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一躍而起 緊急上浮

一戰起,潛艇得到廣泛運用,成為各國海軍不可或缺的一部分。沒有幾個國家能輕易放棄潛艇部隊,放棄水下戰場,比如泰國海軍,寧願讓航母趴窩,也要勒緊褲腰帶購買中國S-26T潛艇。圖片中,緊急上浮一躍而起的潛艇自然讓人想起海豚;現實中,潛艇遠沒有那麼可愛,是一頭不折不扣的鋼鐵巨獸。如果說渦扇發動機是工業王冠上的明珠,潛艇(特別是大型核潛艇)也能算明珠邊上的寶石。

潛艇總體呈圓柱形

潛艇長什麼樣?

潛艇,就是能夠在水下執行的艦艇。為適應水下航行,潛艇外觀與水面艦艇顯著不同。現代潛艇按艇體線型的形狀可分為三種,即常規型、水滴型和過渡性。

常規線形潛艇

常規型。常規型是一戰、二戰潛艇採用的線型,整體看與水面艦艇比較相似,特別是艇艇首、艇尾和水線下部分。這種艇型水面航行激波很小,但到水下後,安裝在表面的裝置和不均勻的艇體帶來了摩擦力、水與船分離形成的形狀阻力,進而形成渦流,不利於水下航行。隨著技術發展,潛艇逐步取消了首部前傾角,改為支柱。如德國戰敗前最後一款XXI(21)型潛艇,首部已經類似於直首。

XXI(21)型潛艇已經與二戰後潛艇 如中國明級很接近

水滴形。美國工程師從飛艇造型得到啟發(潛艇操控的確類似飛機),發明了水滴型。水滴形更加圓潤,艇身截面為圓形,首部呈圓鈍的紡錘形,從中部開始向後逐漸變細,尾部呈尖尾狀。

美國華盛頓級戰略核潛艇就是水滴形

水滴型的缺點是艇首容易上浪,出現埋首現象,水面航行效能較差。有的水滴型潛艇為了提高水面航行效能,採用了艇首浮力艙。此外,水滴形還有一些變種,比如日本的蒼龍級、親潮級,採用雪茄形艇體。

日本的蒼龍級採用水滴形衍生的雪茄形

過渡性。潛艇是把常規型的直首和水滴型的尖尾相結合的一種潛艇線型,這種潛艇的水面航行效能優於水滴形,而水下航行效能優於常規型潛艇。

法國第二代 可畏級導彈核潛艇

中部靠前位置通常設立一個垂直結構,稱為指揮塔或指揮圍殼,內有通訊(如拖曳式超長波天線)、感應器、潛望鏡和控制裝置等。未來潛艇,指揮圍殼有逐漸變小、和艇身融為一體的趨勢。部分老式潛艇或常規潛艇也裝有潛射彈道導彈,由於耐壓殼體直徑有限,導彈發射筒被安裝在指揮圍殼內,與艇體連為一體。

指揮圍殼電子裝置林立

電子潛望鏡

潛艇可分為常規潛艇與核潛艇

潛艇分類標準很多,按動力型別只是其中一個維度。按大小/排水量可分為大、中、小型潛艇,按用途可分為科研潛艇與戰鬥潛艇,按裝載武器還可分為魚雷潛艇、巡航導彈潛艇、戰略導彈潛艇。

中國常規潛艇基地

(1)常規潛艇。常規潛艇動力系統由柴油機、蓄電池和電動機構成。水面航行時使用柴油機作為動力源,邊航行邊帶動發電機給蓄電池充電,水下航行時,使用蓄電池驅動電動機航行。柴油機工作需要大量的氧氣,因此只能在水面航行或通氣管狀態航行時才能充電。受蓄電池電量限制,常規潛艇水下航行一段時間必須上浮,使用柴油機航行,併為蓄電池充電。此時,潛艇容易暴露目標,非常脆弱。為了延長常規潛艇水下航行時間,各國都非常重視不依賴空氣推進,即AIP技術(後續文章會詳細介紹)。

前面是基洛級常規潛艇 中間是北風之神級核潛艇

目前世界主流AIP技術分為四種:閉式迴圈柴油機、斯特林發動機、燃料電池以及小型核動力(核電混合)。斯特林AIP應用最多,如中國、日本;燃料電池也較多,如德國潛艇。但目前無論哪種AIP系統,其輸出功率均不能滿足常規潛艇水下最大航速航行的需求,只有與柴電動力結合,才能滿足實戰需要。並且AIP系統對潛艇噸位比較敏感,如世界常規潛艇之最蒼龍級(水下排水量4200噸),使用斯特林AIP就比較吃力,後期生產的蒼龍級只是將蓄電池換為鋰電池,未再安裝AIP系統。常規潛艇水面航速約10-15節,水下航速可達到15-20節,若使用經濟電機,水下航速只有2-4節。

北極破冰而出的3艘美國潛艇 這種艱鉅任務還是核潛艇更勝任

(2)核潛艇。水下排水量4000噸幾乎是常規潛艇的極限,潛艇再大一些,採用核動力才能滿足需要。核動力裝置,主要由核反應堆、蒸汽發生器、主迴圈泵和蒸汽輪機等構成。與常規潛艇水面充電、水下靠電、用完充電的迴圈模式相比,核潛艇的動力幾乎是無窮無盡的。如果不是潛艇補給有限、艇員精神難以承受,理論上可以一次下潛,數年不浮出水面。目前,核潛艇一次潛航時間紀錄由中國保持,為90天。

如圖

世界上第一艘核潛艇是美國的“鸚鵡螺”號,1954年1月24日開始試航。目前全世界公開宣稱擁有核潛艇的國家有6個,分別為:美國、俄羅斯、英國、法國、中國、印度,巴西極有可能成為核潛俱樂部下一位成員。除了極個別早期型號與試驗潛艇,世界上在役彈道導彈潛艇均為核動力。核潛艇水下最大航速約30節,可以伴隨航母戰鬥群作戰。

印度成為核潛艇俱樂部第6位成員

潛艇中的最大和最小

最大核潛艇:蘇聯颱風級。颱風級(941型)戰略核潛艇首艇於1977年開工建造,1981年建成服役,最後一艘於1989年服役,共建造了6艘,截至2017年只有一艘仍處於執行狀態。颱風級(941型)艇長172.8米,寬23.3米,水下排水量高達4.6萬噸,是截至目前世界最大體積和噸位潛艇紀錄保持者,典型的冷戰產物。(小編要補充一下:潛艇水下排水量並不能和水面艦艇滿載排水量直接比較,舉個例子,大瓶可樂浸入水中一半與小瓶可樂完全浸入水中,排出水量接近。)

颱風級核潛艇與奧斯卡級核潛艇 颱風級整整大了一圈

上圖1可以看出颱風級核潛艇比一同停靠的奧斯卡級大出一圈,圖中只能看到水線上部分,其實潛艇水面下部分更大。上圖2是正被拆解的奧斯卡級核潛艇,該型潛艇曾因庫爾斯克號事故為人熟知,看看旁邊工人,艇體妥妥4層樓高。颱風級是典型的“技術不夠、噸位來湊”的產物,為裝下20枚巨大的固體彈道導彈,不得不採用2大1小耐壓殼體捆綁、中間插導彈的結構,導致艇體十分巨大。當然,即便是妥協,能把潛艇做成這樣,也算帝國最後的餘暉!最近有訊息稱,俄羅斯希望把兩艘封存的颱風級潛艇改造為巡航導彈潛艇,成為水下武庫艦,小編感覺可信度不高,對於拮据的俄羅斯,還是攢錢多生產亞森級吧

颱風級vs基洛級常規潛艇、航母

最大常規潛艇:日本蒼龍級。蒼龍級潛艇是日本海自現役最新潛艇,也是世界最大的常規潛艇。該艇就採用了斯特林AIP系統,還採用了X型尾舵(後續文章會介紹)。蒼龍級潛艇標準排水量2950噸,水下排水量4200噸,人員65名。

蒼龍級(X型尾舵)與前輩親潮級

最小核潛艇:法國紅寶石級。此艇長72.1米(改進型73.6米),寬7.6米,潛航排水量僅2700噸左右。看下圖“紅寶石”被拖輪裹挾回港的照片,就能對其身材略知一二。因個頭過小,艇首隻能安裝4具魚雷發射管,呈田字狀排列。

紅寶石級核潛艇被拖輪裹挾進港

水下排水量2700噸,在常規潛艇中也排不上號,鬼子的蒼龍級4200噸,我們熟知的基洛級,長72.6米(636型73.8米),寬9.9米,水下排水量也有3100噸。基洛級多大?【颱風vs航母圖】中最小的即是,由此可見,3艘紅寶石排成一隊才和颱風級一般長。

攻擊核潛艇對比圖 紅寶石級長度也就奧斯卡級一半

最小非戰鬥核潛艇:美國NR1型科研潛艇。此艇十分纖細,長41.8米,寬最多站下2個人,排水量區區400噸 ,航速4節,主要用於海洋工程和研究,沒有進攻能力,裝備小型核動力裝置,可以連續在水下工作20天。雖然一直沒有入美國海軍服役,卻完成了搜尋造成“挑戰者號”太空梭事故的O形環、打撈攜帶“不死鳥”導彈沉入海底的F14等任務,功勳卓著。類比一下臺風級,應該還沒有颱風級的圍殼大。要知道NR1型是1969年下水的,當年核反應堆可以做到如此小型化,真是極品了!

美國NR1型科研潛艇

轉自:野地花社

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