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凌的潜艇博客

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浅述潜艇单、双壳体结构的差异与利弊  

2009-10-09 16:15:34|  分类: 潜艇基础知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 浅述潜艇单、双壳体结构的差异与利弊 - 小马 - LostAngel的潜艇博客

                             建造中的英国机敏级攻击核潜艇的部分壳体结构

一、潜艇单壳体与双壳体结构的区别。  

   单壳体潜艇的艇体由耐压壳体组成,在耐压壳体外没有包覆物,耐压艇体直接裸露在外。双壳体潜艇的耐压艇体全部被耐压和非耐压的外壳体所包覆,这层外壳除了在舯部有一段是耐压的(耐压液舱),其余都是非耐压的轻外壳。为了让第一次接触潜艇壳体结构的朋友,有个一目了然的感受,下面通过一系列的结构图来阐述两种壳体结构之间的差异和特点。

浅述单壳体与双壳体潜艇的特点及利弊 - 小马 - LostAngel的潜艇博客                         浅述单壳体与双壳体潜艇的特点及利弊 - 小马 - LostAngel的潜艇博客

    图1  单壳体结构潜艇的横剖面图                                             图2 双壳体结构潜艇的横剖面图

   图1为德国205型艇的艇体横剖面图,在该图上可以清楚的看到单壳体潜艇的一些特点。如耐压壳体直接暴露在外,耐压艇体外也没有任何包覆物,艇体结构也较为简单。图2是前苏联633型R级双壳体潜艇的横剖面图,可以清楚的看到在该艇的耐压壳体外还有一层轻外壳包覆,两层壳体之间形成了一个舷侧空间。双壳体艇的主压载水舱、燃油舱、燃油压载水舱、浮力调整舱等都布置在这里。由于双壳体潜艇比单壳体潜艇多一层壳体,多一个舷侧空间结构,所以双壳体潜艇的结构要比单壳体艇复杂一些。

   光看结构线图可能比较抽象,为了直观明了下面再用实艇图来做对比。

 

浅述单壳体与双壳体潜艇的特点及利弊 - 小马 - LostAngel的潜艇博客浅述单壳体与双壳体潜艇的特点及利弊 - 小马 - LostAngel的潜艇博客

        图1          建造中的双壳体结构潜艇                                图2        建造中的单壳体结构潜艇

   左图为在建中的双壳体艇,内外壳体已基本完成,上层建筑尚未搭建。舷侧空间里可以看到用于维持舷间液舱稳定的肘板、肋骨和大量支撑角钢等构件。右图为在建的一个单壳体艇分段,与左图的双壳艇相比,结构简单的多,舱段内可以看到单壳艇内置的肋骨。

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                                       图1   单壳体的凯旋级战略核潜艇的纵剖面图 

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                                           图2   双壳体的VIII型攻击核潜艇的纵剖面图

   上两图为单、双壳体结构潜艇的纵剖面图。图1里是单壳体结构的凯旋级潜艇,现代单壳体潜艇的主压载水舱一般都像凯旋级这样布置在艏艉部分。主要是利用艏艉段耐压锥壳直径较小的特点,在耐压锥壳外包覆一层轻外壳较为容易,两层壳体间的空间就可以便利的布置为主压载水舱(艏艉浅绿色部分即为凯旋级的主压载水舱)。凯旋还有一段较小的非耐压、非水密的上层建筑,用来容纳导弹发射筒超出耐压壳的部分。除此之外,艇体的绝大部分都和其他的单壳体潜艇一样,耐压艇体是直接暴露在外的。

    图2是一艘俄罗斯的671RTM型VIII级攻击核潜艇,为典型的双壳体结构,耐压艇体外从首至尾都有轻外壳包覆。像VIII这样的双壳艇,不仅有艏艉组主压载水舱,舷侧空间内还有数量不等的中组压载水舱。而一些耐压液舱如调整水舱、快潜水舱等,双壳体艇也布置到舷间,单壳体艇则要布置到耐压壳内,会占据宝贵的耐压舱室容积。

   经过上面详细的图片对比后,相信大部分朋友都会对单、双壳体潜艇的结构形式有了基本的认识。在这个基础上,就可以来简单的说一说单、双壳体潜艇各自的一些性能特点,及其衍生的利弊关系。

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                           在建中的美国弗吉尼亚级核动力潜艇,该艇属于单壳体结构

 

二、单壳体结构的特点与利弊。

1、单壳体结构的优点。

(1)结构简单

   与双壳体艇相比,单壳体艇因为少了一层外壳体,也没有了双壳体艇复杂的舷侧空间结构,所以结构相对简单。在工程施工量上要比双壳体艇少。就单纯的工程角度而论,单壳艇的建造公时、占用人工和建造材料都会比双壳体艇少。如设计要求相同,则采用单壳结构有利于减少建造时间,扩大建造产量,降低单艇建造成本。

(2)水下快速性好

   与双壳体和个半壳体以及混合壳体结构相比,在耐压舱室容积相同的前提下,单壳体艇的湿表面积最少。因为单壳体艇的耐压艇体外没有包覆物,耐压艇体直接裸露,湿表面积就是耐压艇体的浸湿面积。而其他的壳体结构,在耐压艇体外或多或少都包覆有比耐压艇体直径更大的轻外壳,大大增加了艇体的浸湿表面。其中双壳体艇的湿表面积最大,因为双壳体潜艇从艏至艉都完整的包覆有轻外壳,舷侧空间也最为宽裕,外壳体直径往往比耐压艇体要增加1.6-2米之多,所以其浸湿表面积要比耐压艇体裸露的单壳体艇大的多。湿表面积越大潜艇在水下与水接触的面积越多,摩擦阻力也就越高。潜艇的总阻力值中摩擦阻力占比84%左右,湿表面积大的潜艇阻力大,水下快速性差。单壳体艇因为最小的浸湿表面积,水下快速性也最佳。

   单壳体艇主压载水舱只有艏艉段有,储备浮力低一般只有13%左右,低的甚至不到7%。储备浮力低当然有其弊端(后面详细展开),但是也有其优势。与双壳体艇30%左右的大储备浮力相比,单壳体艇在水下的满排吨位就要小的多。打个比方,两艘水上正常排水量同为6000吨的单双壳体艇,到了水下单壳艇的满排最多增加13%的储备浮容积和4%左右的其他非耐压非水密结构容积,此时单壳艇水下满排不过7020吨。双壳体因为高达30%的储备浮容积和10%以上的非耐压非水密容积(双壳体艇上层建筑较大),水下满排将达到8400吨之巨。换句话说两艘水上排水量相同的单、双壳体艇,到了水下双壳的要比单壳的多带1380吨的水。在同等推进功率下,水下吨位少的潜艇自然跑的更快,因此单壳艇的水下快速性远比双壳艇要优秀的多。

   对于潜艇来说,水下最高航速指标有重要意义,关系着潜艇能否及时到达指定地点,去完成指挥部下达的重要任务。在潜艇占位攻击和逃避敌反潜力量追剿过程中,较快的航速指标也能提高潜艇的攻击成功率和规避成功率。所以,让潜艇拥有良好的水下快速性几乎是每个国家海军的基本要求。在这点上,单壳体结构潜艇具备原生性的无以复加的优点,是其他壳体结构潜艇不能比拟的。

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                                                 建造中的214型单壳体艇的分段

 

(3)下潜速度快、艇表开口少艇体光顺度好、声反射面积小隐蔽性好

    单壳艇的主压载水舱容积小,只有艏艉端有两组主压载水舱,储备浮容积不过13%左右。相比双壳体艇的十几个主压载水舱,单壳体艇从水面状态转入水下状态的时间少下潜速度快。现代潜艇逐渐以水下航行为主,但是非核动力潜艇水面航行时间还是较长的,为了避免敌航空反潜力量攻击,提高潜艇生存力,一定的下潜速度还是较为重要的,在这点上单壳体艇因为主压载水舱容积小,储浮少下潜时间快,有一定的优势。

    单壳体艇的压载水舱少,上层建筑等非耐压非水密部位的容积也小(详细见《国产潜艇的洞洞为什么那么多》此处不再赘述),这些部位的艇表开口数量也就比双壳体艇要少的多,艇表开口较为容易控制,在改善艇表光顺度上比较有利。这对于提高潜艇的水下快速性,降低高航速下的流体噪音,提高本艇声纳有效工作距离有利。

    在相同耐压舱室容积下,单壳体艇的湿表面积最小。浸湿表面积少,意味着声反射面积小,敌主动声纳入射强度就低,敌对我潜艇的搜索距离和跟踪距离就小。便于规避敌反潜兵力的搜索和鱼雷末主动导引头的搜索跟踪,对于提高潜艇隐蔽性,规避敌方反潜武器攻击都较为有利,能提高战时潜艇的生存力。

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                                         向分段吊装设备的美国弗吉尼亚级核潜艇

 

2、单壳体结构的弊端。

(1)储备浮力小、不沉性差、生命力低。

   单壳体艇的耐压艇体直接暴露在外,耐压艇体没有任何保护。在发生撞击事故和遭受反潜武器打击下,耐压艇体容易破损并导致舱室内进水。单壳体艇的主压载水舱又小,储备浮力只有13%左右。西方国家的单壳艇又采用大分舱结构,一旦耐压艇体破损进水,失事舱室的进水量,往往比该艇的储备浮力大的多。潜艇要靠排除压载水舱所获得的浮力重新上浮到水面很难,失事潜艇容易丧失自救能力后座沉海底,给潜艇和艇内官兵的安全带来较大的威胁。

  单壳体艇的主压载水舱少而且过于集中,艏艉段两组压载水舱如同时遭到损失,潜艇将立刻失去所有储备浮力,潜艇的不沉性将彻底丧失。如果艏艉组压载水舱中的一组失去水密性,则容易使潜艇失去纵倾平衡。比如艉组压载水舱失事,就会导致潜艇大角度尾倾,严重影响潜艇潜航时的安全。一旦首组压载水舱失事,则会出现大角度首倾,在这种情况下,潜艇要以正常姿态回到水面几乎不是可能的。如果潜艇失事时航速较高,事故潜艇的首倾角度往往难以挽回,造成潜艇撞击海底或者突破极限深度,出现严重的安全事故。

   所以单壳体艇与其他壳体结构特别是双壳体艇相比,生命力要差的多,这同样也是壳体结构特性所决定的。

(2)均衡难度大、操作要求高、肋骨内置、对线形适应能力差。

   单壳艇主压载水舱少,又分布在艏艉端,潜艇进行均衡的难度较大,在上浮下潜和潜航过程中,艇体均衡的操纵能力较差,对操作要求较高。这就对潜艇操纵的自动化有了较高的要求,对舵信人员和指挥部门长也有较高的业务要求。

   单壳艇耐压艇体上的环形抗压肋骨是内置的,当潜艇进行内装时,大量的电缆、管路要进行穿肋作业,增加了工艺复杂性,提高了工程难度。突出的环形抗压肋骨又占据了宝贵的耐压舱室容积,也会影响舱室内一些设备的布置。

   单壳艇对线型的适应能力差,要把又厚又硬的耐压壳体板,加工成带复杂曲率的线型(比如纯水滴型)在施工工艺和施工难度上要求都很高。采用纯水滴线型的单壳艇耐压舱室短,带曲率的耐压舱室形状也较为复杂,给舱室的功能性安排和舱室内的设备布置都带来了很多困难。这对于提高潜艇作战性能,改善艇员生活环境,控制建造成本,降低建造难度都非常不利。所以美国的大青花鱼、长颌须鱼和日本的涡、夕、春等采用纯水滴线型的潜艇,就都用了双壳体结构。而美国也在鲣鱼级后就放弃了在单壳体潜艇上采用纯水滴线型的做法,用建造简单的拉长水滴线型代替了最初的纯水滴线型。

   单壳体结构的特点和利弊就基本是这些了,下面就该说说以俄罗斯为代表的东方流派所坚持的双壳体结构的优缺点了。

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                                                      拆毁中的俄罗斯双壳体核潜艇

 

三、双壳体结构的特点与利弊。

1、双壳体结构的优点。

(1)耐打击能力强、抗沉性好、生命力优秀。

  双壳体潜艇在整个耐压艇体外多了一层完整的外壳体,使得耐压艇体多了一个保护壳,耐压艇体在事故中遭到撞击后破损进水的概率就要比单壳艇低的多。由于双壳艇的舷侧空间较大,在舷间又有众多的支撑加固结构,加上压载水舱中水的阻隔,双壳艇面临鱼雷攻击时耐压艇体遭受的损伤也要比单壳艇好的多。(鱼、水雷等反潜武器的战斗部爆炸威力随距离的增大反比降低。)以苏俄的双壳体结构潜艇为例,舷侧空间一般在80公分到1米左右,个别夸张的如949奥斯卡这类的巡航导弹潜艇,可以达到惊人的两米多,而其舷间的导弹发射筒也为装甲加固的耐压结构,常规的小口径反潜鱼雷要击穿它的耐压艇体就较为困难。所以前苏联为代表的双壳体艇的耐打击能力、耐撞击能力都要比单壳体艇好的多。

   双壳艇的主压载水舱多,一般有十几个艏艉和中组压载水舱,其储备浮力往往高达30%左右。所以双壳体艇的压载水舱损失冗余大,在一般情况下破损一两个主压载水舱不会对双壳艇的生命力造成重大影响。前苏联在双壳艇上采用了小分舱的结构,即使耐压艇体破损进水,小分舱结构可以保障艇内其他分舱的水密性不被破坏。而失事舱室的容积小进水量也有限,在双壳体艇较大的储备浮力下,潜艇能够保证自浮至水面,将水下失事挽救为水上抢险,对保证作战潜艇不损失,艇内人员安全脱离有利。

   双壳艇的生命力在所有壳体结构中是最优秀的,这取决于双壳体结构特有的储备浮力大,压载水舱多的结构特点。举个例子,单壳体艇水下失事,耐压艇体大量进水后,潜艇要自浮的可能性较小,只有座沉海底等待水面救援。而前苏联和我国这样采用小分仓大储备浮力的双壳体潜艇,往往能达到任意耐压舱室与相邻的一至两个主压载水舱,水下进水自浮,水上进水不沉的高生命力指标。所以采用小分舱大储备浮力的双壳体结构潜艇在不沉性和生命力上的表现,是单壳体艇远远不能比拟的。

(2)均衡性能好、作战环境适应性好、工业门槛低

    双壳体艇的主压载水舱多,且从艏至艉都有大小不等的压载水舱,水下均衡就较为方便。在潜浮过程中的操纵也较为容易,可以使用二次潜浮法,在充分调整好潜艇的纵倾平衡后再进行潜浮动作,潜艇上浮下潜时的安全性好。对潜艇自动化操纵水平要求较低,对相关操纵人员的业务素养也没有单壳艇要求的那么苛刻。

    双壳艇因为有外壳体保护,所以在北冰洋等高纬度高冰区域航行时,耐压艇体不容易被浮、碎冰撞击受损。双壳体艇在这些区域航行的安全性就有较大保证,对于作战环境的适应性好,部署区域更广阔。前苏联喜欢采用双壳体结构,不得不说也有这个重要因素的影响。

   双壳艇轻薄的外壳体加工成型较为方便,线型适应度好。可以根据潜艇的线型设计需要来加工,不像单壳体艇那样受到施工难度的约束。外壳体内的耐压艇体则可以根据施工难度最小、最经济的型状来加工,即降低了建造难度,也控制了施工风险,对于国防工业能力不是很强的国家来说,也就降低了工程建造上的门槛。

   双壳艇因为有外壳的包覆,所以艇体上的一些突出物和开口较为容易处理。对于前苏联这样精细加工能力一般的国家来说,双壳结构更容易提高潜艇光顺度。而单壳体艇因为耐压艇体直接暴露,耐压艇体上的突出物和开口要进行处理就较为复杂,要提高潜艇艇表光顺度,就对设计能力和施工工艺要求都较高,比较适合工艺水平高、精细加工能力强的西方发达国家。

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                    巨大的奥斯卡级巡航导弹核潜艇是苏俄双壳体潜艇的巅峰之作

 

2、双壳体结构的弊端。

(1)湿表面积大、快速性和隐蔽性差。

   双壳体艇的外壳体直径一般要比耐压艇体大1.6至2米,个别的甚至可以达到3米左右。所以在同等耐压艇体容积下,双壳体因为舷侧空间的影响,外壳体直径的增大作用,其湿表面积要比耐压艇体裸露的单壳体艇大的多。湿表面积大必然会导致艇体摩擦阻力值大,潜艇的水下快速性就差。

   浸湿表面积还影响着潜艇反射声波的强度值,湿表面积越大的潜艇,反射声波的区域越大,艇体反射声波的强度值越高,敌方主动声纳搜索和跟踪的距离就比较远。前苏联这类大储备浮力的双壳体艇,水下满排吨位要比美国的单壳体艇多出近23%左右(奥斯卡和台风这类恐怕还要高的多)。因此水面排水量相等的美俄单、双壳体艇到了水下,俄罗斯双壳艇的暴露面积就要比美国单壳体艇大的多,自然在隐蔽性和规避能力上都要差一些,对战时潜艇的生存力不利。

(2)同等吨位下,耐压艇体容积小。

  双壳体艇的压载水舱多,储备浮容积大,相比单壳体艇,双壳体潜艇在水下要多带近20%左右的压载水和自由液体(非耐压非水密空间内的水)。所以,水下吨位相同时,双壳体艇的耐压艇体容积要比单壳体艇小的多。举个例子俄罗斯的DIV型战略核潜艇水下吨位18200吨,美国的俄亥俄级战略核潜艇水下吨位18750吨。在水下吨位上两者相差无几,可是DIV水上吨位只有11700吨,俄亥俄水上吨位却达到了16600吨,俄亥俄比DIV的水上吨位足足多出了5000吨左右。到了水下,这5000吨的容积DIV基本是装了压载水和自由液体了,而俄亥俄则是可以利用的耐压艇体容积。如果这个数据不够我们还可以再来看两型艇的耐压艇体直径,俄亥俄的耐压艇体最大直径处为12.8米,DIV的只有9.7米左右,两者相比谁的耐压艇体容积大,一目了然。

   对于作战潜艇来说,耐压艇体容积大一些对于提高潜艇性能是非常有利的。耐压艇体大,艇内设备布置空间就更为宽裕,一些体积大性能好的设备就可以装艇使用。比如自然循环反应堆这类要求高度差的动力装置就可以顺利装艇,一些体积庞大的减震降噪模块,如整体浮阀等就可以充分的布置。鱼雷、导弹、水雷等武器的装载量也可以增加,这也能提高潜艇的火力密度、打击威力,延长潜艇的作战巡航时间。艇内人员的生活空间也会更为舒适,对于提高艇员连续作战能力,延长艇员组作战巡航时间都非常有利。在这点上来讲,双壳艇的弊端是较为突出的。

(3)艇表开口多、小分舱结构对艇内设备布置不利。

    双壳体艇的上层建筑容积大压载水舱多,这些部位上的流水孔、通海阀的格子板等开口都较多。容易增加潜艇水下航行时的艇体阻力值,和高速航行下的艇体流噪。当然也可以通过俄罗斯的做法,给流水孔开口处设置密闭盖板来改善,但是盖板传动机构的布置,密闭装置的启闭操作机构,都会增加潜艇的设计和建造时的复杂性。从根本上来说单壳体结构潜艇在减小艇表开口,控制开口面积上还是最理想的,这一点在另一篇博文《国产潜艇上的洞洞为什么那么多》中已经有详细论述,这里就不在赘述了。

   双壳体艇的生命力好必须要结合小分舱结构来实现,但是小分舱结构的舱室容积小,对舱室功能性安排和舱室内设备的布置都会带来较多的不便。较小的舱室,对艇内人员生活的舒适性也有不利影响。分舱中众多的耐压和非耐压隔壁又给潜艇内部大量的电缆、管系的纵向布置带来了极大的麻烦。这些也都会提高潜艇建造中的复杂性,增加施工时间,给潜艇后期内部施工带来诸多不便。

(4)双壳体艇舷侧结构复杂,后勤维护较为繁琐。

   双壳体的舷侧空间较为复杂,在后勤维护中,要进行相关的维修比较困难。部分舷侧空间两层壳体间的间距不足80公分,人员要进入到这样狭窄的空间中去进行维修工作,操作环境相当恶劣,提高了后勤维护的难度。双壳体艇的上层建筑和非耐压非水密部位较多,这些轻型结构在长期浸泡海水后,随着潜艇的潜浮,频繁的处于海水和空气两种环境的互换,容易导致这部分壳板的腐蚀和损坏。所以双壳体艇在服役期间对上层建筑和部分外壳体板进行拆卸更换的次数较多,增加了后勤维护的工作量。

 

四、以苏俄和美国为代表的东西方流派,选择不同壳体结构的原因。

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             美国的弗吉尼亚级攻击核潜艇

   壳体结构形式的发展,是追随科学技术的进步和部队作战的需要而改变的。如果从历史性的角度去看,我们可以发现在110年前,以霍兰号为代表的早期现代潜艇,采用的都是原始的单壳体结构。但受当时潜艇动力系统的限制,潜艇以水面航行为主,单壳体艇的储备浮力小水线面低,潜艇水面航行时的稳性差,适航性不好限制了潜艇在远海作战的能力。于是在一战前期,壳体结构开始向个半壳体和双壳体结构发展。个半壳体和双壳体结构的潜艇,储备浮力大,水线面高,水面航行时的稳性要比单壳体艇好。这让潜艇部队能够远离海岸,到大洋中去作战。同时良好的水面航行性能也非常适合一二战时期以水面航行,水下攻击的作战模式。当时名噪一时的VII系列潜艇就是个半壳体结构,而需要远洋作战的IX系列则是双壳体结构,美国优秀的舰队型潜艇小鲨鱼级同样也采用了双壳体结构。从这些发展轨迹上,可以清晰的看到潜艇科技的发展,和部队作战需求的牵引对于壳体结构的推动作用。

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纳粹德国个半壳体结构的VIIC是狼群的主力,个半壳体结构也称为鞍柜式结构,比较形象(主压载水柜挂在舷侧耐压艇体上)

   二战后,美国海军已经成为世界最强。潜艇动力技术也从常规动力全面转向核动力,实现了水下近乎无限动力的战略性转变。同时美国作为超级大国,以航母为核心的作战编队需要核动力潜艇编组作战,以保护航母编队水下安全。在这种战略背景下,美国核潜艇的快速性要求就越来越迫切。因为只有水下航行速度快,机动能力强的核潜艇才有可能伴随航母编队遂行作战。也才能满足美国军方要求的全球部署,快速到达的战略要求。所以,二战后美国核潜艇的壳体结构开始转向快速性好的单壳体结构。

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                                                      下潜中的洛杉矶级核潜艇

   至于单壳体生命力差的问题,美国人认为现代核潜艇的潜深越来越大,要保证大深度下的潜艇达到自浮的可能性越来越低。一旦潜艇失事,最好的办法是待机水下,依靠完善的后勤救援系统来帮助潜艇内的官兵安全脱险。这当然有独特的美国因素在里面,美国经济发达,装备建造较为容易,人员则较为宝贵,所以美国重视人员的安全性要高于装备的完好率。只要人员能够安全脱险,可以选择弃艇救人的模式。因此美国在二战后开不但放弃了双壳体结构,还放弃了小分舱模式,以大分舱结构取而代之。美国人认为,带耐压隔壁的中心指挥舱可以满足人员水下逃生所需,只要后勤救援系统发达(如美国人的DSRV这类昂贵的深海救援系统),艇内人员救生系统完善(西方潜艇的快飘个人逃生系统可以支持百米深度湿态逃生),照样可以挽救作战人员的生命。而单壳体核潜艇,在快速性上的优势非常符合美国战略需要,所以美国人在潜艇壳体结构上作出了坚定的转变。

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                                       世界上最大的潜艇941型台风级战略核潜艇

   前苏联则面对完全不同的情况,前苏联的大部分潜艇基地都位于高纬度高冰海域,前苏联海军又极其重视北冰洋冰盖下作战。在这种严酷的环境中,双壳体结构潜艇的耐撞击能力和生命力是前苏联潜艇部队官兵最为看重的,所以前苏联海军一直排斥使用单壳体潜艇。设计了VIII、阿尔法、阿酷拉的143特种设计局(现在的孔雀石设计局)在60年代就提出过单壳体结构的设计方案,并一直在高层推动,希望能够得以实施。但是受到前苏联海军方面的强力反对后,这些方案基本被遗弃了,一直到40年后俄罗斯才开始了壳体结构的转变,可见前苏联海军在壳体结构决策方面的巨大影响。

   同时前苏联的经济也不像美国那么发达,社会主义国家特殊的政治影响又特别重视人在战争条件下的作用。主张发挥个人的主观能动力,在潜艇破损后积极的进行损管救护,以挽回昂贵的作战装备。这样前苏联也就特别重视潜艇的生命力,双壳体潜艇的大储备浮力和良好的耐打击能力,都给官兵对受损潜艇实施抢救提供了良好的条件。而宝贵的作战装备如果能以最大的努力获得保存,这也是前苏联这样经济条件不是很宽裕的国家乐意去做的。

   单壳体艇因为耐压艇体暴露在外,在耐压艇体上众多的突出物体比如人员出入舱口,鱼雷装载舱口,一些甲板上的伸缩件等处理起来就比较麻烦。对于潜艇设计和加工工艺要求较高,西方国家因为工业加工能力强,处理这些不成问题。但对于前苏联这样的精细加工能力一般的国家就较为吃力,双壳体因为有外壳体的覆盖,就更容易做到艇表的光顺性,比较适合前苏联的工业体系。而且双壳体结构的设计、建造标准与单壳体完全不同,艇员的操纵规范也有较大差异,对于前苏联来说要转变到单壳体上去要付出的时间和代价都较大,加上单壳体结构又和前苏联海军的作战环境、作战思想等有较多的冲突,所以前苏联在解体前一直坚定的选择了双壳体结构。

   综合来看,美国和前苏联都是从各自不同的政治、经济、军事和工业层面考虑,选择了最适合自己的壳体结构形式,并形成了个性鲜明的两大设计流派。

五、新时期下潜艇壳体结构的发展趋势。

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                                                        双壳体潜艇的路在何方

   随着近些年潜艇科技的快步发展,潜艇壳体结构不再以传统的单、双壳体为主流。德国和日本分别从单壳体和双壳体结构走向了以单壳体为主的混合壳体形式,法国和俄罗斯的常规潜艇也从双壳体转向了单壳体结构。传统的小分舱大储备浮力的双壳体结构,被边缘化的趋势越来越明显。究其根源,是现代反潜技术和潜艇科技的发展所导致的。

   以德国的转变为例,212A走向单壳体为主的混合壳体结构是为了在舷侧布置AIP动力所需的贮氢钢瓶,这显示了新时期下潜艇建造国更为务实、更加变通的设计思想。而日本从双壳体转向以混合壳体结构,以及俄罗斯开始建造单壳体潜艇,则更多的体现了现代发达的反潜技术对潜艇壳体结构的重要影响。

  在现代发达的反潜技术面前,传统的双壳体结构因为水下吨位大暴露率高,容易被侦测和跟踪,继而招来反潜方不间断的连续攻击,给作战潜艇带来极大的威胁。以MK50、MK54、A290等为代表的轻型鱼雷和以黑鲨、DM2A4、MK48ADCAP系列为代表的重型鱼雷自导声纳搜索距离远,跟踪精度高,抗干扰能力强,命中概率高。吨位大暴露率高的潜艇在这些鱼雷面前要成功规避的几率越来越低。同时现代鱼雷采用的侧瞄基阵能保证垂直命中艇体,连续的聚能战斗部和高能量的PBXN爆破装药可以保证击破像奥斯卡、台风这样的双壳体潜艇。所以,在新时期下,反潜作战已经走向发现既能有效跟踪,有效跟踪既能保证摧毁的新作战模式。而潜艇的的生存力,已不能再用传统的储备浮力的大小来衡量。而应以更好的隐蔽性,更低的暴露率来体现。在这点上潜艇将来的发展趋势,必然与开始追求隐身性的水面舰船,以及作战飞机的发展方向是相同的。

   在这种大环境下,传统双壳体艇的旧有弊端在现代发达的反潜作战条件下已被无限放大。传统双壳体艇在战时的生存力,将会受到越来越严峻的挑战。鉴于这个趋势,各国纷纷放弃传统的双壳体结构,而转向单壳体或者混合壳体形式。在这种大背景下,我国未来的潜艇壳体设计方向就日渐显示出紧迫性。从我国潜艇部队的作战环境来说,双壳体结构带来的弊端或许更为突出。我国潜艇壳体结构设计是固守传统的设计理念,还是大胆的推陈出新,去更好的适应部队作战需求,已经是我国潜艇设计部门面临的刻不容缓的问题了。

 

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