舰船用泵作为军用舰船的重要配套设备,安装于动力、消防、供油等多个系统中,其技术发展紧密围绕海军装备的高可靠、强隐蔽与高效能需求展开。军用舰船的特殊环境对泵体设计提出了多目标优化要求:需在有限空间内综合平衡流量、扬程、效率与抗冲击性,并通过计算流体力学实现全工况设计。
结构上普遍采用紧凑立式布局以适配舰船舱室,过流部件广泛应用铜合金、双相不锈钢及钛合金等材质以提升耐腐蚀性、耐用性,关键承压部位禁用铸铁而采用铸钢或焊接件强化抗爆能力,同时通过磁力密封、屏蔽泵技术实现“无泄漏”运行,确保高海况下的安全性。
①船用配套设备市场规模稳步提升
船用配套设备制造属于船舶产业链的上游,其细分种类繁多,包括动力系统、舾装设备、舱室设备等。根据 WiseGuy Reports 的报告,2024 年度,全球船用配套设备市场规模约2,183.00 亿美元,预计该市场将从 2025 年的 2,240.00 亿美元增长至2035 年的 2,900.00 亿美元,预测期内的年化复合增长率约为 2.6%。
②舰船用泵简介
舰船用泵属于船用配套设备中的机电配套设备。舰船用泵安装于船舶的动力装置、货物装卸、生活服务安全保障和其他专用系统中,此外还配装于某些船舶辅助装置中。结合相关研报和期刊披露的船舶制造各项成本占比,船用配套设备占整船总成本的比重约为45%-52%,其中船用泵约占船用配套设备的 4%-8%。因此,船用泵是一种重要的船用配套设备,船舶工业的发展需要包括船用泵在内的船用配套设备制造业的发展来支持。
③舰船用泵应用领域分类及特点
根据应用领域的不同,舰船用泵分为军舰用泵和民船用泵两大领域。军舰用泵是一类军工产品,由于军船特有的独立性、航行特性、战斗可能性、安全性以及轮廓尺寸和机组重量等方面的特殊要求和限制,因此相较于民船用泵,军舰用泵在设计方法、结构形式、考核指标要求、生产制造、加工工艺以及产品可靠性、维护性等方面的要求都远高于民船用泵。
具体而言,在设计方法上,军舰用泵除了要满足流量、扬程这些基本性能参数之外,在保证不同航行工况下均具有较高效率的同时,还要求具有最小的重量和外形尺寸,尽可能低的振动噪声等;在结构形式上,军舰上环境条件复杂、系统密集、空间紧凑,同时面临复杂的航行状况,因此军舰用泵的材料多采用高抗腐蚀性材料,在整体结构设计上进行优化来提高抗冲击性能;在考核指标上,民船用泵只对泵的基本性能参数作出要求,而军舰用泵则对性能状况、多工况、功能接口、振动噪声、可靠性和维护性、制造质量等方面均有详细的规定要求。
此外,军舰用泵对于产品的工艺、平衡、精度等考核指标上都远高于民船用泵;在生产制造和加工工艺上,军舰用泵对产品质量要求极高,大都采用精密铸造与数控机床等精密加工手段,以保证零部件的制造精度;在产品可靠性和维护性上,军用舰船的作战特殊性要求对军舰用泵的可靠性和维护性提出了非常高的要求,因此军舰用泵的产品设计、制造、试验、安装等流程均有完整的质量保证体系和程序,质量控制贯穿整个流程。
④行业的技术发展趋势
舰船用泵技术未来的发展方向将向高参数化与智能化深度融合演进:一方面持续优化减振降噪能力、提升功率密度与耐极端环境能力,同时发展抗高压、抗高温及高抗汽蚀特性;另一方面,依托数字孪生与物联网等先进技术,实现泵组的实时状态监测与智能远程运维,推动舰船用泵自动化水平的全面提升。此外,舰船用泵的材料方面,钛合金、超级双相不锈钢等先进材料在泵体中的应用,将有助于进一步提升舰船用泵的轻量化水平、耐腐蚀性能和整体耐用性。舰船用泵行业正通过军民协同与技术转化,持续推动中国海军的现代化进程。