【一文看懂】海鯤潛艦亮相「賣關子」 為何俥葉仍包緊緊？

國造潛艦首艘原型艦海鯤潛艦於2月27日終移出海昌工廠，並且在高雄港內下水，海鯤潛艦從海昌工廠一步步移出，先進入中信八號浮塢，再泛水浮起，並由拖船拖入台船乾塢內，進行後續泊港測試，海鯤全艦外觀幾乎全部公開，魚雷管、側掃聲納、X型尾舵等都可清楚可見，惟獨艦艉的7片鐮刀式「俥葉」要用帆布緊緊包覆不外露。考量當然仍是保密，因偵搜水下潛艦靠聲納捕捉聲紋，如不包覆起來，敵方便能推算海鯤潛艇可能速度，及水下靜音程度。



國防安全研究院戰略與國防資源研究所所長蘇紫雲說明，把海鯤潛艦的俥葉、也就是把螺旋槳給包覆起來，這是一個情報保密的手法。因為俥葉的葉片數量與傾角角度，可以讓敵方用流體力學反推潛艦的設計速度，還有可能的靜音程度，可以抓個大概出來。因此，各國的潛艦都會把俥葉列為主要的保護對象。包括美國海軍維吉尼亞級（Virginia Class）核子攻擊潛艦採用更先進的「泵推進」（Pump Jet）系統，潛艦亮相時都是把它包覆起來保密的。



潛艦的俥葉設計有幾個葉片，究竟有何差別？設計的技術要求有哪些？蘇紫雲表示，海鯤潛艦採用7片俥葉的設計，但潛艦俥葉未必都是7片，有的潛艦的俥葉是5片，這要看其潛艦的功能設定去設計。例如某一型潛艦是以低速、靜音航行為主的話，就會設計其俥葉葉片數量比較多，原理上是要降低「空蝕效應」（Cavitation Effect）。

蘇紫雲說，俥葉（螺旋槳）在水中旋轉時會產生氣泡。若轉速低，氣泡就會少，葉片就要多一點，這樣設計的話，就會抑制氣泡產生的數量，就會達到靜音的效果，免得對方的聲納聽起來會聽到「啵啵啵」的聲音，就洩露出潛艦行蹤。



值得一提的是，海鯤潛艦的俥葉，就是台灣廠商自製，因為原本這一家廠商就是生產船隻的俥葉（螺旋槳），而潛艦的俥葉必須更為精密，因此由潛艦小組評估其技術能力之後，認為其能力不錯，可藉參與國造潛艦計劃的機會，提升國內廠商的能力，因此就將國造潛艦包括海鯤潛艦的俥葉（螺旋槳）交給這家國內廠商來生產，達到提升國內廠商技術層次。

事實上，潛艦的俥葉不光只有金屬製的，也有複合材料製造。蘇紫雲分析，複合材料的俥葉，通常用於可變軸距的設計，可以改變俥葉角度，因應不同的速度與任務需求，不過其大軸設計機構比較複雜，水面艦由於空間較大，比較容易塞進複雜的機構。如果是要用在潛艦上，通常會以傳統的俥葉設計為選擇，特別是首艘艦，而不會用可變軸距的複合材料俥葉。




至於是不是也有潛艦是沒有俥葉的？蘇紫雲表示，確實有，那就是「泵推進」（Pump Jet）系統，或稱為「幫浦噴射式」，也就是導管推進系統。

蘇紫雲指出，新一代核能潛艦，採用「泵推進」系統，沒有外露的俥葉，像是日本海上自衛隊新的大鯨級柴電潛艦，中共解放軍的096後繼型潛艦，都採用「泵推進」系統。

蘇紫雲說，「泵推進」系統其實很像水面艦採用的噴射推進系統，吸水之後再壓縮後推出去產生推力，好處是其物理性的運作，內置式的渦輪槳比較不容易受到外力損壞。而「泵推進」系統又叫做「導管推進系統」，外觀看起來像是兩頭開放的管子，還可以抑制噪音，是未來的潛艦可以考量的推進設計模式。

蘇紫雲也表示，潛艦還有更先進的推進方式，仍在研究階段，那就是著名軍事電影「獵殺紅色十月」虛擬的蘇聯颱風級潛艦，採用「磁導軌」或稱「磁流體推進器」（Magnetohydrodynamic Drive Thruster, MHD Thruster）推進，片中轉換該系統，尾隨的美軍馬上無法掌握，僅能依稀聽到艦上水兵高唱蘇聯國歌的聲音，堪稱該片經典劇情畫面，不過蘇紫雲也解釋，因為常溫（或稱高溫）超導體的技術瓶頸等，讓「磁導軌」或「磁流體推進器」距離實用性還有蠻遙遠的距離。



儘管日本三菱日本三菱重工在1991年曾推出世界第一艘以磁流體推進器做為推進動力的實驗船「大和1號」（YAMATO-1），航速15節，約時速28公里，但現在卻只躺在神戶海洋博物館。蘇紫雲解釋，這是因為「磁導軌」利用勞倫茲力（Lorentz Force），涉及物理場的調整，等於是用磁力來帶動機械，再與海水產生反作用力前進，目前沒有在國造潛艦計劃評估的範圍。

蘇紫雲表示，潛艦的俥葉或是推進系統設計，都想要達成幾個複合式的目標，最優先的是更安靜，第二是更能提高速度，第三是降低耗功（Work），也就是降低能量耗損，在柴電潛艦也就是減少耗電。若能達到以上這三種目標的話，就是潛艦推進系統設計的目的。