愿的基础上,他们打破原有村社界线、地埂界线,将原先的“皮条田”采取“二合一”“三合一”的办法进行合并,建成了田面宽度在11米以上的“大块田”。部分“大块田”最宽田面达到30米,最大面积达到30亩,并且鼓励实施高标准农田后群众就近兑换,基本实现了“一户一台地”的目标,让产业集约发展有了基础支撑。

  同时,百页村还通过开展耕地“宜机化”改造,配套5.5米宽的生产路9.4公里,在每块田间地头新修3.5米宽的机耕路18.6公里,将“畜力田”变成了“机耕田”,降低了农业生产成本,为机械化、规模化、标准化的现代农业生产提供了条件。

  从甘肃各地区撂荒地摸排情况及调研情况看,农业基础设施相对薄弱是撂荒重要原因之一,全省中低产田比例超过70%,受自然因素、资金等约束,设施不完善、资源利用率不高、机械化作业水平较低。此外,甘肃省耕地亩均水资源量约为全国平均水平的1/4,干旱缺水也造成一些耕地被动撂荒。

  为此,甘肃把具备条件的撂荒地优先纳入高标准农田建设范围,推动撂荒地开发利用。定西市安定区、白银市会宁县将撂荒地整治与高标准梯田建设、小流域综合治理、粮食基地建设结合,建成玉米、小麦、马铃薯三大粮食作物标准化基地。

  西巩驿镇干部马利民告诉记者,他们按照“田路渠统筹规划、梁沟坡综合治理”的原则,整流域、整山系、整乡镇推进,配套建设了砂化生产路、田间机耕路和排水边沟、涵管等设施,并在高标准农田流域栽植行道树10公里,通过挖反坡和鱼鳞坑等办法防治水土流失,既增强了农田生态防护能力,也提升了农田综合生产能力。

  会宁县河畔镇任半岔村属于典型的干旱山区,为改善农业生产条件,2021年当地引进了一家企业,对全村3.2万亩耕地一次性流转,并承揽建设上水工程,打造“旱变水”水肥一体化高标准梯田项目。

  “通过对现有山坡地进行平整改造,平均宽度达到30米以上,符合机械化耕作需要,并全部配套高效节水田间管网,采用滴灌方式。”河畔镇党委书记王卓见说,坡改梯、旱变水,玉米、马铃薯两类粮食作物亩均产量由原来的800斤、2000斤增长至2000斤、8000斤,原来的单户种植变为规模化、机械化种植,发展模式也由传统农业变为集约化的现代农业。

  真金白银鼓励复垦种粮

  农业生产比较效益低,在很大程度上影响到农民种地积极性,是造成土地撂荒的一个重要因素。据统计,甘肃省中东部旱作区农民每种1亩小麦,用于种子、化肥、耕地、收割等方面的成本约需265元,人工投入约需300元,一般仅能产出小麦500斤,亩均纯收益不到200元;种植1亩玉米,除去农资、人工成本,亩均收益也只有500多元。

  为此,甘肃省将撂荒地整治与建设粮食基地相结合,通过落实耕地地力保护补贴、实际种粮农民一次性奖补、农机具购置补贴、耕地轮作补贴、农业社会化服务补贴等一系列政策措施,扶持粮食生产,使撂荒地整治逐步成为拓展粮食生产空间的有效途径。

  5月中旬,在定西市安定区西巩驿镇肖川村,正在进行高标准农田马铃薯生产全程机械化操作,从土地平整、深松到覆膜、播种、施肥一气呵成。

  “如今,大多数撂荒地都分布在丘陵山地。这些机械都是适宜丘陵山区作业的机型,可以更好地解放劳动力,用机械种植马铃薯等粮食作物。”在耕种现场,甘肃省农机推广总站技术人员白利杰指着一台机器告诉记者,这是旋耕施肥起垄喷药铺管铺膜联合作业机,1个小时就能完成人工近两个月的工作。

  “我们制定出台了《关于确保粮食安全加快撂荒地整治工作方案》等系列文件,明确整治原则、整治措施和激励政策,对复耕后种植马铃薯100亩以上的,每亩补助100元;对新型经营主体和村集体兜底复耕的,每亩补助80元。目前,在安定区摸排出的4.71万亩撂荒地中,已完成整治3.6万亩。”安定区区长贾文举说。

  针对种粮比较效益低,以及今年化肥、柴油等农资大幅涨价等不利因素,甘肃各级部门加大了补贴力度。春播前,甘肃省农业农村厅会同省财政厅下拨耕地地力保护补贴、实际种粮农民一次性奖补、农机购置补贴等到户扶持粮食生产资金34.28亿元,比去年同期增加2.4%。近期又安排下达地膜回收利用、耕地轮作和小麦“一喷三防”等扶持粮食生产发展资金4亿元,比上年增加1.6亿元。

  记者还了解到,甘肃各市县也结合实际制定了鼓励粮食生产的激励办法,调动了农民和新型经营主体种粮积极性。其中,酒泉市财政拿出1500万元扶持小麦种植,白银市财政拿出750万元支持大豆玉米带状复合种植,会宁县、凉州区、环县、秦安县、成县等县区财政在中央和省级财政补贴的基础上安排资金对大豆玉米带状复合种植进行累加补贴,确保每亩补贴资金达到300元以上……

  在政策补贴引导下,甘肃各地以新品种、新技术、新机具集成推广应用为突破口,推动形成一批整村整乡整流域推进的集中连片粮食产业带,让“荒地变良田、良田变粮田”。

  走进会宁县韩家集镇云台山村复耕后的撂荒地,在采用“两膜4行玉米+两膜6行大豆”种植模式的带状复合种植基地里,玉米和大豆已经冒出嫩芽。

  “我们按照村庄附近、土地上等的原则,对片区内规模养殖户和有种地需求农户未流转形成的插花地,通过置换调整集中连片,既保证了农户有地种、种好地,又使企业能连片、好发展。”韩家集镇党委书记南小强说,目前,已在云台山村推广大豆玉米带状复合种植5000亩,玉米一穴双株,每亩约3500株;大豆一穴2粒至4粒,每亩约1万株,通过发挥边行效应,可以实现“玉米不减产、多收一茬豆”的目标。

  利益联结实现规模经营

  会宁县柴家门镇樊郭村有户籍人口1700多人,但常住在村里的只有500多人,由于缺少劳动力,多年来形成了8200亩撂荒地。

  “我们结合高标准农田建设项目,完成了8200亩撂荒地的整治,新修建高标准农田1万亩。耕作条件显著改善,农业机械化率可以达到100%。”樊郭村党支部书记田旭东此前曾有顾虑,“如果不想办法找到种植主体,这些高标准农田虽然条件好,但是也会面临‘谁来种’的问题。”

  为彻底解决耕地撂荒问题,樊郭村成立了合作社流转复耕土地。今年春耕,1万亩高标准农田里种上了小麦、全膜玉米、大豆、马铃薯和荞麦各2000亩,全部由合作社负责种植。

  调查显示,当前甘肃省土地规模化经营的水平仍然较低,流转土地占农户承包地的20.6%,低于全国平均水平。这也折射出,小而散的经营模式已经远远不适应产业化、规模化、集约化发展的要求。为此,甘肃一些县区通过撂荒地整治,积极探索发展壮大新型经营主体和村集体经济的路径。

  在甘肃崇信县,通过“农户自主复耕、实施项目整治、公司大户流转、远程托管种植、村集体经济组织代种”等多种形式,当地唤醒了沉睡的耕地资源,推动了农业高效化、产业化发展。

  “我们村两委通过对全村土地撂荒情况全面摸排发现,全村共有398亩撂荒地。”崇信县新窑镇宰相村党支部书记赵孝魁说,“今年我们动员大家复垦撂荒地86亩,同时村合作社又以‘基本租金+收益分红’的方式租赁群众撂荒地312亩,种植了玉米、高丹草、万寿菊等经济作物,仅撂荒地治理一项,预计村集体经济收入可达15万元以上。”

  白银市平川区共和镇毛卜拉村则将撂荒地整治与发展村集体经济结合起来,将农户无力耕种的撂荒地,流转后由村集体统耕统种。“3000亩撂荒地,村集体就流转了2600亩,全程机械化作业,并创建了1500亩的大豆玉米带状复合种植高标准示范基地。”毛卜拉村党支部书记许顺强说,村集体流转撂荒地每亩给农民100元,还有几十名村民到村集体务工,每人每天100多元。这样农民的收入增加了,村集体也壮大了。

  今年以来,甘肃各级农业农村部门联合自然资源部门对未耕种耕地边排查边整治,继续通过农户自种和亲友代种、高标准农田建设、土地流转、经营主体代耕代种等多种途径推进撂荒地整治。其中,村集体经济组织在撂荒地整治中发挥了重要作用。

  “引导农户将撂荒地流转给龙头企业、合作社、家庭农场和种植养殖大户等新型经营主体进行集中整治,盘活弃耕土地、实现荒地变良田,同时有效满足了经营主体生产用地需求。”会宁县委书记刘正祥认为,由村党支部牵头成立合作社对辖区内的撂荒地实施统一整治,规模化开发利用,不仅解决了撂荒地整治质量不高、效益不好等问题,还实现了壮大村集体经济的目标。

  会宁县会师镇金芋马铃薯专业合作社利用千头养猪场堆沤的粪肥,集中流转撂荒地种植马铃薯、小麦和小杂粮,在7个村完成撂荒地整治8326亩,探索形成了合作社与村集体、农户的利益联结机制。

  “我们对全镇所有撂荒地集中翻耕整治,整治后农户自愿种植的每亩收取机耕费30元,不愿种植的全部由合作社流转种植。”金芋马铃薯专业合作社负责人李德明说,合作社流转后,第一年免费种植;第二年每亩付土地流转费40元,其中农户30元、村集体10元;第三年每亩付土地流转费50元,其中农户40元、村集体仍为10元,既完成了撂荒地的整治,又增加了农民、村集体和合作社收入,实现了多赢。

  “在工作实践中,甘肃探索出了以村级集体组织和农民专业合作社为载体,以新品种新技术新机具集成推广应用为突破口,将撂荒地整治与高标准农田建设及高标准粮食生产基地建设紧密结合,形成了一批整村整乡整流域推进的集中连片粮食产业带的做法,真正起到了壮大村集体经济、整治撂荒地、保粮食生产‘一石三鸟’的作用。”李旺泽说。

(来源:经济日报)

五味陈杂。
多少委屈,多少不甘,多少坚韧,化为奋不顾身的勇往直前。
曾经的热血重新燃起,是啊,你还年轻,你有为自己的梦想而努力的权利,谁也不能夺走!
尽管去追逐自己的梦想吧,你托起的梦想,也承载了我们的梦想,我们愿成为你最有力的支撑,陪着你,一起逐梦。
欢迎回来,张[心]哲[心]瀚[心]疯[心]子。
#燃灯者#


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