为什么现代核潜艇驱逐舰都是泵推进的？
2017年5月30日，中国央视报道，中国工程院院士、武汉海军工程大学少将马伟明团队研发的“潜艇用无轴泵喷推进器”，在技术上领先美国十年。中国下一代核潜艇将采用中国自主研发的“无轴泵喷射推进器”。
众所周知，潜艇是按照使用的动力装置来分类的，可以分为常规动力潜艇和核动力潜艇两大类。按使用的推进装置，可分为螺旋桨潜艇和泵喷螺旋桨潜艇两大类。
泵喷推进器是一种比螺旋桨推进器噪音更小、推进效率更高、技术更先进的推进器。
潜艇用螺旋桨运转时，由于叶片的振动和气穴的存在，会产生很大的噪声。这种噪声辐射入海后很容易被敌方反潜声纳捕捉到。
为了降低潜艇螺旋桨的运转噪音，人们想了很多办法。一种方法是给潜艇装备七叶大侧螺旋桨。潜艇是否采用七叶大侧斜螺旋桨，曾经是潜艇是否先进的标志。七叶大横倾螺旋桨是一种低噪声的推进装置。
然而，七叶大斜桨并不是一个完美的推进装置。
经过反复实验，科学家和工程师发现，如果给螺旋桨盖上隔音防振的导流罩，可以进一步降低螺旋桨的运转噪音。
科学家和工程师们继续研究，他们想出了一种比螺旋桨推进器更先进的潜艇推进装置——泵喷气推进器。与传统的螺旋桨推进器相比，泵喷推进器在外形上最大的特点是它的螺旋桨叶片包裹在一个环形的导流罩中。
泵喷螺旋桨可以大大提高推进效率，同时辐射噪声比七叶大侧斜螺旋桨低得多。
英国是第一个在潜艇上使用泵喷射推进器的国家。跟随英国的脚步，美国人也为他们的核潜艇开发了泵喷射推进器。目前美国的特拉法尔加级、机敏级、海狼级、弗吉尼亚级等先进攻击核潜艇都采用泵喷推进器。美国正在计划的下一代战略导弹核潜艇“哥伦比亚级”也必然使用泵喷推进器。
由于时代和技术的限制，到目前为止，欧美先进核潜艇使用的“泵喷推进器”都是“轴流式泵喷推进器”。
在结构上，“轴流泵喷射推进器”由两部分组成:一个固定的环形导流罩和其内部的推进器。螺旋桨的作用是带动海水在机舱内部流动，从而产生推力。但它的螺旋桨仍由潜艇耐压壳的传动轴驱动。该传动轴的一端连接到潜艇中的蒸汽涡轮机或马达，另一端连接到螺旋桨的中心轴。
还有一个传动轴系统是用“轴流泵喷射推进器”贯穿潜艇耐压船体的。因此，潜艇在航行时，传动轴系与艇体、传动轴系与泵喷推进器会相互作用，产生能暴露潜艇行踪的噪音。
所有电机都由定子和转子组成；泵喷射推进器也由两部分组成:外部环形导流罩和导流罩中的推进叶片。
“无轴泵喷推进器”中，电机定子集成在环形导流罩内，导流罩与环形导流罩为一体；马达的转子与机舱中的螺旋桨叶片集成在一起。
换句话说，在“无轴泵喷射推进器”中，推进器叶片由安装在机舱中的电机直接驱动，而不是由来自船体中的发动机或电机的驱动轴驱动。
“轴向泵喷射推进器”推动由中心轴驱动的叶片。“无轴泵喷气推进器”的螺旋桨叶片由机舱内的电机从四面驱动，根本没有中轴。潜艇装备“无轴泵喷射推进器”后，推进器与潜艇耐压壳体内的汽轮机或电机之间不再有复杂的机械轴系连接。因为在“无轴泵喷推进器”中，驱动泵喷推进器的电机、推进器叶片和环形导流罩已经集成在一起，或者说是一体化了。
“无轴泵喷推进器”与船体耐压壳内的动力装置之间只有电缆连接。电缆负责将潜艇艇体内的动力和控制信号传输给“无轴泵喷射推进器”；“无轴泵-喷射推进器”上装备的各种监测传感器收集的数据也通过电缆传回潜艇艇上，供潜艇操作人员决策。
在潜艇上使用“无轴泵喷射推进器”有许多优点:
第一，由于“轴流泵喷射推进器”上没有来自潜艇艇体的主传动轴，所以主传动轴系统运行时不会产生噪音。
其次，由于“无轴泵喷射推进器”将电机布置在艇体外部的环形导管上，还可以节省潜艇艇体内宝贵的空间；
第三，无轴泵喷推进器与船体之间只有电缆连接，因此其布置非常灵活。可以安装在潜艇尾部的中轴线上，也可以安装在潜艇尾部的两侧，还可以安装在潜艇的各种舵上。甚至可以设置在潜艇艇体中，与潜艇融为一体。在潜艇艇体的前后各开一个孔，在两个孔之间的导流管内可以放置无轴泵喷射推进器。
有人认为“无轴泵喷射推进器”技术很神秘，这是一种误解。实际上，船舶上使用的“无轴泵-喷射推进技术”与民用电动车、电瓶车上使用的“无轴驱动技术”有着很深的渊源。
在我们常见的电瓶车和一些电动汽车上，使用的是“电机直驱轮技术”。“电机直接驱动轮技术”是“无轴驱动技术”的一种。因为采用这种驱动技术的电动车和电瓶车都是由安装在车轮上的电机驱动，并与车轮成为一体。安装在车轮上的电机仅通过电缆与发动机相连。在普通汽车中，发动机在发动机舱内产生的动力需要通过变速箱和复杂的轴系这个中介传递给车轮，带动车轮转动。
在无轴泵喷推进器的研制上，中国起步比美国稍晚，但进步很快。从目前的研究情况来看，中国已经超越美国成为该技术研发的全球领导者。
然而，无轴泵喷推进技术要在工程上应用并成功应用于潜艇，还需要解决一系列技术问题。
首先，需要解决舰舰综合电力技术的实际问题。因为无轴泵喷推进器的转子叶轮是由大功率电机驱动的。一方面，这些电机是耗电大户；另一方面，由于潜艇变速范围大，这些电机工作时对电力的需求也在随时变化。潜艇需要采用一体化的动力系统，对发动机提供的动力进行精确调度，这样在无轴泵喷推进器获得足够且持续的电力供应时，潜艇上其他设备和武器的耗电也能得到满足。
这个问题已经不是中国的问题了。因为中国工程院院士、武汉海军工程大学少将马伟明带领的研究团队，已经完成了第二代船舶综合电力系统——中压DC船舶综合电力系统的研发，这是领先欧美几代的先进技术。
第一代舰船综合电力系统技术在英国45型驱逐舰和美国“福特级”航母上使用，即中压交流舰船综合。其次，需要开发功率大、体积小、重量轻的驱动电机。如果一艘排水量几千甚至上万吨的核潜艇，只配备一个“无轴泵喷射推进器”，这个推进器的可用功率将达到数万马力。这种螺旋桨所用的电机必须具有体积小、重量轻的特点，同时功率足够大。否则，它根本无法装入无轴泵喷射推进器的环形导流管。
第三，“无轴泵喷射推进器”使用的电机应能在高盐高腐蚀的环境中长期工作。“无轴泵-喷射推进器”的内置电机必须暴露在恶劣的水环境中，海水才能从电机的定子和转子之间的缝隙中流过，带走电机产生的热量，从而完成电机的冷却任务。因此，电机定子和转子的外壁需要特殊的保护设计。“无轴泵喷射推进器”的导流罩对电机起机械保护作用，也需要特殊设计。据说，中国武汉理工大学的科学家已经初步解决了无轴泵喷射推进器的电机保护设计问题。电力系统技术。