om Kinas fälgdrivna pumpjet-framdrivningsteknik fungerar skulle det vara ett betydande framsteg för People ’s Liberation Army Navy’ s undervattensstyrka.
i en ny artikel som publicerades i South China Morning Post hävdar Peking att han har utvecklat ett så tyst framdrivningssystem—vilket vissa har jämfört med den så kallade caterpillar-drive i Tom Clancy ’ s Hunt for Red October.
med kraftigt förbättrad akustisk prestanda, en ny generation av avancerade kinesiska kärnvapenattack ubåtar (SSN) kan lägga till en annan dimension till Pekings anti-access / area denial (A2/AD) kapacitet.
vidare skulle nya kinesiska ballistiska missilubåtar som gömmer sig inuti sina starkt försvarade ’ bastioner— – som den sovjetiska boomerflottan före dem-vara mycket svårare att upptäcka och eliminera, vilket kraftigt förbättrar Pekings strategiska kärnvapenavskräckning.
men det är bara om Kina kan bygga en operativt relevant fälgdriven pumpjet-propulsor—amerikanska marinanalytiker är mest övertygade om att det nya kinesiska tysta framdrivningssystemet är ett vetenskapsprojekt som kanske aldrig kommer till sjöss.
” om det är välbyggt, skulle en fälgdriven pumpstråle vara ett tystare framdrivningssystem än traditionella propellrar, och kan vara tystare än axeldrivna pumpstrålar som de på vissa amerikanska ubåtar, ” Bryan Clark, en pensionerad USA. Navy undersea warfare officer och analytiker Centrum för strategiska och Budgetbedömningar, berättade National Interest.
” frågan är om kineserna kan bygga en med den fina bearbetningen som krävs för att uppnå den möjliga tystnadsgraden. Artikeln tar inte upp det. Den grundläggande tekniken är enkel, men att bygga en bra är svår. Tillverkning av precisionsutrustning som turbiner har varit en utmaning för Kinas varvsindustri.”
pensionerade USA. Navy submariner Thomas Callender, en senior forskare för försvarsprogram vid Heritage Foundation och tidigare chef för kapacitet vid kontoret för biträdande under sekreterare för marinen (Policy) kom överens med Clarks bedömning.
”jag håller med om att om ingenjörer kan utveckla en axelfri fälgdriven elmotorpumpstråle, skulle det minska värdens ubåts brussignatur, eftersom utan stor traditionell axel med flera lager längs dess längd (axeln måste vara tillräckligt lång för att ansluta framdrivningsmotorn inuti maskinrummet för att skruva eller pumpa-jet vid aktern) och bara ha ett lager per pumpstråle, bullret i samband med axeln skulle minskas”, berättade Callender National Interest i ett e-postmeddelande.
” dessutom, eftersom propellern inte drivs av en traditionell ångdriftsturbin, men av en elektrisk motor, finns det inget behov av stor reduktionsväxel som minskar varvtal av ångturbin (i 1000-tals varvtal vid högre hastigheter) till effektivare och tyst propellerhastighet (för ubåt vanligtvis mindre än 200 rpm max).”
den förbättrade tystnaden skulle sannolikt mer än kompensera potentiella nackdelar som en större magnetisk signatur.
” en fälgdriven pumpstråle skulle använda en elektrisk motor som är installerad i fälgen runt framdrivaren. Liksom alla elektriska motorer skulle det generera ett magnetfält. Eftersom det är utanför skrovet, det kan vara lättare att upptäcka med magnetisk anomali upptäckt, men det kan utformas för att skydda en del av fältet,” Clark sa.
” det kommer igen till hur bra de bygger framdrivningssystemet. I vilket fall som helst, magnetisk anomali upptäckt fungerar inte på långa avstånd, och är inte användbar som en sökfunktion. Det används vanligtvis för att rikta in sig på en ubåt när den har lokaliserats och spårats.”
även om det finns fördelar med en fälgdriven pumpjet, finns det också några allvarliga potentiella nackdelar. Ett problem är att sådana motorer kanske inte kan generera hästkraften för att driva en massiv atomubåt.
” om Kina kan sätta en välbyggd fälgdriven pumpstråle på en ubåt, är nästa fråga hur mycket dragkraft det ger, ” Sa Clark.
” med ubåtframdrivning är en av avvägningarna tystnad kontra hastighet. De flesta förändringar i framdrivningsarkitekturen som minskar buller minskar också sprinthastigheten. En av de bekymmer Jag har hört från ingenjörer är om en fälgdriven pumpstråle kan leverera de hästkrafter som behövs för att nå höga sprinthastigheter för torpedoflykt eller ompositionering.”
Callender noterade att en enda fälgdriven pumpjet troligen skulle vara otillräcklig. Den amerikanska flottans kommande Columbia-klass SSBN-design kommer att innehålla en permanentmagnet elektrisk drivenhet-undviker den traditionella ångdrivna framdrivningsturbinen. Det nya framdrivningssystemet kommer att bli mycket tystare, sa Callender, men det kommer till priset av att vara enormt.
”den elektriska drivmotorn med tillräcklig kraft för att driva Columbia SSBN kommer att vara extremt stor, vilket delvis bidrar till dess 43-fots skrovdiameter”, sa Callender.
” till exempel producerade Ohio-klass SSBN i liknande storlek 60 000 axelhästkrafter. Virginia SSN producerar 40 000 axelhästkrafter för att driva en ubåt.”
på grund av elmotorernas storlek och vikt finns det vissa storleksbegränsningar som är inneboende för en fälgmonterad pumpjet.
”Bryan är korrekt och jag håller med om att den mest kritiska tekniska frågan med den fälglösa elmotorpumpstrålen som huvuddrivning för en SSN eller SSBN levererar tillräcklig kraft i storlek och viktbegränsningar för en akterpumpstråle”, sa Callender.
” som du kan föreställa dig, skulle en 40-fots diameterfälglös pumpstråle inte vara praktisk (nuvarande framdrivare är mindre än 20ft i diameter) från både storlek och vikt. Att ha en enorm och tung motor och pumpstråle vid den extrema aktern skulle också göra skrovstabilitet nästan omöjligt.”
som sådan skulle kineserna behöva använda flera framdrivare för att designa och bygga en praktisk ubåt.
” en mer sannolik lösning för att införliva en mindre fälgdriven pumpstråle (och därmed mindre effekt) skulle vara att ha flera pumpstrålar placerade på de stabiliserande akterflänsarna (2 eller mer sannolikt 4)”, sa Callender.
” men frågan om storlek och vikt är fortfarande ett stort tekniskt steg och skulle sannolikt inte innehålla mer mogna men tunga permanentmagnetmotorer.”
Clark påpekar ett annat potentiellt problem även om kineserna kan lösa alla andra tekniska problem. En fälgdriven pumpjet skulle dra en enorm mängd elkraft och det är inte klart att kineserna kan generera den typen av energi ombord på sina ubåtar.
” den sista utmaningen jag ser med en fälgdriven pumpstråle är fartygets förmåga att tillhandahålla den elektriska kraft som behövs för att driva pumpstrålen”, sa Clark.
” ett elektriskt framdrivningssystem kommer att vara mindre effektivt än traditionell ång-eller dieseldrivning eftersom reaktorn eller dieselgeneratorn driver en generator som sedan driver en motor jämfört med en dieselmotor eller ångturbin som direkt driver axeln.”
om kineserna framgångsrikt skulle utveckla och bygga en fälgdriven pumpjet, kan det finnas bredare strategiska konsekvenser.
” om de har utvecklat en genuint tyst enhet för SSN: er, kan de dock använda dessa båtar som ett frittgående element i deras A2 / AD-nätverk: SSK: er kunde bilda en relativt statisk defensiv cordon närmare stranden medan SSN: er strövade framåt i ett försök att upptäcka, spåra och rikta mot kommande amerikanska Stillahavsflottan eller sjunde flottans arbetsgrupper (och att meddela A2/AD-styrkor bakom amerikanska styrkor)”, berättade James Holmes, professor i strategi vid US Naval War College, National Interest.
” SSN: er kan således omfatta ett framåtriktat försvar av Kinas framåtriktade, skiktade maritima försvar. Och det lämnar alla de mer offensiva användningarna för snygga SSN: er, till exempel framåtriktade operationer i Indiska Oceanen.”
det nya framdrivningssystemet kan också vara en välsignelse för den kinesiska SSBN-flottan, som liksom den sovjetiska boomer-flottan använder den så kallade ”Bastion” – strategin.
” denna typ av framdrivning skulle förbättra vad som verkar vara Kinas ”bastion” – strategi för SSBN i Sydkinesiska havet, ” sade Holmes.
” Framdrivningsmaskiner är som tystaste när de kör långsamt, medan SSBN kryper längs på patrull. SSBN: er baserade på Sanya och utrustade med nyfångade framdrivningsanläggningar kunde komma igång, dyka snabbt och dawdle ut till sina patrullområden-hålla sin akustiska signatur och därmed chanserna för fientlig upptäckt till ett minimum. Det skulle göra anti-ubåtutmaningen för amerikanska och allierade styrkor skrämmande. Vi skulle jaga kinesiska subs i Kinas utökade grannskap, i närheten av en rad PLA A2/AD-vapen.”
det finns dock gott om indikationer på att den kinesiska rim-power pumpjet silent propulsion-tekniken är överblåst. I SCMP-artikeln citerar författaren Minne Chan Collin Koh Swee Lean, en ubåtexpert från S. Rajaratnam School of International Studies vid Singapores Nanyang Technological University som säger att: ”på lång sikt, om pump-jet-framdrivningen förklaras fullt fungerande och testas framgångsrikt … framtida ubåtar skulle vara utrustade med pump-jet framdrivning som standard design funktion.”
till Callender, det är en indikation på att den kinesiska tekniken fortfarande finns i labbet.
” för mig betyder det att den fälglösa pumpstrålen fortfarande är mycket i utvecklingsfasen för vetenskap och teknik och inte en kortsiktig mogen teknik”, sa Callender.
i slutändan kommer bara tiden att berätta om det nya kinesiska tysta framdrivningssystemet visar sig vara äkta.
men vissa amerikanska marinanalytiker tror att rim-driven pumpjet helt enkelt är Kinesisk propaganda. ”Jag läste detta tidigare i morse och drog slutsatsen att planpropagandamaskinen var upptagen den 4 juli”, förklarade Bryan McGrath, VD för Ferrybridge Group naval consultancy, till det nationella intresset igår.
” ja, något…om äkta. Och det är ingen tvekan i mitt sinne att den undervattensfördel vi åtnjuter kommer att komma under ökat tryck från planens kapacitet. Men tystare att amerikanska subs? Nej.”
Dave Majumdar är försvars redaktör för National Interest. Du kan följa honom på Twitter @ DaveMajumdar.