突發(fā)！美國(guó)率先實(shí)現(xiàn)超靜音核潛艇！輪到中國(guó)在關(guān)鍵材料卡脖子了？

美國(guó)《海軍新聞》網(wǎng)站4月1日突然宣布，美國(guó)海軍已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了傳說(shuō)里的磁流體推進(jìn)器的實(shí)用化研究，并將安裝在“弗吉尼亞”級(jí)攻擊核潛艇“蒙大拿”號(hào)（SSN 794）。這種全新的推進(jìn)技術(shù)意味著美國(guó)海軍將潛艇的隱形技術(shù)提升到一個(gè)新的水平，進(jìn)一步擴(kuò)大水下優(yōu)勢(shì)。

在無(wú)軸泵推技術(shù)無(wú)法突破之時(shí)，老美突然放出消息，說(shuō)SSN-794“蒙大拿”號(hào)弗吉尼亞級(jí)核潛艇，開(kāi)始改裝磁流體推進(jìn)器！突發(fā)！美國(guó)率先實(shí)現(xiàn)超靜音核潛艇！輪到中國(guó)在關(guān)鍵材料卡脖子了？

理論上講，磁流體推進(jìn)噪音要比無(wú)軸還要小，并且可以達(dá)到更高的速度，據(jù)稱(chēng)理論速度可達(dá)150節(jié)。因此磁流體推進(jìn)堪稱(chēng)潛艇的終極殺手。

報(bào)道稱(chēng)，磁流體推進(jìn)器由美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）主導(dǎo)開(kāi)發(fā)的，于2023年首次曝光。簡(jiǎn)單地說(shuō)，磁流體推進(jìn)器是利用強(qiáng)大的磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)電的海水產(chǎn)生電磁力作用，使之在通道內(nèi)向后加速?lài)娚?，從而產(chǎn)生推力。與傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)類(lèi)推進(jìn)器（譬如螺旋槳、水泵噴水推進(jìn)器等）相比，磁流體推進(jìn)器沒(méi)有螺旋槳、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸泵等，是完全沒(méi)有機(jī)械噪音的安靜推進(jìn)裝置。

“蒙大拿”號(hào)將首先安裝磁流體推進(jìn)器

安裝該推進(jìn)裝置的潛艇從根本上消除了因機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音以及功率限制，理論上能在幾乎絕對(duì)安靜的狀態(tài)下以極高的航速航行。相關(guān)報(bào)道稱(chēng)，其理論最高航速可達(dá)150節(jié)，這是任何機(jī)械類(lèi)推進(jìn)器不可能實(shí)現(xiàn)的。

DARPA官網(wǎng)對(duì)該項(xiàng)目的介紹稱(chēng)，磁流體推進(jìn)器的概念自20世紀(jì)60年代以來(lái)就一直存在。但它一直受到低效磁體設(shè)計(jì)和電極材料的困擾。一直到最近在大規(guī)模制造超導(dǎo)磁體方面取得的突破，加上緩解電極腐蝕的新方法，為實(shí)現(xiàn)磁流體推進(jìn)器的軍事相關(guān)領(lǐng)域?qū)嵱没蜷_(kāi)了大門(mén)。

根據(jù)《海軍新聞》的說(shuō)法，“蒙大拿”號(hào)核潛艇正在接受改造，新的推進(jìn)裝置將完全安裝在潛艇內(nèi)部，而沒(méi)有傳統(tǒng)的船尾螺旋槳。報(bào)道稱(chēng)，推進(jìn)器的進(jìn)水口安裝在潛艇艇首，類(lèi)似于魚(yú)雷發(fā)射管，但尺寸更大，與潛射彈道導(dǎo)彈的直徑相當(dāng)。如果它的相關(guān)試驗(yàn)取得成功，未來(lái)美國(guó)新建的“弗吉尼亞”級(jí)和未來(lái)的SSN-X型攻擊核潛艇都將采用這種裝置。

“大和

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號(hào)”的推進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)圖

筆者注意到，世界上第一種采用磁流體推進(jìn)器的船舶是上世紀(jì)90年代開(kāi)始測(cè)試的“大和1號(hào)”，它由日本三菱重工和船舶與海洋基金會(huì)聯(lián)合研制，全長(zhǎng)約30米，使用的磁流體推進(jìn)器的磁場(chǎng)強(qiáng)度約4特斯拉，轉(zhuǎn)換效率約為30%，使該船航速達(dá)到6.6節(jié)。但當(dāng)時(shí)技術(shù)尚不夠成熟，主要問(wèn)題卡在功率不夠和難以提供超強(qiáng)磁場(chǎng)。20多年過(guò)去了，這些技術(shù)障礙逐步得到破解——核潛艇反應(yīng)堆輸出的澎湃動(dòng)力解決了功率問(wèn)題，而新一代稀土鐵磁體的出現(xiàn)使得超強(qiáng)磁場(chǎng)也不再那么遙不可及。DARPA相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，稀土鋇銅氧化物磁體有望產(chǎn)生高達(dá)20特斯拉的超強(qiáng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)90%，進(jìn)而有望讓核潛艇的推進(jìn)方式發(fā)生天翻地覆的變化。

必須承認(rèn)，目前美國(guó)在核潛艇領(lǐng)域擁有明顯術(shù)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)海軍現(xiàn)役的093系列攻擊核潛艇與美國(guó)“海狼”級(jí)攻擊核潛艇在技術(shù)領(lǐng)域存在代差，何況美國(guó)新一代攻擊核潛艇也已經(jīng)在研制中。但另一方面，磁流體推進(jìn)器的實(shí)用化，或許也是中國(guó)彎道追趕的機(jī)會(huì)。

早在1998年11月28日，中國(guó)螺旋式超導(dǎo)磁流體推進(jìn)試驗(yàn)船“HEMS-1”號(hào)試航成功，表明中國(guó)在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)趕上了世界最先進(jìn)行列，此后中國(guó)在2007年還公開(kāi)展示了用于小型核潛艇的磁流體推進(jìn)器概念模型，2017年西方還曾猜測(cè)中國(guó)已經(jīng)在海南測(cè)試過(guò)裝備磁流體推進(jìn)器的試驗(yàn)船。因此可以大膽預(yù)測(cè)，中國(guó)在磁流體推進(jìn)器領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備不會(huì)落后美國(guó)多少。目前中國(guó)核潛艇的噪音大是影響其戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵因素，如果未來(lái)中美核潛艇都采用磁流體推進(jìn)器，雙方在噪音領(lǐng)域的差距反而縮小甚至消失了。

另一方面，目前中國(guó)在研制和生產(chǎn)稀土鐵磁體領(lǐng)域居于全球領(lǐng)先地位，甚至連美國(guó)F-35隱形戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)也需要采用從中國(guó)進(jìn)口的高性能鐵磁體。因此未來(lái)美國(guó)核潛艇如果想要大規(guī)模應(yīng)用磁流體推進(jìn)器，能否在這種關(guān)鍵材料上擺脫對(duì)中國(guó)的依賴(lài)，還是未知數(shù)。