常规潜艇在水下航行时以什么作为推进的动力源「潜艇驱动方式」

今天带来常规潜艇在水下航行时以什么作为推进的动力源「潜艇驱动方式」，关于常规潜艇在水下航行时以什么作为推进的动力源「潜艇驱动方式」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

对于水面舰艇的动力装置传动形式的选型设计来说，布置方便、简单可靠、传动效率高等因素是考虑的重点，因而，现在的水面舰艇大多采用的是直接传动形式，即轴传动。对于水下舰艇的动力装置传动形式的选型设计来说，其实同样遵循布置方便、简单可靠、传动效率等特点。但是水下舰艇在使用环境上和水面舰艇有着不小的差异，其不光要考虑在水面状态，还要考虑在水下状态，因而，对动力装置有着更高的要求。对于核动力装置来说，因为其运转不依赖空气，所以其水面状态和水下状态的矛盾并不突出，所以不在我们今天的讨论范围内。对于常规潜艇来说，大多采用了运转时需要空气的热机作为动力，因而，水面状态和水下状态的矛盾很突出。目前来说，常规动力的潜艇的传动形式主要有电传动和直接传动两种。

采用直接传动的水面舰艇

直接传动：

所谓直接传动是指潜艇的柴油机（主机）、电机（推进电机）、尾轴及螺旋桨以机械方式直接连接在一起。在水面航行时，柴油机直接带动螺旋桨工作；在水下航行时，推进电机带动螺旋桨工作，由蓄电池组给电机供电。下图是一种潜艇直接传动的方案。方案中，柴油机、推进电机、经济航行电机、尾轴及螺旋桨都以机械方式直接连接在一起，通过离合器来控制脱合。在这种传动形式中，电机既可以按发电机工况工作（如在柴油机带动电机给蓄电池组充电和给用电设备供电时），也可以按电动机工况工作（在蓄电池组供电，电机带螺旋桨航行时）。

一种直接传动方案

电传动：

所谓电传动是指潜艇的推进电机通过尾轴和螺旋桨以机械方式连接，柴油机与发电机连接组成柴油发电机组，柴油发电机组与螺旋桨之间没有机械连接。潜艇在水面、水下航行时均由推进电机带动螺旋桨工作。水上航行时由柴油发电机组向推进电机供电；水下航行时由蓄电池组向推进电机供电。

一种电传动方案

潜艇的直接传动阶段：

在潜艇发展的初期（主要指二战前），潜艇的水面航速和水下航速都比较低，且水面航速大于水下航速。故柴油机的功率和转速均大于推进电机的功率和转速。因为柴油主机功率和转速均大于推进电机，所以柴油机、推进电机和螺旋桨三者之间的功率、转速的匹配不成问题。此时潜艇上可以采用中速柴油机作为主机，在水面航行时还可以采用不带齿轮箱的直接传动形式。因为这种方式简单高效，且满足各工况的匹配要求，所以直接传动成为当时潜艇的主流方式。

早期的潜艇设计的更适合水面航行

潜艇的直接传动暴露出的问题：

问题一：随着潜艇的发展和战术上的变化，潜艇的水面和水下航速都有了很大的提高，且水下航速开始大于水面航速。这时，为了满足任务需求，柴油机和推进电机的功率都大大增加了，并且要求推进电机的功率大于柴油机的功率。为了满足推进电机的续航要求，潜艇的蓄电池的容量也相应的加大了。而此时，如果还采用直接传动形式，无论是从航速要求，还是从蓄电池补充充电的要求出发，都存在着极大的矛盾。

现代潜艇设计的越来越适合在水下高速航行了

问题二：为了获得较高的推进效率以提高水下航速，很多新设计的潜艇均采用单轴单桨、大直径、低转速的螺旋桨，因而推进电机的转速也就选得比较低。而此时，为了满足大功率的要求，潜艇仍采用中速柴油机时，则体积和质量都比较大，故为了提高柴油机的功率密度，应采用较高转速（中高速或高速）的大功率柴油机。这样，柴油机、推进电机和螺旋桨三者之间的功率、转速的匹配成了一个很大的问题。

现代潜艇采用的大直径、低转速的螺旋桨

潜艇的电传动阶段：

在水面航行时，用高转数柴油机去拖动按推进电机参数来设计的低速螺旋桨时效能会很差。为了解决这个矛盾，一种办法是加设减速齿轮箱以降低柴油机的输出转速，即中间带齿轮箱的直接传动形式。这种传动形式使动力装置的体积和质量增加，并使潜艇在水上航行和充电时增加传动损失（主要时齿轮传动损失）。另一种办法则是采用电传动形式。因为在电传动形式中，柴油机与螺旋桨没有机械联系，所以柴油机的转速和单机功率都不直接受螺旋桨的制约。因而，柴油机、推进电机和螺旋桨三者之间的功率、转速的匹配问题得到了解决。同时航速和蓄电池补充充电的矛盾也得到了解决。正是因为电传动解决了这些问题，所以在二战后，尤其是二十世纪六十年代以后，新设计的常规潜艇则更多的采用电传动形式。逐渐的，电传动演变成了现代常规潜艇的主流形式。

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作者：小船人的梦想 2019年5月20号