福特号航空母舰上的螺旋桨，重达30吨，请对比左下角那5人。图片来自Jeff Head。

在我们印象中，船无非就是在尾部吊装一个或几个螺旋桨以进行推进，如上图福特号航母这般。

然而，不少非军迷朋友所不了解的是，诸如美国海狼级核潜艇，英国机敏级等先进核潜艇，却是使用“泵射推进”。

而像美国濒海战斗舰等这样的高速舰使用的又是“喷水推进”，咱们先说后者，因为两者极为类似。

何为喷水推进？上图为美国濒海战斗舰独立号，它使用的就是“喷水推进”。

使用“喷水推进”的舰船，我们任何时候都甭想看到它的螺旋桨，最多只能看到上图那4个装置。

怎么运作的？

运作的大概原理就如上面的剖视动图。静态图如下：

推进时，就是下图这样子。

据一些资料上说，某大型船只上的喷水推进装置，其总流量非常惊人，相当于美加边界的尼亚加拉瀑布的平均水流量。

图片来自Jim2B。

到这里，有的网友会有疑问，传统的螺旋桨外露推进，可以方便转向和倒车。而使用喷水推进的船只又是如何实现拐弯和倒车的？

倒车很简单，原理恰如上面的动图。

而转向的原理，咱们来看看美国濒海战斗舰独立号的变种姊妹舰，USS Tulsa (LCS-16) 塔尔萨号。

塔尔萨号安装4个喷水推进，全功率推进时，每秒的水流量24000加仑，合每秒90吨水流量。

作为对比，我国黄果树大瀑布水流量一般保持在每秒8至12吨，当然，黄果树片区普降大雨时例外（最大时，黄果树大瀑布水流量高达每秒690吨）。

濒海战斗舰上的每一个“喷水推进”装置都如此灵活，这让濒海战斗舰相比于其他战舰，操作更灵活。

泵射推进“泵射推进”与“喷水推进”原理是相似的，只不过，前者用在核潜艇上，后者多用在军舰和民用船舶上。

一个在水面，一个潜行于水下，我们总不能期望它们的推进装置长相一样，称呼还一样。

老式潜艇上的螺旋桨，图片来自Weston Westmoreland。

而现代的先进核潜艇是看不到螺旋桨的。

某些先进核潜艇的泵射装置如上图，而实物图如下：

图片来自美国海军研究所的Jeff Head。

上图为造价23亿美元的美国弗吉尼亚级攻击型核潜艇，因为核潜艇都是各大国的核心机密，故这艘弗吉尼亚级攻击型核潜艇上浮时，其泵射装置是用一块布遮挡起来的，其内部结构无法知晓。

因此，我们只能通过上面这张大概的参考图来略知一二，而实际结构可能会出入很大。

总之，我们只要知道，泵射推进跟喷水推进有一点是类似的，都是用“管子”将螺旋桨包起来。

有哪些优势？核潜艇使用泵射推进，核心出发点就是为了静音。螺旋桨外漏容易产生空泡噪音，这会让核潜艇难以成为真正意义上的“大洋黑洞”。

上图为螺旋桨在水中产生空泡的高速摄影图。空泡的产生跟压力密切相关，而用“管子”把桨叶包起来后，管子里的水流很急，桨叶受到的动压很大，空泡不容易产生。

美国海军工程试验站为了对比泵射推进和普通螺旋桨推进时的噪音。他们上世纪曾经做过对比实验，结果表明，泵射推进比普通的螺旋桨推进最高可低20分贝左右，差距非常大。

而在舰艇上使用喷水推进，最大的好处是操纵性和倒车性能优越；舰体外的附件少，减少了阻力。

另外，跟外露螺旋桨相比，使用喷水推进的船可在浅水活动，因为只要入水口被淹没就行。还有就是，因为旋转部件是包裹起来的，所以里面的桨叶能得到很好的保护，不会切割外面的礁石和鱼儿。

鲸鱼背上的累累疤痕，拜某条船的上的螺旋桨所赐。

也正因此，一些救生艇也使用喷水推进。原因不难理解，我们得把人完完整整地救上船，而不是弄成几块后……

出品：科普中国

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