小知识：潜艇有哪些至关重要的结构？（上）

2020-07-27 21:52 作者:冰封之龙 0人读过 | 我要投稿

本人在整理自己发表的文章时，看到了这两篇文章，不由得百感交集。尤其是看到了去年年初参观401潜艇的文章时，本人至今也难掩对当时艰苦奋斗环境的伟大先驱者们的敬仰之情。今天，本人就结合这两篇文章，简要介绍一下潜艇有哪些非常重要的结构。

一、外壳

当代潜艇的外壳结构可以分为单壳体和双壳体两大类，详细内容可以看这一篇文章。简而言之地说，单壳体技术对于潜艇工业的要求很高，要求制造出等同于潜艇最大直径的外壳，这个外壳相当坚固（美国洛杉矶级核潜艇采用8-10cm的HY-80钢材，而HY-80就是衣阿华级战列舰水平装甲STS钢板）。压载水舱都放置在潜艇内侧，有利于降低整体排水量，机动性也好。而双壳体最大的优势就是它制造难度略低，可以避开单层大直径耐压壳的生产难度，同时压载水舱都部署在两侧，可以作为吸收冲击的第一道缓冲（但防御鱼雷还是别想太多，除了台风的3米间隔能够吃下鱼雷外，其他双壳体潜艇都抵御不了鱼雷攻击）。总之，外壳的生产加工体现一国的工业能力和底蕴。

二、潜艇升降舵

潜艇在水下变换深度和飞机调整高度的原理是很接近的，都是利用升降舵为自己带来向上或向下的分力。根据前升降舵的位置，可以分为水平舵和围壳舵。

围壳舵顾名思义就是水平舵安在围壳（潜艇指挥塔）上部的舵。这种舵有两个好处，第一是距离舰艏声纳较远，运转噪音不会干扰声纳；第二由于它的位置靠上，潜艇变更深度不会让潜艇出现大的倾角，同时水下高速航行也比较稳定。而水平舵一般指的是安装在潜艇外壳上的升降舵，这种升降舵可以更有效率让潜艇变更深度，但速度超过10节时，它带来的流体升力就会干扰潜艇的稳定深度航行，所以从二战德国21开始，所有的水平舵式潜艇都要求在变更深度后收回水平舵。

实际上潜艇选择两种舵还受到潜艇布局的影响。由于必须要让前后水平舵尽可能靠近舰艏/舰尾来实现较为均衡的力量，一般来说，围壳（一般下面就是指令舱）靠近舯部的潜艇（如德国209，苏联877，美国弗吉尼亚）倾向于使用舰艏，而围壳靠前的潜艇（如093，039，洛杉矶级）往往习惯使用围壳舵。

三、指挥塔围壳

指挥塔围壳是潜艇各种桅杆——潜望镜、雷达、通讯、通气管等各种设备安装的位置，也像海豚的垂直背鳍一样起到潜艇水下航行稳定的作用。美俄的指挥塔围壳差异很大，美国核潜艇一般都是开放式驾驶舱，而苏联潜艇因为考虑到在北极地区海面航行安全，所以苏联潜艇基本上都是有窗户的封闭式驾驶舱，下潜时指挥舱会被淹没。上面的视频可以很清楚看到俄罗斯核潜艇水面航行是如何利用驾驶舱的。

四、潜艇背部设备

玩过《使命召唤6：现代战争2》的朋友们都记得攻击钻井平台那一关里，突击队员是从核潜艇上乘坐蛙人艇出发的。这种蛙人舱也是美国核潜艇执行特种任务必备的设备，通常连接在潜艇背部的特种舱门上。不过，对于一般没有这种需求的国家，一般背部只有一些舱门、救生浮标和拖曳线列声纳的安装管。俄罗斯潜艇拖曳声纳很特殊，是部署在尾部垂直尾舵上的。

五、尾舵和推进系统：

潜艇的尾舵和飞机的尾部原理接近，都是控制左右航向和垂直航向的重要结构。十字形舵高速航行时相当稳定，操作也比较便利；X舵可以降低整体舵面面积，缺点是和战斗机V型垂尾一样需要差动控制。

潜艇推进系统分为螺旋桨和泵喷两大类。螺旋桨推进是传统推进模式，目前通常采用大直径多叶面螺旋桨（当前多为7叶）以实现低速航行时的低空泡率和高推进效能，同时降低噪音；泵喷推进器通过把桨叶包裹在泵壳之内，并配上导引水流的定子板，可以极大降低空泡率和提升无声航速。通过这种技术，弗吉尼亚级无声速度（低于120分贝）可达12-16节。

六、潜艇覆盖物——消声瓦

潜艇在航行时不可避免发出噪音。而反潜舰、飞机和鱼雷为了侦测潜艇也会使用发射超音波的主动声呐。所以为了吸收内部噪音和外部主动声呐的声波，降低被发现的距离，潜艇如同隐形飞机一样装备了消音瓦。消音瓦最早由德国在1940年开发，先装备在II型U艇U-11号试用，后来又在IXC型U-67号潜艇试用，但都因为解决不了耐海水粘合剂失败。1944年，新的消声瓦开始装载在VII型潜艇U-480上试航，但该潜艇第二次试航就撞上水雷沉没，淹死所有的水手，无法回收数据；1945年战败前夕，XXIII型潜艇U-4709又用了一种新的消声瓦，但随之德国就战败了。苏联和英国得到了这种技术并应用于潜艇之上，中国在引进877基洛级以后也具备了这个能力。美国则一直到海狼级和弗吉尼亚级才开始试验消音瓦技术，可能是美国核潜艇对自己浮筏减震和螺旋桨加工工艺比较自信，认为自己降噪已经足够导致。所以由于美国入门较晚，网上经常传出美国核潜艇消音瓦大面积脱落的新闻，也是未解决耐海水粘结剂导致。

整体而言，消音瓦对于降低自身发动机运转的噪音效果一般，不如浮筏减震和自循环反应堆效果好，但有利于降低敌对鱼雷的主动导引头探测距离。

说完了外壳，现在让我们进入潜艇内部。

一、声纳

声纳是水中航行最重要的设备之一。无论是搜索敌舰，锁定目标，还是规避雷区和其他障碍物都离不开声呐。所以潜艇声纳是潜艇设备发展最快的子系统之一。在现实中，潜艇声纳主要分为两类：柱形声纳和球型声纳，取决于潜艇声纳接收阵列的排列模式。球型声纳有利于潜艇对目标进行三点定位，但占用空间大，不利于双壳体潜艇和矩形船首潜艇使用，故长期以来都是美国核潜艇的专利，而俄罗斯亚森级核潜艇为了使用球型声纳，不惜采用舰艏单壳体+船身双壳体的复杂布局，以容纳体积较大的球型声纳。柱形声纳就简单一些，把收听单元排列成圆柱形，可以随潜艇内部空间变化。

除了舰艏声纳外，潜艇还会布置侧舷声纳、拖曳声纳以加强潜艇被动声音定位的能力，不再赘述。

二、鱼雷舱

潜艇鱼雷管一直以来是潜艇最主要的发射武器工具。从过去只能发射直航鱼雷，到现在可以发射反舰导弹、对陆巡航导弹甚至防空导弹，鱼雷管的样子没怎么变，但它内部却迎来了巨变。现代鱼雷管以高压水流替换掉了二战的高压空气直喷，使得潜艇可以在更深的水中发射鱼雷，同时鱼雷管尾部也增加了复杂的电气结构，可以连接鱼雷的线导系统，或者潜射防空导弹的控制光缆。