據《南華早報》報道稱，中國科學家已經實現了一種利用「等離子體爆轟推進」的潛艇推進技術，能讓潛艇做到超高速超靜音的航行狀態，那個被西方詬病的從西太平洋下海，噪音連美國都能聽到的誇張形容將一去不復返，並且還將做到遙遙領先！
等離子體爆轟推進！怎麼就用到潛水艇上了？
筆者估計大家都是懵圈的，因為「等離子爆轟推進」這種技術，怎麼看都應該是航空太空船上用的動力裝置，怎麼就能應用到潛水艇上？所以實在信不過《南華早報》的報道，直接去國內頂尖的學術期刊《光學學報》翻到了原版論文，結果驚掉了下巴，還真是這樣，論文的截圖是這樣的：
看論文有點累，筆者簡單的大家理一理，這原理並不復雜，這種技術的全稱是"水下光纖激光誘導等離子體爆轟波推進"，主要是利用超高功率的激光，通過光纖抵達推進位置，只要波長合適，雷射會在光線和水的界面上釋放出巨大的能量，將這個位置的水氣化並等離子化，完成從液態到氣態再到等離子態的過程會急劇膨脹，同時產生巨大的推力！根據論文表示，在2兆瓦的雷射功率下，能產生70,000牛頓的推力，推動潛艦高速前進。
然而據論文介紹稱，這種技術並不是中國人第一個發明的，而是日本科學家在2000年代初提出來的，當時就有論文論證了利用雷射在水中產生等離子體，然後利用等離子體膨脹形成的爆轟波進行推進。然而日本科學家在實驗的過程中卻發現，雖然這種技術的產生推力的效率不錯，但有一個非常嚴重的問題，當等離子體破裂形成爆轟波時的推力是四周相等的，也就是說不會產生任何推力，所以這種劃時代的推進系統想要推進就很難了！
後來有科學家將這種結構改進了，轉而將「爆破」水分子改成推進金屬或其他材料製成的小球，當這些小球被激光轟擊後會在特定的方向上爆開，從而對潛水艇產生推進力，然而這種高技術儘管解決了推力反向的問題，但產生的推力極低，一瓦激光功率只產生百萬分之一牛頓的推力，這個推力甚至比空間推進器的離子推進引擎都要低，完全沒有實際應用價值。
不過中國科學家創造性在光纖尾部設計一個U型結構解決了這個無解的難題，這個結構根據等離子體爆開的時間與產生推力的過程，高精度的設計了這種結構，完美的解決了這個問題，將雷射產生推力的效率提高4個數量級，也就是先前的10000倍，從而讓這種劃時代的推進器進入實用階段。
如此炸裂的推進器：那麼困難點在哪裡？
首先就是功率的問題，我們先來看下論文中給出的數據：2兆瓦的激光功率下能產生70000牛頓的推力，這個比例大概是70噸/2000千瓦=0.035，而常規潛艇的功率推力比大約為0.0125，是常規潛水艇效率的2.8倍，簡單的理解就是用雷射推進比同樣功率下的螺旋槳推進效率高2.8倍！
但有一個問題產生了，我們所說的常規推進效率是0.0125，這個參數給的是船用或潛水艇用的主機功率，是可以轉換成螺旋槳推力的功率！但使用雷射推進時換算的功率是雷射功率，從船用主機到雷射功率之間還有一個轉換係數，以現代光纖雷射轉換效率來看，這個比例大概是30%左右，也就是說這一來一回差不多就是剛好折合回了船用螺旋槳的比例！
不過根據現代光纖雷射的效率已經能達到60%左右，在同樣船用功率的條件下，使用光纖雷射推進的推力是螺旋槳的2倍左右，速度能增加約26%左右。當然這個只是簡單計算，船舶功率與速度之間的關係比較複雜，與船型關係比較大，一般經驗計算是速度增加一倍，功率需要需要增加到8倍，比如從20千米/小時到40千米/小時，功率將增加到原來的8倍。
儘管等離子體爆轟推進在傳統速度計算上改變不了多少，但它還有一個意想不到的效果，因為等離子體爆轟推進過程中會產生空泡，可以專門設計在潛艇的前部到中部以及尾部的關鍵位置埋設光纖，產生空泡降低潛水艇航行的阻力，這就是傳說中的超空泡技術！
想必各位都知道俄羅斯的超空泡魚雷，其最高速度可達200節（370千米/小時），常規的魚雷最高速度也不會超過60節，其中的關鍵就是超空泡魚雷在頭部設置了一個空泡發射結構，源源不斷的空泡包裹魚雷彈體，魚雷彈體與水的浸潤面積被空泡隔離，使得阻力大幅下降，在同樣的推力下，魚雷速度要比沒有空泡隔離的快好幾倍。
超空泡魚雷性能太優秀，各國一直都想把空泡技術應用到潛艇上個，因為空泡技術不僅可以增加速度，還能降噪，因為空泡隔離了潛艇與水體之間的聲音傳播，使得潛水艇內部的噪音無法傳出，達到靜音的目的。
然而超空泡技術在潛艇上應用卻遭遇了難題，因為潛艇不像魚雷，只要一組空泡發生結構即可，潛艇外部結構相對比較複雜，需要多組空泡發生結構，甚至可能會因為姿態改變臨時調整空泡發生的位置，對於傳統的空泡技術，例如氣管輸送或氣體發生器都無法快速調節，但光纖雷射技術可以毫秒反應，這個技術絕對是前途無量。
潛艦推進技術：到底有哪幾種推進技術
「等離子體爆轟推進」儘管看起來非常先進，不過到目前為止還處在研究狀態，現代潛艇主要還是以常規推進為主，最典型的大概有如下幾類：
- 螺旋槳推進；
- 噴水推進；
- 磁流體推進；
螺旋槳推進技術是最傳統的，從動力艙輸出一個大軸直通尾部推進器，有的潛艇尾部可能有兩個螺旋槳，長長的軸系驅動七葉大側斜螺旋槳，基本上是現代潛艇的標配，可靠性非常高，七葉大側斜螺旋槳噪音也很低，目前全球最先進的潛艇用這種模式比例還是很高的。
但這種方式也有一個缺點，大軸非常佔用潛艇內寶貴的空間，並且一根長長的軸系穿越小半個潛艇會產生無法消除的噪音，這也是潛艇噪音很難解決的問題之一，所以後來搞除了電動推進，少了軸系噪音，電動推進效率比軸係要高，並且動力裝置不再受到軸系限制可以個根據潛艇的配置自由佈局，實在是非常方便！
但改成電動後仍然有一個問題，因為電動還是常規的螺旋槳，即使是七葉大側斜螺旋槳也會有中間的槳轂，從螺旋槳槳葉上剝離的湍流會順著槳轂被水流推向尾流，產生渦流，會產生噪音和增加額外的阻力，所以電動螺旋槳仍然不夠完美，必須要有突破性的技術來解決這個問題。
無軸泵推技術應運而生，這個技術多少有點不好理解，有網友認為泵推就是水泵抽水噴出就成了泵推，事實上理解沒錯，有些小水線船舶或者需要在淺水區以及沼澤地帶工作的船舶使用的就是這種技術，防止螺旋槳打到淺海泥沙或纏繞水草，但潛艇的無軸泵推卻不是這樣的，說不明白直接上圖比較好理解：
中間沒有軸系，螺旋槳朝向中間時會越來越小，減少了高速流體經過時產生的氣泡與噪音，降噪與增推，差不多就是這種結構的評價，周圍一圈的則是電機驅動系統，這種無軸泵推技術難度比較大，密封技術與效率等都比較難協調，所幸是中國在無軸泵推技術上相當高不錯，目前處在全球先進的行列。
磁流體推進的原理比較容易理解，和通電導體在磁場中運動的原理沒有區別，只不過導體換成了海水，比如使用一個管狀結構，在管子的上下兩端加載磁場，在左右兩側通入電流，因為海水導電，因此在海水中會有電流通過，在磁場的作用下可以用左手定則判斷出海水流動的方向：
這個結構的優勢是相當明顯的，因為沒有任何活動部件，所以噪音極低，可維護性絕佳，結構簡單，但缺點也很明顯，效率比較低，因為海水本來就不像導線一樣"聽話" ，因此唯一能調整的就是磁場，簡單地說就是磁場越大越好，所以科學家就把超導體都搬到了磁流體推進上，但即使如此，仍然不滿足於其性能，而且可維護性也不好！
例如中科院電工所研發的螺管超導磁體系統，磁場強度5特斯拉，室溫孔徑0.2米，外徑0.65米，總長1.1米，總重494公斤，液氦貯量66公升，一次充滿液態氦能連續運轉6晝夜。原因很簡單，超導磁鐵需要在液態氦的溫度下才能運行，消耗液態氦的超導體運行成本很高，對於戰時使用來說至少要到液態氮，甚至最好是常溫超導體，並且到目前為止，磁流體推進的效率還整體偏低，比較難以實用化。
所以磁流體推進優點很多，但缺點也顯而易見！最後簡單聊聊噴水推進，其實準確的說磁流體和泵推等都屬於噴水推進，上文也說了，噴水推進適合在在滑行艇、穿浪艇、水翼艇、氣墊船等中、高速船舶上使用。有點是高速性能非常好，特別是高速下轉彎性能非常好，但缺點也挺多，比如低速效率比較差，管道損失推力比較大，噪音也比較大。
到目前為止，潛水艇推進的主要方式還是大側斜螺旋槳，無軸泵推在快速發展，有部分潛艇上也早已在使用，不過上文中的"等離子體爆轟推進"以及"磁流體推進"都將成為未來的發展方向。
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