潛艇為什麼不用渦輪噴水機做發動機?

為什麼常規潛艇用的都是螺旋槳做推進器?怎麼不用渦輪噴水機?把流體壓縮再噴射不是達到最高速度的手段嗎?


題主說的這個東西——渦輪噴水機。

可以說有這玩意,也可以說沒這玩意。

首先,看題主的介紹,題主闡述的原理是「把流體壓縮後再噴射」。然而,液體壓縮率在低壓情況下幾乎可以忽略不計。題主可以試著壓縮壓縮一桶水,看看能不能壓縮下去。就這點來說,題主所說的渦輪噴水機,無法實現。

為什麼渦輪噴氣在飛機上可以實現呢?那是因為飛機上的渦噴,吸進去的是空氣,空氣跟油混合燃燒,噴出來的是燃氣。吸進的空氣可以先壓縮增加內能,再通過燃燒室大幅增加體積,增加流速,增加動能。是這麼實現的。

而噴水雞,吸進去的是水噴出來的。。特么還是水,能壓縮么?能壓縮么?能壓縮么?所以說沒啥軟用。

但是,類似的「噴水推進裝置」,確實是有的,也可以用於潛艇。當然,潛艇的噴水推進和高速快艇的噴水推進(如022,衝鋒舟),絕對不是一回事。

潛艇的「噴水推進裝置」有一個專有名詞,叫泵推。

泵推可以在高速的同時還能保持靜音,缺點是需要增加幾十噸的重量,泵推在低速時的效率相當低!因此一般只有高速更高、噸位更大的核潛艇才會採用,常規潛艇在低速時螺旋槳雜訊並不會增加多少,沒必要上泵推,畢竟泵推可不輕吶~

談到泵推,就不得不提為什麼需要研製它的原因。

首先,螺旋槳會產生局部空泡,而泵推就不會有,泵推能顯著降低高速時螺旋槳的空泡率。

其次,泵推與螺旋槳相比,排水的流場比較穩定,尾渦不明顯,不容易被最新發展的衛星SAR雷達探測到。特別是這些核潛艇水下航速都很高,航速越高尾跡特徵越突出,泵推可以藏住自己的尾跡。

最後,理論上,泵推的效率會更高,導管可以減少轉子葉稍的滑流損失,增加有效推力。

當然缺點就是結構更複雜,研製難度大,重量更大,平衡不好做,對於導管、定子、轉子和艇體配合要求較高。水面航行時操作性能差,倒車時效率低下,低速狀態效率低。

那我們再回頭看題主說的這玩意——渦輪噴水機。

你們看,這傢伙是不是和題主的想法有點類似?通過渦輪/螺旋槳把流體加速噴出。

然而這玩意其實就是個「導管螺旋槳」,和泵推的實際理念差遠了。

所謂導管螺旋槳只是在螺旋槳外加一個保護罩,這個罩子的主要作用是保護葉片。。。(當然,也能整流~)它和槳葉之間一般有較大的空隙。。。槳葉的形狀也和通常的差別不大。。。

真正用上泵推的,首先是英特拉法爾加級。後來使用的還有美國的海狼級,弗吉尼亞級,法國的凱旋級,英國的前衛級,機敏級。毛子在基洛上也試驗過~

如圖

顯而易見,泵的葉片跟槳的葉片是差別很大的~

潛艇用的泵推是在螺旋槳外圍加上一圈導管,在螺旋槳前或後方設置定子,前置定子通過定子對流經的水流進行整流,再經過螺旋槳;後置定子則是將螺旋槳產生的水流進行整流。

所謂泵推的外罩不僅僅是保護槳葉,而且能減少槳葉尖部的產生空泡的現象。這是螺旋槳噪音的重要來源。。。它的槳葉形狀很不一樣,更像噴氣發動機的第一級風扇葉片,和外罩間沒有大的間隙。。。而且為了平穩尾流會有定子導流片,有時還有對轉的雙槳,平穩的尾流也會帶來更低的噪音。

so,綜上,潛艇有應用噴水雞做為動力的手段,但原理和題主闡述的不是同一個玩意。


1. 噴氣發動機的原理並不是壓縮再噴射,而靠的是燃燒產生的膨脹

2. 水基本沒法壓縮

3. 如果你玩過噴氣發動機的航模就會知道,那麼小一個東西,十米之外就能吵死你

然而你想的東西,早就有人想過了。1984年湯姆克蘭西的處女作《獵殺紅色十月》里的紅色十月號,就是一個叫「履帶」系統的噴水發動機潛艇,能安靜到躲過美國的監測網(What???)。

那麼要說沒有噴水發動機么?當然有,著名的flyboard。不過是在水面以上用的。

還可以兩個人玩

當然,這個東西出毛病的時候也很壯觀


這個問題說也簡單。渦噴發動機之所以可以成為可能,在於壓縮空氣既可以作為引氣,又可以提供足夠航空煤油燃燒的空氣。也就是說,壓縮空氣可以參與到能量轉換這個過程中。內能轉換為動能成為可能。

在水中,問題來了,用什麼能量產生動能,來壓縮液體,然後噴出去?好吧,假設核能,電能或者其他形式的能源,然後用這個能源壓縮液體,然後噴出去……發現問題沒有?液體在這個過程中對動能產生沒有任何幫助,和壓縮空氣混合燃料燃燒不同,壓縮液體的唯一作用就是排出去。當然,這樣的確可以作為動力輸出方式。如果這樣做,我們可以簡化這個東西,沒有燃燒,燃燒室可以取消,當然點火供油都不需要了。這時候,發動機其實主要就剩下壓縮室了。壓縮室是什麼呢?一個圓筒,裡面是一級一級的葉片,像電風扇一樣加速空氣用以壓縮空氣(不嚴謹,但是可以這樣理解)。到這裡,題主不知道明白了沒有…去掉外面的殼,這就是好多個題主說的螺旋槳串在一起的東西……


「把流體壓縮再噴射」的前提是流體可以被壓縮。空氣可以,而水不可以。飛機的燃氣渦輪機是吸入空氣燃燒再噴射,水做不到這一點。所以沒有所謂的「渦輪噴水機」。

至於噴水推進的潛艇倒是存在,就是磁流體推進器潛艇。就是用磁場對水進行加速,然後用噴出的水推進艦艇。目前中國在做相關的研究,未來也許能裝備部隊。


噴水推進是很常見的。

比如常見的摩托艇和部分快艇。

優點很明顯,螺旋槳的效率更高,而且可以矢量推進。

至於潛艇上為什麼不用,可能是因為噪音吧。

不過。

壓縮水是什麼鬼。怎麼做功?


你先把海水壓縮一下讓我瞅瞅?


你看過獵殺紅色十月么?


200個大氣壓能壓縮百分之一


中學物理告訴我們,水是極其難被壓縮,用來壓縮一點點水需要的功還不如用螺旋槳


不用壓縮也可以,http://wapbaike.baidu.com/view/2716266.htm?fr=aladdinref=wisessid=0from=1086kuid=0pu=usm@0,sz@1320_1002,ta@iphone_2_6.0_2_6.6bd_page_type=1baiduid=BE1E54DEA9A33469A4FED884E29E31F6tj=bk_polysemy_2_0_10_title


水分子間隔這麼小怎麼壓縮


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