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。
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。
围绕阀门产品再制造,欧拉姆掌门人金志远“云上论阀”
更多阀门资讯,关注「天下阀商」微信公众号:txfs2015
6月15日,由中国机电装备维修与改造技术协会组织的《阀门产品再制造 通用技术规范 》团体标准评审会,以线上线下相结合的方式成功举行。记者从欧拉姆阀门科技有限公司了解到,根据疫情防控要求,该公司董事长金志远作为标准单位代表线上参会并发言。
据了解,本次评审会规格高、规模大,北京阀门研究所原所长陆培文 、中国机电装备维修与改造技术协会副理事长郭成平、中国机电装备维修与改造技术协会秘书长李兴胜、中国机电装备维修与改造技术协会副秘书长、标准化工作委员会办公室主任王骞等专家出席。包括30多家知名阀门企业在内的300多人通过线上或线下方式参会。
会议针对国内再制造领域标准空白这一现状展开分析,就《阀门产品再制造 通用技术规范 》,与会专家、企业家进行了富有成效的研讨。
欧拉姆董事长金志远在发言时表示,对于协会开展再制造是非常利好的事,此举符合国家当前循环经济绿色低碳发展的要求。建议要处理好再制造与维修的关系,特别是在标准中明确;另外标准中的一些要求需与国家发改委《关于阀门零部件再制造企业管理暂行办法》和工信部关于产品再制造管理办法的相关要求一致。
欧拉姆阀门科技有限公司成立于2006年,是国家无区域科技型企业,主要生产锻钢阀门、深海球阀,已经拥有70多个品类,1000多个子类阀门成品。目前,欧拉姆客户遍及全球,并与中石油、中海油、中能、热力设计院、上海交通大学建立了良好合作关系。来源:财经新闻浙江温州6月17日电 (特约记者金剑)
更多阀门资讯,关注「天下阀商」微信公众号:txfs2015
6月15日,由中国机电装备维修与改造技术协会组织的《阀门产品再制造 通用技术规范 》团体标准评审会,以线上线下相结合的方式成功举行。记者从欧拉姆阀门科技有限公司了解到,根据疫情防控要求,该公司董事长金志远作为标准单位代表线上参会并发言。
据了解,本次评审会规格高、规模大,北京阀门研究所原所长陆培文 、中国机电装备维修与改造技术协会副理事长郭成平、中国机电装备维修与改造技术协会秘书长李兴胜、中国机电装备维修与改造技术协会副秘书长、标准化工作委员会办公室主任王骞等专家出席。包括30多家知名阀门企业在内的300多人通过线上或线下方式参会。
会议针对国内再制造领域标准空白这一现状展开分析,就《阀门产品再制造 通用技术规范 》,与会专家、企业家进行了富有成效的研讨。
欧拉姆董事长金志远在发言时表示,对于协会开展再制造是非常利好的事,此举符合国家当前循环经济绿色低碳发展的要求。建议要处理好再制造与维修的关系,特别是在标准中明确;另外标准中的一些要求需与国家发改委《关于阀门零部件再制造企业管理暂行办法》和工信部关于产品再制造管理办法的相关要求一致。
欧拉姆阀门科技有限公司成立于2006年,是国家无区域科技型企业,主要生产锻钢阀门、深海球阀,已经拥有70多个品类,1000多个子类阀门成品。目前,欧拉姆客户遍及全球,并与中石油、中海油、中能、热力设计院、上海交通大学建立了良好合作关系。来源:财经新闻浙江温州6月17日电 (特约记者金剑)
#镇江城事# 【疫情影响零售部停工三个月,员工工资一分不少,镇江这个总经理却说......】疫情之下,当前的实体经济尤其是中小企业,可以说面临着前所未有的压力和挑战,对外面临着原材料涨价、市场订单萎缩等状况,对内则依然需要继续支付员工工资、稳定团队。就是在面临这种内忧外患的情况下,镇江一诺机电有限公司,秉承着“诚信赢天下”的信念,进一步赢得了员工的信任,也赢得了客户的尊重,诚信标兵、公司总经理蒋丹说,人之交往在于诚,世之安宁要靠信。https://t.cn/A6aPZ4dL
✋热门推荐