美軍潛艇戰略重視隱身特性，稀土永磁電機應用意義重大

據美國海軍學院2016年3月28日報道，美海軍近日簽署了《潛艇通用建造戰略》（SUBS），美國海軍潛艇聯盟目前高度關注提高潛艇聲學特性，確保區域介入。

美海軍近日簽署了《潛艇通用建造戰略》（SUBS），規划了2023年前後的「俄亥俄」級替代艇和「弗吉尼亞」級潛艇建造任務分配。《戰略》要求紐波特紐斯船廠更多地負責「弗吉尼亞」級攻擊型核潛艇，通用動力電船公司更多地負責「俄亥俄」級替代艇。美海軍此舉是為了平衡兩個船廠的工作量，確保兩型潛艇按時交付，同時費用不會上漲。

根據《戰略》要求，通用動力電船公司為「俄亥俄」級替代艇的主承包商，亨廷頓英格爾斯公司下屬的紐波特紐斯船廠將參與「俄亥俄」級替代艇重要組件和模塊的設計和建造，同時開展「弗吉尼亞」負載模塊的建造。《戰略》考慮了潛艇承包商的建造能力、進度要求、採辦策略、投資、作戰需求等多種因素。

美國海軍水下戰司令稱，海軍正在升級「弗吉尼亞」級「南達科塔」號潛艇的聲學特性，並開展試驗。「南達科塔」號潛艇將裝備大型垂直陣列、特殊塗層，並對潛艇機械系統進行改造。該潛艇將於2018年服役，相關聲學試驗經驗未來還將用於未建造的「弗吉尼亞」級潛艇和「俄亥俄」替代艇，甚至是在現役「俄亥俄」級潛艇和「弗吉尼亞」級潛艇上部分應用。美海軍潛艇項目執行官稱，該潛艇的部分聲學改進組件將在建造時使用，另一部分將在潛艇試航後尾修期才進行改造。美海軍稱，隱身特性同樣也是下一代攻擊型核潛艇（SSN（X））的重要設計因素，美海軍為此將可能應用電力推進系統，儘可能地降低潛艇雜訊。

據了解，同傳統的機械推進方式相比，採用電力推進系統的船舶在經濟性、振動雜訊、船舶操縱、布置和安全可靠性等方面具有明顯優點。關於潛艇全電推進系統，具體有如下優點。

一是可以大大降低潛艇的輻射雜訊。傳統的核潛艇推進系統是由蒸汽輪機通過傳動軸系（減速齒輪箱）把能量傳遞給螺旋槳。而變速齒輪箱、推進軸等機械機構是產生摩擦、震動雜訊的主要因素。使用電力推進後，就可以去掉齒輪箱、縮短推力軸，核潛艇的機械輻射雜訊必然大大降低。

二是有利於潛艇內部布局。以往核潛艇的螺旋槳需要通過長長的傳動軸與齒輪箱連接，這就限定了動力艙的布置位置必須離螺旋槳近，還得在船舶底部，而且傳動軸還得穿透幾個艙室，還要轉動，不利於水密艙的密封。換用電力推進後，推進發電機組不一定非要布置在推進軸線上，因此，推進軸系的傾斜角可以減少，推進軸系可以縮短，從而有利於其它設備的布置。電動機與傳動軸連接，軸的長度大大縮短，可更靠近推進器，節省了大量空間，更有利於裝備布置，可改善艦員的居住條件，工作生活環境更人性化。

三是推進效率更高。由於無需匹配推進器轉速與輪機轉速，所以推進效率更高，同等條件下可以獲得更高的航程，並且動力系統可以無級變速，而且運行也更靈活，能較容易地進行動態制動、倒車和適應海況變化，消除負載瞬態。

另外推進電機與日用所需的電力都在同一個電網內，可以減少全艇的發電機組裝機數量，可以降低艇體重量和成本。所以全電推進不僅是水面艦艇的未來發展趨勢，也是核潛艇推進系統的未來發展趨勢。

毋庸置疑，推進電機是綜合電力推進系統的重要組成部分，永磁推進電動機機相比，具有體積小、重量輕、高比功率、效率高、雜訊低、易於實現集中遙控、可靠性高、可維護性好等優點，是船舶推進電機的理想選擇，目前大部分船舶電力推進裝置都採用永磁同步電機。

而要實現永磁同步電機體積小、重量輕、高比功率、效率高、雜訊低這些特性，除了電控技術之外，最主要的還是稀土永磁材料的應用，稀土元素的重要意義可見一斑。

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