中国海军主力潜艇发展史 (海洋战略核潜艇)

横看成岭侧成峰,远近高低各不同。从不同的方位和角度观山赏景,会产生高低起伏、错落有致的迥异效果。看一件大型兵器也大抵如此,我们要了解常规潜艇的总体状况,就不妨也按着由远及近、从外到内的顺序“层层深入”,对潜艇来一个抽丝剥茧般的“外科手术式探访”。

艇型各异有说道

常规潜艇长什么模样?这恐怕是大家最容易观察到,却又常常为人们所忽视的问题。之所以会出现这种情况,或许是因为现代潜艇在外形设计上已逐渐合流,即大都采用水滴形及其变形艇体为首选方案,故此人们早已见多不怪。但若追溯二战以来常规潜艇的艇型发展,此间却是大有说道。尽管从一战到二战潜艇的各项性能指标有了很大进步,但在那段时间里由于受技术水平制约,当时的潜艇其实就是一种能短时潜航的船而已,因此就外形来讲各国也是大同小异,差别细微。这一阶段的潜艇,比如二战末期德国打造的经典U-21艇,虽然加装了通气管装置,内部结构也有了巨大创新,但就其外形而言,无论由侧面看还是从正上方俯视(艏艉尖锐呈梭状),仍带有十分鲜明的水面舰船的影子。这种船形艇体有个学名,叫“排水型艇体”。该艇型一直沿用到20世纪50年代末,比如苏联的R级常规潜艇(即中国33型)、英国的小鲸级,都属于这种类型。

中国海军6000吨的常规动力潜艇,解析中国海军常规潜艇

苏联的R级潜艇

20世纪50年代以后,美国的“大青花鱼”号试验潜艇问世,人们发现水滴形外形是水下阻力最小的艇型,于是潜艇的外形开始出现了一系列的进化。水滴型艇体。这是当今潜艇的主流艇型,也是最理想的艇型,因为它所带来的快速性提升,适应了现代潜艇“以水下作战为主”的发展趋势。不过,纯粹的水滴型潜艇在现实中几乎不存在,因为纯粹的水滴形太过于短粗,实际应用中的所谓水滴形实际上是拉长的水滴型。不过,说水滴形是主流艇型,实际上指的是核潜艇,常规艇却并非如此。

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美国“大青花鱼”号试验潜艇

过渡型艇体,又称鲸首型。以法制阿哥斯塔级常规潜艇为代表,最突出的标志是其艇艏轮廓酷似抹香鲸的头部。这样设计倒并非出于仿生学原理,而是因为水滴形艇型存在两个缺陷:一是水面航行稳定性差,容易出现“埋首”现象;二是水滴形的头部空间狭小,而这一空间是潜艇最宝贵的部分,主声呐、鱼雷发射管都是放在这里最好。这两个缺陷对于核潜艇尚可忍受,因为核潜艇以水下航行为主, 不需要过多考虑水面的问题;再加上核潜艇本身的体态庞大,即使采用水滴型,头部空间也不会过于紧张。但常规艇就不行了。怎么办呢?解决的办法就是采用鲸首型。仔细观察一下就会发现,阿哥斯塔级的艇体其实是 “排水型的艇艏”+“水滴型的艇身与艇艉”,只不过艇艏较传统排水型更加圆润,实际上属于水滴型的一种变形。这样一来,艇艏空间和水面航行稳定的问题解决了,阻力上的增加也很有限。当然,也有一些常规艇采用水滴型,不过,细看一番就会发现,那都是一些排水量较大的常规艇,其中的道理,和核潜艇完全一样。

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法制阿哥斯塔级常规潜艇

在很长一段时间里,常规艇艇型是鲸首型和部分水滴型的一统天下,直到近年来,又出现了个别新的变形,如雪茄型艇体,又称鱼雷型。这种艇型的最大好处是工艺得到简化,其显著特征是艇艏为边缘圆滑的纺锤形,艇艉如同水滴形,而艇身则接近于圆柱体。

外部细节全扫描

粗略观察过外形后,我们再来看潜艇壳体的外部细节。首先映入眼帘的是舰桥部分——指挥台围壳。老式潜艇的指挥台围壳,接近上窄下宽的直角梯形,而20世纪70年代后的潜艇,则通常设计成低矮的流线型。我们可以看到,现代潜艇指挥台围壳的剖面形态接近于水滴状,而且在尺寸上(相对艇体比例)明显加大,这显然是出于容纳更多现代化水下观察设备。

潜艇外部另一处引人注意的细节,要数舵。正是有了这种板状的控制翼面,潜艇才得以在水中自如地调整运动状态。众所周知,水面舰艇的舵大都安装在船艉并隐没于水线下,但这个说法用到潜艇上却未必准确。因为后者发展出了一种新型的围壳舵。顾名思义,就是装在指挥台围壳两侧的舵。这种舵的优点是,与尾舵相配合,可使潜艇在水平状态下实现垂直升降。这对战略核潜艇而言具有特殊的意义,因为它能帮助战略核潜艇在发射弹道导弹时保持艇体平衡。常规潜艇则较少使用围壳舵,因为围壳舵距离潜艇的重心较近,舵力的力矩小,需要较大的舵面。当然排水量较大的常规艇,也可以使用围壳舵。例如日本从涡潮级开始,所有的常规潜艇都清一色配了围壳舵。

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凯旋级战略核潜艇

对常规艇来说,使用最多的还是艏水平舵,它布置在潜艇的艇体前端。由于距离重心远,这种舵在摆动时能产生较大的力矩。而出于降噪减阻、避免碰撞等考虑,大多被设计成可自由伸缩的收放式结构,例如基洛级。但同样是艏水平舵,不同国家在具体安放位置上还是有所差别。像阿哥斯塔级的艏水平舵就装到了水线以上,且无法收进艇内;而德制209艇则将之放到了水线以下,这样一来,即使潜艇处在水面航行状态,仍能发挥舵效。

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德制20潜艇

当然,无论艏水平舵还是围壳舵都不能独立运作,而与之相配合的依然是传统的艉舵。虽然历史悠久,但今天的艉舵在具体形制与操控方式上早已发生了革命性变化。现在,各国采用最多的主要有2种:十字舵与X型舵。十字舵操控简单,反应灵敏,但缺点是一旦出现卡舵故障,后果不堪设想;而X型舵则正相反,由于2组舵叶互为备份,基本无卡舵之虞。但这种舵操作复杂,指令信号的传输与转换工作异常繁琐,对潜艇的自动化系统是一个严峻考验。早在20世纪50年代,美军就曾在“大青花鱼”号潜艇上进行过X型舵的相关试验,只因当时的计算机性能不达标而作罢。不过,受前者启发,瑞典人通过提高潜艇自动化水平,率先实现了X型舵的实用化。