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发布时间:2020-05-16 03:03:31

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作者:宋学军

出版社:河北科学技术出版社

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水下刺客:潜艇

水下刺客:潜艇试读:

前言

人类社会进入21世纪以后,和平与发展成为主题,世界多极化和经济全球化的趋势日渐明显。但是,我们知道,一个国家崛起的标志是综合国力的强大,而军事力量的强大是综合国力强大的重要特征之一。在国家崛起过程中,军事力量一方面维护国家主权、安全和领土完整,另一方面要维护国家战略通道的安全,如领海、领空的安全、通畅,保证国家战略物资的需求通道不被外部势力阻断。还有一个重要作用是通过战争来达到政治目的。从历史看,一个超级大国的崛起往往伴随着战争,如19世纪时的英国,二战后的美国,都是通过战争打败竞争对手,然后走上世界政治舞台的中心。

当今世界,综合国力特别是军事能力还是通过军事武器装备来衡量。武器的历史可以追溯到人类刚刚学会使用石块和木棒的时期。在那个时候,人类为了自身的生存,手中的猎食工具很可能在某些场合变成了同类相残的武器。但是,武器及武器技术迅猛发展却只有几百年的历史。

历史的车轮滚滚向前,科技的发展日新月异。那些原本为研究武器而获得的大量科技成果,正在一天天为我们的文明社会服务。打开潘多拉盒子的巨人们,却极力反对核武器和核战争。如今,核能的和平利用为人类带来了莫大的福音。

每一件军事武器都是人类凭借智慧,运用科技所创造出来的,它是科技之美的化身,体现着现代前沿科技的魅力;它是力量之美的化身,人们凭借自己之力创造出了具有无比强大威力的器具;它是韬略之美的化身,凝聚着人类博大精深的智慧与知识。

为了让青少年朋友更透彻地了解武器的秘密和各国尖端武器知识,我们特编写了这套图书。本套图书从兵器爱好者入门知识、各种枪支、火炮、导弹、军用飞机、舰艇以及军用雷达等各方面入手,全面系统地向读者展示了世界精典武器知识。书中配有精美的图片,讲述武器背后感人至深的故事,对于青少年朋友和武器爱好者来说,这是一套值得收藏的图书。

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第一章 夺命幽灵——潜艇的问世与探索

第一节 潜艇的构想与实现

艇是一种既能在水面航行又能潜入水中某一深度进行机动作战的舰艇,潜艇也称潜水艇,是海军的主要舰种之一。潜艇在战潜斗中的主要作用是:对陆上战略目标实施核袭击;摧毁敌方军事、政治、经济中心;消灭运输舰船、破坏敌方海上交通线;攻击大中型水面舰艇和潜艇;执行布雷、侦察、救援和遣送特种人员登陆等。

一、潜艇的早期探索

在我们这个蔚蓝色的星球上,人类一直憧憬神秘的海底世界。面对这烟波浩渺的海洋,人们不禁产生了无尽的遐思,神秘的海底世界一直在诱惑着人们去探索、发现、创造。

传说在2000多年前的马其顿帝国,有个国王叫亚历山大,他酷爱旅游,他的足迹遍布了无数的山河湖泊、平原森林,但就是没有下过海。面对神秘莫测的大海,国王心里越发产生了要到海里去探寻一番的念头。可是,没有下海的工具,他的愿望迟迟难以实现。●美丽的海底世界

于是他向全国发出布告,声称谁能够帮助他实现愿望,他就要重重地赏赐帮他实现愿望的人。过了几天,他的一位大臣献上了一计,说可以造一个大的玻璃柜,让国王躺在里面,然后把玻璃柜放入海中,这样就可以欣赏到海底的美妙景色了。国王一听很高兴,就命这个大臣负责制造这样的玻璃柜。

很快,工匠们就把柜子制造好了,把它送到了国王面前。国王高兴地穿戴整齐,带着柜子来到了海边。国王躺到柜子里后,侍卫把盖子盖好,然后用绳索把玻璃柜徐徐放入海水中。这位国王透过玻璃,高兴地看到了海底的景色。他如痴如醉,看了好长时间才意犹未尽地回到了岸上。●帆船时代

当然,这只是个美丽的传说。人类为了揭开海底的奥秘,进行了不少探索。有人甚至抱着石块跳入水中,观看水中的景色。真正从科学上研究入海之路的,还要算意大利的著名艺术家达·芬奇、意大利人伦德和英国人威廉·伯恩,他们为潜艇的诞生做了大量的理论和技术上的准备。

有人说达·芬奇是最早发明潜艇的人。达·芬奇是以其辉煌的艺术成就为人们所熟知的,但很少有人知道,他也是一位著名的科学家、发明家、工程师。他曾经发明过起重机、纺织机、自动锯、水车、闹钟等,还绘制过直升机起飞原理的样图。在他的一份绘画草稿中,人们发现了他设计的一种水下呼吸管。这种水下呼吸管类似于我们今天潜艇上用的通气管。它质地柔软,上面连接有一块浮木,这样就能把管口托出水面。潜水者的嘴与管子的另一端相连,可以在水下进行较长时间的活动。在他的绘画草稿中还可以看出,达·芬奇还对呼吸管进行过改进,即呼吸管的下部连在潜水者的护颈套上。潜水者还戴着护目镜,使人在水下更安全地活动。除此之外,达·芬奇还设计了脚蹼、手蹼和带有头盔的潜水服,使人可以像青蛙一样在水中游动。凡此种种,都有利地推动了真正意义上的潜艇的问世。

二、初识潜艇

我们已经知道,潜艇又称潜水艇,是一种能在水面航行、但主要是潜入水中进行活动及进行战斗的海军舰艇。潜艇机动性好、隐蔽性强,常可出其不意地攻击水面舰艇、潜艇、水上运输船队,破坏和摧毁敌方基地、港口和岸上目标。载有中远程核导弹的潜艇还可以袭击敌人具有战略意义的政治、经济中心、交通枢纽等陆上目标,是世界各国海军最重要的主力舰种之一。

多数潜艇具有两层或部分为两层壳体,内层用高强度钢板焊成,称耐压艇体;外层用较薄钢板焊成,称非耐压艇体;两层艇体之间分隔成许多小舱,称压载水舱。压载水舱上部有放气阀、下部有注水阀。压舱水舱内充满水,潜艇就下潜;用压缩空气将水排出,潜艇就上浮。此外,潜艇的艏部和尾部装有水平舵,帮助潜艇下潜或上浮。潜艇上还有速潜水舱,供在紧急情况时下潜或上浮。

潜艇在水下航行时,燃料、淡水、食物乃至弹药的消耗都会引起重心变化,而武器使用及各种设备操作甚至会使艇体倾斜。为使舱体保持平衡,潜艇中部设有浮力调节水舱,艇艏和艇艉设有倾差调节水舱。为保证艇员生活,艇上设有粮食库和冷藏库,厨房做饭、烧菜、烧水和烤食物均用电炊具。而产生的各种污物平时储存在密闭的污物贮存器内,当在水面航行或没有敌情时再打开阀门放出。艇员生活的氧气供应是另一个大问题。潜艇在水下航行时,氧气供应靠氧气再生药、氧烛、氧气瓶及电解制氧装置等。

为了保持自身的隐蔽性,潜艇较多时间在水下航行。在水下航行时,潜艇了解水面情况最古老的观测设备是潜望镜。为了在深海、阴雨天和夜间也能进行观测,现代潜艇上还装有电视潜望镜和夜视潜望镜。电视潜望镜是利用电视摄像原理制成,可将海面情况显现在艇内的电视屏幕上,适用于潜艇在较深的海中进行观测;夜视潜望镜是在普通潜望镜上装微光电视摄像机,可在阴雨天和夜间观察海面。雷达是潜艇的另一只敏锐的眼睛。潜艇上装有主动式对空、对海雷达,并装有被动式雷达搜索器。而声呐和噪声测向仪则被称作潜艇的耳朵。主动式声呐的发射机发出超声波,用接收机接收反射回来的超声波可发现目标。它探测距离远,但不隐蔽。噪声测向仪靠接收和测听敌舰航行时发出的噪声来发现目标,比较隐蔽。为了与基地及己方舰艇进行通信联络,艇上装有长波无线电台、超长波无线电台、短波无线电台等;有些潜艇还装备有超短波卫星通信设备。●古代的船只

现代潜艇,特别是核动力潜艇,近年来特别注重装备先进的探测导航设施和先进的作战系统,并采取隐身降噪措施,如美国的“鲟鱼”级核动力攻击潜艇,不仅装有惯性导航系统、“欧米加”无线电导航系统、多用途综合声呐和鱼雷射击指挥系统,还加装了冰下导航声呐,使潜艇能安全地在极地冰层下航行。英国于20世纪90年代初服役的“支持者”攻击型潜艇,艇外壳上覆盖了吸声“消声瓦”,采用7叶大侧斜式螺旋桨,加装减震隔音设备,用以对抗敌声呐的探测。为减少雷达反射面积,该艇用防雷达波隐身材料覆盖在通气管、桅杆和潜望镜上;在柴油机排气管顶部装设了空气冷却烟囱帽,以增强“隐身”效果。5)

在几百年的发展过程中,潜艇已形成了一个族员众多的家族。通常是按作战用途、动力装置、排水量(艇级)、艇体结构和艇体线型进行分类。●英格兰剪刀帆船“卡蒂萨克号”

按作战用途可分为攻击型潜艇和弹道导弹潜艇两大类。攻击型潜艇按主要武器装备区分又包括鱼雷潜艇和飞航式导弹潜艇。其主要使命是袭击敌水上舰艇和运输船,破坏敌海上交通线,也可对敌岸港口基地实施攻击;也用于巡逻、侦察、布雷、输送人员物资。近年发展的反潜潜艇也属于攻击型潜艇,攻击型潜艇也称战术潜艇。

弹道导弹潜艇是以弹道式导弹为主要武器的潜艇,此类艇中部设置有可垂直发射导弹的弹道导弹舱。其主要任务是攻击敌陆上重要固定目标,如政治、经济中心、大型机场、交通枢纽等。弹道导弹潜艇装有一系列高精度定位和计算机系统,发射导弹时,还有保持艇体姿态的措施,以保证命中精准度。在当前,弹道式导弹的弹头一般都是核装药。为了自卫,此类艇也装备鱼雷武器。弹道导弹潜艇也称战略型潜艇。●核动力潜艇

在这两大类潜艇之外,还有一类潜艇称作特种潜艇,也叫辅助潜艇。它们是雷达哨潜艇、布雷潜艇和运输潜艇。

按动力装置对潜艇分类也是一种常用的分类方法,可分为常规动力潜艇和核动力潜艇。常规动力潜艇的动力装置由柴油机、电动机和蓄电池组组成。当潜艇在水面航行和用通气管在水下航行时用柴油机作动力;在全潜状态时,依靠蓄电池组作为能源使电动机工作,提供航行动力。

核动力装置是利用核反应堆工作提供热源,通过蒸汽轮机将这种热能转换成机械能,用以带动推进器以推动潜艇航行的动力装置。核动力装置功率大,核裂变不需要氧气,所以核动力潜艇航速高、能长期潜伏水下、隐蔽性好。总体说来,核动力潜艇的性能优于常规动力潜艇。

按潜艇的排水量分类,潜艇又可分为大型潜艇、中型潜艇、小型潜艇和袖珍潜艇。若按艇体结构形式分类则有单壳体潜艇、个半壳体潜艇、双壳体潜体和单双壳体混合式潜艇。如果按艇体线型分类,可分为常规型潜艇、水滴型潜艇和过渡型潜艇。艇型的选择主要是考虑减小阻力和提高航行稳定性。

潜艇不仅族员众多、武器装备威力强大,而且由于它特有的隐蔽性并能实施战略任务,普遍受到各国海军的重视。

三、从“海龟”到“小亚尔古爸爸”

潜艇的诞生与发展走过了一段曲折而漫长的历程,从第一艘牛皮潜水船下水到最早的机械动力潜艇建成,经历了大约260年的时光。这期间有众多的先驱者进行了勇敢的探索,展现了卓越的智慧,还有更多的无名精英献出了宝贵的生命,他们都是人类科学发展史中的功臣。

早在1620年,荷兰物理学家科尼利斯·德布雷根据英国人威廉·伯恩的潜艇理论,建成了能潜入水中并能在水下推进的潜水船。这艘潜水船由一个木枢及在木枢外蒙的涂油牛皮组成。船体内有羊皮囊,羊皮囊内注入水时船可下潜;挤出羊皮囊中的水,船就上浮。船上最多可乘12名水手,用桨推进,可潜到水下4米深。这艘潜水船可算是世界上最早的人力推进潜艇。

继德布雷之后,许多人都对潜艇及潜艇的作战运用进行了勇敢的实践。美国独立战争期间,从耶鲁大学毕业不久的戴维特·布会内尔在华盛顿的支持下,经过努力,研制成高约2米、外壳用橡木制成、可容纳1名水兵的作战潜艇“海龟”号。“海龟”号的水下爆破虽未成功,但它却创造了潜艇史上,潜艇携带水雷作战的第一个战例。19世纪初叶,法国拿破仑支持富尔顿建造了“慑鱼”号潜艇。该艇长7米、最大直径近3米,采用铁架铜壳结构,形如雪茄。艇上设有水柜,能潜入水下8~9米深处;还装有一根可折叠的桅杆,水上航行可利用风帆推进。在无风天气或水下航行时,则依靠一台手摇螺旋桨推进,其主要作战兵器也是水雷。19世纪中叶,德国的炮兵下士威廉·鲍尔制造了“火焰”号潜艇。该艇的特点是用脚踏飞轮带动螺旋桨驱动潜艇前进。D)

美国在南北战争期间建造的“亨利”号要算是最后一艘人力推进潜艇。它的艇体像一支细长的雪茄,是由一台锅炉改建而成。艇上装有长达15米的曲轴,由8名水手转动曲轴推动艇体前进;装有压载物和压载水舱,用于控制艇体的沉浮。作战武器也是水雷,可以6~7千米/小时的速度航行作战。艇内空气可供艇员短时间呼吸,所以只能执行短时间突击任务。在三次试航中,“亨利”号三次沉入水底,除个别指挥员外,艇员全部丧生。后来对“亨利”号改装,并在艇艏装上撑杆水雷。在1864年2月27日隐蔽出击,成功地炸沉了北军的一艘军舰,“亨利”号也同归于尽。“亨利”号是海战史上第一艘击沉敌舰的潜艇,它自己却得了个“水下棺材”的别称。

美国科学家约翰·霍兰在1875年向海军部提出建造新型潜艇的计划遭拒绝后,霍兰又不屈不挠地争取到“芬尼亚社”的大力资助。经过3年努力,终于建成了长5米、装有内燃机、能以3.5海里/小时(1海里=1852米)的速度航行的单人潜艇“霍兰”-I号。但该艇未能解决内燃机在水下工作的空气供应问题,所以下潜后就不得不停航。但霍兰在操纵该艇过程中积累了相当经验,在1893年霍兰得到了美海军的15万美元资金后,开始了第五艘潜艇的设计。第五艘潜艇命名为“潜水者”号,在设计建造过程中,霍兰数易方案,终于建成了长26米、具有双推进系统的潜艇。该艇在水面航行时用蒸汽机作为动力装置推进;在水下潜航时用电动机推进。不难看出,这与现代常规动力潜艇的柴电联合动力装置十分相近,所以人们称“潜水者”号为潜艇双推进系统的鼻祖。●人类最早的海龟号潜艇

在“潜水者”号的基础上,霍兰又设计建造了“霍兰”-Ⅱ号潜艇,人们习惯于将霍兰一生中建造的最后一艘潜艇称为“霍兰”号。“霍兰”号艇长15米,装有33千瓦的汽油发动机和以蓄电池为动力的电动机。在水上以7海里/小时速度可航行1000海里;在水下以5海里/小时速度航行可航行50海里。该艇有艇员5人,能在水下发射鱼雷攻击敌舰。“霍兰”号水上航行平稳,下潜迅速、机动灵活,其优异的性能使之成为潜艇发展史上的一个里程碑;也奠定了霍兰作为“现代潜艇之父”这一光荣称号的基础。

19世纪的最后10年,还有一些人在改进潜艇的探索中也取得了可喜的成就,如美国青年西蒙·莱克,利用借来的钱于1893年建成了“小亚尔古爸爸”号人力推进潜艇。到1893年,“小亚尔古爸爸”号算是很不像样子的潜艇了。它长4.2米,高1.5米,艇体用松木板内衬帆布垫而成,像个大木柜子。艇底按前三点式装3个木轮,用手摇曲柄推动木轮前进。它只是靠重物压载沉入水下,抛掉重物使艇体上浮。但是,请先不要嘲笑这只“丑小鸭”。对于潜艇研制的执著精神使莱克在1897年又建造成“亚尔古”号潜艇。该艇用22.1千瓦汽油机作为动力装置,水上航行和水下航行都由这一台机器作动力。莱克在艇上装了能伸出水面的吸气管和排烟管,可提供汽油机在水下工作时所需空气和排烟;并用压载水箱解决了艇体的下沉和上浮。为了改善适航性,莱克在吸气管和排烟管外包上一层外壳,颇有点像现代潜艇指挥台的外壳了。由此可知,“亚尔古”号在潜艇吸气管航行和双壳结构方面的成绩都令世人刮目相看了。●“海龟号”近景图

而在1899年,法国科学家劳贝夫设计的“纳维尔”号潜艇下水之后,标志着双壳艇体结构达到了一个新阶段。“纳维尔”号具有一个鱼雷艇似的外壳,还有一个早期潜艇艇体模样的内壳。艇员和各种装备都安置在耐压的内壳之中;内、外壳之间的空间构成压载水柜。排出压载水柜中的水,潜艇在水面具有良好的适航性,以11海里/小时的速度航行,续航力500海里。当压载水柜注满水之后,“纳维尔”号可以5海里/小时的速度航行数小时,高航速可达8海里/小时。

事实上,在19世纪最后的10年中,潜艇在技术上已发展成为具有潜在威慑力量的武器了。但那时的海军强国如英国、美国都还没有认识到这一点。它们对潜艇持怀疑态度,认为那不过是小国的偷袭武器,依然热衷于推行“巨舰大炮主义”,这种海军战略在客观上阻滞了潜艇的进一步发展。●巨舰大炮时代

第二节 蛟龙腾飞——潜艇的飞速发展之路

观世界形势,潜艇的诞生很好地迎合了海洋战争的需要,随着科技的不断发展,潜艇早已成为海军的主要舰种之一,在战争纵中发挥着其独特而不可替代的作用。在这样大的国际形势之下,潜艇开始迈上了飞速发展之路。

一、常规潜艇大发展

为了能够使常规潜艇在后来的海战中占有一席之地,迫切要求造船工程师们减少其易被雷达、飞机等搜索发现的缺点。德国人经过周密考虑,得出“如果潜艇在水下潜航时,能以某种方法高速攻击进攻的目标,那么,用来对付潜艇的反潜手段就不会起多大作用,雷达和飞机的威胁也将随之消亡”的结论。在这一思想的指导下,德国动力专家赫尔默思·沃尔塞尔博士从1937年就开始研制的过氧化氢发动机得到了德国海军的青睐,特别是1943年之后,这种发动机的技术进展很快,并可正式投入应用。过氧化氢发动机的工作原理是:在发动机内过氧化氢分解为氧气和水,然后将分解的氧和水引进燃烧室,分解后的氧和水在燃烧室中与喷入的其他燃料混合产生一种易于燃烧的混合体,这种混合体燃烧后产生蒸汽,在蒸汽的推动下带动透平机。这样的发动机尽管成本很高,但是由于它能使潜艇在水下产生达25节(1节=1.852千米/小时)左右的航速,得到了德国海军的宠爱。可惜的是,由于赫尔默思·沃尔塞尔是为行将就木的德国法西斯服务的,因此在德国战败之后,就停止了对过氧化氢推进潜艇的继续探索,从而使一代新型动力装置处于被扼杀的边缘。尽管二次世界大战之后,过氧化氢动力装置又为部分动力专家所重视,使其有了一定的发展,但是,过氧化氢发动机前进的步伐却慢了很多。

同样,为了挽救战争的败局,德国还加紧发展了另一种先进的XXI型潜艇。这是一种为加快水下潜航速度而牺牲水面性能的潜艇,其外形为流线型,同时配以一大套大容量的蓄电池。该型艇的排水量为1621吨(1号=1000千克),水下航速为16节,装备6具鱼雷发射管,并备有20枚鱼雷。在战时德国共建造这种潜艇120艘,但是在它们显示其优异的性能之前,德国就失败了。战后前苏联获得了该型潜艇的设计资料和实艇战利品,并以它为蓝本设计建造了“W”型常规攻击潜艇,且以后设计的若干型常规攻击型潜艇都没能跳出XXI型潜艇的设计模式。美国在战后也获得了两艘完整的XXI型潜艇,并以此为蓝本设计建造了“刺尾鱼”级常规潜艇。

第二次世界大战之后,为了进一步提高潜艇的作战能力,减少潜艇在海战中所遭受的损失,各国都进一步从潜艇艇体、动力装置、武器装备、导航设备、观通设备等各方面作了较大改进,以进一步提高潜艇的战术及技术性能。50年代中叶,核潜艇的出现使潜艇的海上作战能力显著提高,但是在发展核潜艇的同时,人们发现常规潜艇与核潜艇相比具有尺度小、机动灵活、噪音小、造价低等优点,所以常规潜艇仍然得到了重视和发展。

二、核潜艇横空出世

尽管潜艇在第一、第二次世界大战中发挥了巨大的作用,给敌人水面舰艇以沉重的打击,但由于常规潜艇水下航行时使用电能推进,水下续航力弱,它被设计成一种既能在水下短距离航行,也能在水面进行活动的水上水下两用作战武器。这样,常规潜艇就必须具有两套推进装置,一套是水面航行时由柴油机提供动力的远程高速推进装置;另一套用于潜艇潜入水下之后,由蓄电池供电的电动动力推进装置。这两套装置各自带有不可克服的弊病,从而削弱了潜艇应有的作战性能。在水下,常规潜艇的速度很慢,且只能依靠潜望镜测量自身和敌舰的位置,所以在对敌水面舰艇作战时通常是以水面高速航行至距敌舰艇一定位置后潜入水下,伺机对敌舰艇实施攻击。这种方式在侦察飞机和先进的雷达出现之前颇为有效,但是在侦察飞机的出现和先进的雷达搜索技术不断提高之后,常规潜艇的这种作战方式就不能适应了。由于水面舰艇和飞机的航行速度远远大于常规潜艇,因此只能到水下寻求隐蔽,此时声呐和水下搜索技术又极易发现水下潜伏的潜艇,从而将其击沉。●潜艇鱼雷发射管

战争呼唤新的动力装置,在核潜艇之父——海曼·乔治·里科弗的不懈努力下,1954年1月24日,人类建造的第一艘攻击型核潜艇“鹦鹉螺”号在美国诞生。“鹦鹉螺”号不仅潜航速度快,而且续航时间长,因此使潜艇真正地成为“海中蛟龙”。那么,核潜艇有哪些特征呢?

一是核潜艇是以核反应堆作为动力源的潜艇。核反应堆的功率远远超过常规潜艇,使得核潜艇的吨位可以很大,航速也可以很高。例如,美国的“洛杉矶”级攻击型核潜艇,反应堆功率2.6万千瓦,航速32节。核潜艇一次装料虽然数量不多,但可使用数年甚至20余年,而且不需要氧气。因此,核潜艇的续航时间和距离几乎不受限制,核反应堆发出的电能源源不断,可以为艇上武器使用和人员生活提供充足的电能。

二是取之不竭的核能。按照核反应方式的不同,可以将核反应堆分为核聚变反应堆和核裂变反应堆两大类。核裂变反应堆按照不同的核装料和核装料所处的状态可以分为不同的类型。目前,世界各国核潜艇上的核反应堆主要是压水堆,正在研究的堆型有气冷堆、快中子堆、熔盐堆等。所谓压水堆,是指以普通水为导热介质,使水处于高压状态的核反应堆。在当今世界上,还没有哪一种能源能与核能的密集度相媲美。正因为如此,核装料并不太多的核反应堆却能以其巨大的能量推动核潜艇前进。●核潜艇之父——海曼·乔治·里科弗

三是火热的燃料芯块。核潜艇的核燃料,一般都是经高温烧结的圆柱形二氧化铀陶瓷块,即燃料芯块。其堆芯周围充满了作为慢化剂和冷却剂的水,而且还有一层反射层,以便传递热量并将堆芯泄漏出的中子反射给堆芯,以提高核反应的效率。这些材料都装在一个耐高压、高温的压力壳内,构成了核潜艇的核反应堆舱。燃料芯块在发生裂变反应后,产生的热量首先传到芯块表面,然后传到包壳表面,最后由包壳表面传给冷却剂水。核潜艇在正常工作情况下,芯块产生的温度比火苗的温度还高。堆芯的热量传给水后,压力壳入水口处的水温约为293℃,出水口处的水温约为329℃,堆内的压力为150多个大气压(1个大气压=101.325千帕)。在这一压力下,水的沸点为345℃,所以,核反应堆内的水是不会沸腾的。这就是人们将核潜艇的核反应堆称为压水堆的原因。

四是神奇的控制魔棒。高温高压水离开核反应堆后,就进入蒸汽发生器,将蒸汽发生器管外的水加热成蒸汽。所以,整个核反应堆就像一台大锅炉,但这台锅炉的“锅”与“炉”分开了,核反应堆相当于燃料的“炉子”,蒸汽发生器相当于“锅”,“锅”与“炉”之间通过循环泵及管道连在一起。那么,核反应堆是怎样调节其反应速度,以满足核潜艇运动时快时慢要求的呢?根据核反应堆的工作原理,如果改变堆内的中子数和中子密度,就可以改变核反应的剧烈程度,从而改变核反应堆的功率。核潜艇是用控制棒和化学控制两条途径来控制核反应堆反应速度的,从而使核潜艇做到快慢自如。按照这一原理问题就简单了,若想使核反应堆停堆,只需将控制棒完全插入堆芯中即可。这样,由于控制棒吸收了大量中子,堆芯就会由于中子数量不足而使裂变反应难以为继,核反应自然就会减弱或停止了。●建造中的核潜艇

正是由于核潜艇和常规潜艇相比具有无比的优越性,所以世界各海军大国为了控制海洋,提高核攻击力量的生存能力,纷纷围绕着核潜艇的研制和生产,展开了一轮又一轮大洋之下的核竞赛。传统的潜艇强国德国和日本因为是战败国而无缘跻身其中。

1959年,苏联建成其第一艘核潜艇,并成为第二次世界大战后潜艇最多的国家。随后,英国、法国相继建造了核潜艇,而中国经过自身的艰苦努力也成功拥有了核潜艇。迄今为止,世界上共有5个核潜艇国家,即美国、俄罗斯、英国、法国和中国。其中,以美国和俄罗斯两国核潜艇的发展最有代表性,无论是建造级别、建造数量还是发展水平都是其他3个国家无法企及的。目前,在大洋深处潜伏着300多艘核潜艇,这些核潜艇主要分为三大类:一类是攻击型核潜艇,一类是弹道导弹核潜艇,还有一类是飞航式导弹核潜艇。

三、核潜艇与常规潜艇的终极较量

从字面上理解,核潜艇与常规潜艇的最大区别是动力装置不同,即核潜艇是由核动力装置驱动的,而常规潜艇通常是由柴油机和电动机联合装置驱动的。由于两种潜艇的作战使命不同,使它们在艇型、战术技术性能和造价等方面也存在较大的差异。

核动力装置比常规装置占用的空间大得多,执行战略任务的核潜艇携带的武器(特别是战略导弹)也多,所以军用核潜艇的体形比常规潜艇大,吨位也重得多。核潜艇中的“大哥大”当属俄罗斯的“台风”级弹道导弹核潜艇,它的吨位(水下排水量)高达2.65万吨,全长171.5米,差不多有一个半足球场那么长。就是世界上最小的军用核潜艇——法国的鱼雷攻击型核潜艇红宝石级的排水量也有2670吨,长73.6米,而常规潜艇的动力装置较小,且一般不装备战略导弹,其吨位为1000~3000吨,艇的长度一般不超过80米。也就是说,目前最大的军用常规潜艇只相当于最小的军用核潜艇。核潜艇大有大的优点,如可以布放更多的武器、食品和探测装置,改善人员的工作和生活环境,使作战能力大为提高,但也有缺点,如目标大,易被对方的主动声呐捕捉,不便在近海、浅海活动。●潜艇港湾

在战术技术性能方面,核潜艇可谓占尽了优势。

首先是隐蔽性好。由于核燃料在提供核能时不需要空气,所以理论上核潜艇可在水下无限期地航行,直到核燃料不能再进行链式反应为止。但实际上核潜艇在水下受到人员耐久力、食品装载量和进行必要的故障维修等限制,不可能永远航行下去。即使这样,核潜艇在水下仍然可待90个昼夜左右(合计2000多小时);而常规潜艇在水下连续航行的能力远不如核潜艇,它在水下靠蓄电池提供动能,由于电能的限制,它在水下全速航行1个小时就会把电耗尽,低速航行也仅能维持几天,然后需定期浮起到通气管状态由柴油机给蓄电池充电(因为柴油机下作时需要氧气),一次充电时间达10个小时左右,这样暴露的机会增多,在探测手段极为发达的今天极易被发现。1995年,国外开始出现了一种AIP常规潜艇,即不依赖空气的动力潜艇,较大地提高了常规潜艇的水下续航力,在以每小时四五海里的低速航行时,续航时间可由以往的3~4个昼夜增加到15~20个昼夜左右,这虽然是对常规潜艇隐蔽性差的一个弥补,但与核潜艇仍不能相提并论。●和水面舰艇组成编队的潜艇●潜艇武器发射瞬间

其次是水下航速高。核潜艇长期在水下活动,艇的形状设计成水下阻力最小的水滴形或阻力较小的拉长水滴形。现代核潜艇的水下航速一般都在25~35节,俄罗斯的“神父”级(P级)巡航导弹核潜艇和“阿尔法”级(A级)攻击型核潜艇的水下航速更是高达40多节,是世界上跑得最快的潜艇;而常规潜艇由于大部分时间在水面航行,所以,艇的形状大多采用水面航行阻力较小的瘦长线形,水面航速可达20节左右,水下航速仅有10多节。随着常规潜艇水下续航能力的提高,其形状有的开始采用水滴形,水下航速提高到20节以上,水面航速低于20节。

第三是攻击能力强。核潜艇的可利用空间大,意味着可以布设更多的武器发射装置、携带更多的武器弹药、配备足够量的先进设备仪器,这就大大提高了潜艇的攻击能力。

第四是环境相对舒适。由于核潜艇舱室宽敞,电能充足,所以活动空间大,用电用水不受限制(特别是空调和洗浴),艇员的工作和生活环境比较优越;而常规潜艇的电能是极其宝贵的,为了保证战斗航行需要,生活用电用水受到严格限制,另外舱内的温度较高,空气也不如核潜艇清新,人员活动范围有限。

核潜艇的优势显而易见,然而也有不完美的地方,除了上面已经提到的之外,还存在操纵复杂、核安全问题突出、造价昂贵、老式核潜艇在低速航行时噪声比常规潜艇大(主要是核反应堆主循环水泵和一些冷却水泵发出的声音)等。

四、揭开核反应堆的神秘面纱

●核潜艇的发射装置

核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应的装置,核潜艇上装的核反应堆基本都是一个类型,叫做压水型核反应堆,简称压水堆。

压水堆的结构大同小异,主要由以下部分组成。

核燃料组件——它是进行核裂变链式反应的核心部件,一般制作成二氧化铀(UO 2),二氧化铀中只含有百分之几的铀-235浓度,而绝大部分是不直接参与核裂变的铀-238。二氧化铀被烧结成圆柱形的小块,装入不锈钢或锆合金做成的金属管里,称为燃料棒或燃料元件,然后把若干燃料棒有序地装入金属筒里,组成燃料组件,最后把许多燃料组件垂直分布在核反应堆内。

压力容器——核反应堆的外壳,用来盛装核燃料及堆内部件,用高强度的优质钢锻造而成,可承受几十兆帕(几百个大气压)的压力。在压力容器上有冷却剂的进出口。

压力容器顶盖——压力容器的顶部封盖,可用来安置和固定控制棒驱动机构。压力容器顶盖有半圆形、平顶形。

封头螺栓——用来联结、锁紧核反应堆压力容器的壳体和顶盖,使之成为一个完全密封的容器。

吊篮——是一个大圆筒,因为它是倒挂在压力容器里的,又像个篮子可以把核反应堆内的绝大部分部件都装在里面,因此称吊篮。采用吊篮一方面是易于固定反应堆内的部件,另外可以一次性整篮子吊装核反应堆内的大部分部件,提高了在船上的装卸速度和减少了对人员的辐射时间。●正在拆解中的核潜艇

控制棒驱动机构——它是核反应堆的操作系统和安全保护系统的执行机构,它严格按系统或操纵员的要求驱动控制棒在核反应堆内上下移动,对核反应堆功率进行有效控制。在危急情况下,可利用加速器快速把控制棒插入核反应堆内,达到紧急停堆的目的。●核攻击潜艇

控制棒——具有很强的吸收中子的能力,由控制棒驱动机构带动,在核燃料组件之间上下活动,用来启动、关闭核反应堆,并可维持、调节核反应堆功率。控制棒一般用铪、银、铟、镉等金属制作。

控制棒导向筒——限制控制棒只能垂直移动。

上下支撑板——用来固定燃料组件。

中子源——提供中子,用来启动核反应堆。平时中子源产生的中子都被控制棒“吃”掉了,如果要启堆或提升功率,可提高控制棒的高度使之离开核燃料,这样中子源产生的中子生存得足够多,大量的中子有机会轰击核燃料(铀-235原子核)并发生裂变核反应。由于是控制棒在控制中子源,所以往往认为开启核反应堆是控制棒的功劳。

第三节 群龙闹海——世界各国潜艇发展概况

于世界各国海军而言,第二次世界大战不仅改变了潜艇作战技术,而且也使得潜艇战术得到了很大的改观。二战期间的德国对海军潜艇技术以及设计思想,改变了潜艇的整个概念,并且对战后世界各国海军潜艇的发展方向产生了巨大的影响。在战后至20世纪90年代这将近半个世纪的时间里,在以美国与苏联为首的冷战对峙中,潜艇,特别是核潜艇扮演了十分重要的角色,许多先进的科学技术纷纷应用在潜艇上,从而推动了世界各国潜艇技术的飞速发展和进步。

一、美国

第二次世界大战结束之后,美国海军把潜艇的重点研制方向始终放在核推进技术,并且为此不遗余力地投入了大量的财力。从1954年建成服役的第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号开始,美国海军至今总共建造了14个型号137艘攻击型核潜艇(含“弗吉尼亚”级预计建造的第一批核潜艇)和4个型号59艘弹道导弹核潜艇,建造核潜艇总数多达196艘。目前美国海军在役核潜艇为73艘,其中攻击型核潜艇55艘,以“洛杉矶”级为主,弹道导弹核潜艇18艘,全部是“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇。

在发展不同型号核潜艇的半个世纪的历程中,美国海军十分重视核潜艇基本性能的延续性和先进性,根据不同时期的技术基础,选择不同的主要研制方向,分阶段地逐步解决核潜艇技术上的关键问题,从而使得其海军核潜艇的性能终于达到了今天位居世界前列的水平。●美国海军俄亥俄级SSGN-726号弹道导弹核潜艇

美国在核潜艇发展初期就将弹道导弹核潜艇纳入与攻击型核潜艇几乎同步的计划之中。美国海军于20世纪50年代中期开始研制装备“北极星”弹道导弹的“华盛顿”级弹道导弹核潜艇。该级核潜艇的首制艇“华盛顿”号于1959年12月30日服役,“华盛顿”级总共有5艘核潜艇先后服役,艇上装备有“北极星”A1弹道导弹。紧接着,美国海军在随后又建造了5艘“伊桑·艾伦”级弹道导弹核潜艇,艇上装备了射程为2800千米的“北极星”A2弹道导弹。在此基础上,美国海军于20世纪60年代至70年代持续建造了31艘“拉菲特”级弹道导弹核潜艇。“拉菲特”级后期型的23艘弹道导弹核潜艇全部装备了“北极星”A3弹道导弹,原来已经装备了“北极星”A1弹道导弹的“华盛顿”级的5艘弹道导弹核潜艇于1966~1967年期间全部换装了“北极星”A3弹道导弹,“拉菲特”级的前期型号8艘核潜艇和“伊桑·艾伦”级的全部5艘核潜艇也相继换装了“北极星”A3弹道导弹。

从20世纪60年代中期开始,美国海军展开了关于多弹头对硬目标和软目标覆盖能力方面的研究,具有这些性能的新型导弹被命名为“海神”C3弹道导弹。“海神”C3弹道导弹的有效载荷是“北极星”A3弹道导弹的两倍,能把弹头投向单个或多个目标,攻击范围更大,突防能力更强。从1971年至1977年,美国海军“拉菲特”级的3艘弹道导弹核潜艇全部换装了“海神”C3弹道导弹。自此之后,“拉菲特”级弹道导弹核潜艇在相当长的一段时间里一直是美国战略核潜艇的主力。

从20世纪60年代起,美国海军着手研制“海神”C3导弹之后的新一代武器系统——水下远程导弹系统,1972年初,水下远程导弹系统正式命名为“三叉戟”-Ⅰ(C4)导弹。“三叉戟”-Ⅰ(C4)导弹的质量虽然稍大一些,但是其射程是“海神”导弹的两倍,其战斗部装有6~8个分弹头,每枚分弹头爆炸当量为10万吨TNT当量,圆概率偏差为450米。中早期建成服役的8艘“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇装备的是“三叉戟”-Ⅰ型弹道导弹,从第9艘SSBN-734“田纳西”号开始装备“三叉戟”-Ⅱ型弹道导弹,“三叉戟”-Ⅱ型导弹的战斗部装有12个分弹头,各分弹头的爆炸威力为30万~47.5万吨TNT当量,圆概率偏差为90米。“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇将要持续服役到2020年前后,在这期间,它将一直作为美国海军战略核威慑力量的主力。●“海神”C3弹道导弹

二、前苏联

第二次世界大战之后,前苏联海军对于潜艇的发展采取了质量与数量并重的基本发展方针。前苏联潜艇作战力量的增强,对于世界的军事形势、西方国家海军的建设方针以及西方国家海军潜艇的发展产生了深远的影响。1956年之后,前苏联海军从近海防御型的海军成长为远洋型海军。进入20世纪70年代之后,前苏联的海军作战力量可以在全球的任何海域从事作战活动并与美国海军抗衡。在前苏联海军作战力量之中,潜艇作战兵力发挥着十分重要的作用,占有极为重要的地位。

前苏联海军潜艇的主要使命是对美国实施战略性攻击,确保前苏联的海上安全,对西方国家的海上运输线实施打击,支援前苏联的陆上作战兵力,协助实现前苏联的国家政策。从20世纪40年代末期开始,前苏联便着手设计和建造战后初期的潜艇,战后初期的第一批潜艇是W级、Z级和Q级常规动力潜艇,其中W级潜艇总共建造了236艘。

早在20世纪40年代末至50年代初,前苏联就在探索利用潜艇发射弹道导弹的可行性。1955年9月,前苏联海军在一艘经过改装的W级潜艇上首次成功地发射了改进的“斯科达”-A型弹道导弹。一年之后,前苏联海军建造的Z级潜艇中的5艘逐步被改装成弹道导弹潜艇。其后,前苏联海军在此基础上于1955~1956年建造了常规动力的G级弹道导弹潜艇。●俄罗斯海军潜艇

前苏联海军的第一批Y级弹道导弹核潜艇于1967年建成。Y级弹道导弹核潜艇是前苏联海军第二代弹道导弹核潜艇,它与前苏联海军的V级攻击型核潜艇和C级巡航导弹核潜艇属于同一时期的产品。到1974年的时候,Y级弹道导弹核潜艇的总数量已经达到了34艘。

20世纪70年代初期,前苏联开始研制SS-N-8型潜射弹道导弹以及携带该型导弹的D-I级弹道导弹核潜艇。SS-N-8型潜射弹道导弹的射程为7800千米,可携带一个80万吨级的核弹头,它可把美国领土的绝大部分置于它的核攻击范围之内。

20世纪70年代末期,美国海军正在加紧建造“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇,前苏联为了在弹道导弹核潜艇方面与美国抗衡,决定建造“台风”级弹道导弹核潜艇。台风级弹道导弹核潜艇的水下排水量为2.65万吨,装备20枚SS-N-20型潜射弹道导弹。该型导弹最大射程为8300千米,圆概率误差为500米,每枚导弹可以携带10个各自为20万吨当量的分导式核弹头。台风级弹道导弹核潜艇可以在前苏联的领海范围内发射SS-N-20型潜射弹道导弹打击美国本土上的任何重要城市、陆基洲际导弹基地或者军事目标。台风级弹道导弹核潜艇的首制艇是于1977年3月1日开工建造的,1981年11月服役。“台风”级弹道导弹核潜艇的建成服役,标志着前苏联与美国的冷战对抗达到了顶峰。

除了弹道导弹核潜艇之外,前苏联在发展多用途核潜艇方面也投入了巨大的精力。第二次世界大战结束之后,为了对抗美国及其盟国快速航空母舰编队的威胁,前苏联建立了反航母作战体系,该作战体系的核心兵力是由携带空-舰导弹的轰炸机、巡航导弹潜艇以及携带舰-舰巡航导弹的水面舰艇等组成。因此,前苏联从1954年便开始制定一项发展巡航导弹潜艇的计划。

20世纪80年代,前苏联在巡航导弹核潜艇及其武器装备系统的发展方面出现的一个重要的进展是建成了世界上攻击力最强、排水量最大的巡航导弹核潜艇——奥斯卡级巡航导弹核潜艇。奥斯卡级巡航导弹核潜艇装备的SS-N-19型反舰巡航导弹的最大射程为450千米,可携带质量为750千克的高爆炸药弹头或者爆炸当量为50万吨级的一个核弹头。奥斯卡级巡航导弹核潜艇具有强大的攻击能力,艇上装备的巡航导弹数量多,是世界上排水量最大、威力最强的巡航导弹核潜艇。

前苏联海军第三代攻击型核潜艇的代表性潜艇是水下排水量为9100吨的“阿库拉”级攻击型核潜艇。“阿库拉”级核潜艇的首制艇是于1984年7月下水的,“阿库拉”级核潜艇的航行噪声非常低,大大出乎西方国家的意料之外。阿库拉级核潜艇的建成标志着前苏联海军在核潜艇的降噪技术方面取得了突破性的进展。20世纪70年代至80年代是前苏联海军核潜艇发展的高峰期,在这一段历史时期中,前苏联海军高速发展核潜艇的政策使西方国家感到心有余悸。

三、英国

第二次世界大战结束之后,英国皇家海军潜艇的发展基本上分为两个阶段。第一阶段是从1945年至1949年。在这一时期,英国重点发展和研制具有常规动力的柴油机-电机推进的潜艇。第二个阶段是从1959年至今,在这一时期内,英国把发展和研制潜艇的重点由常规动力潜艇转向核潜艇。

二战结束之后,英国也像世界上的其他国家一样,积极总结英国皇家海军潜艇在二战期间的经验和教训,并且在此基础上建造战后的新型潜艇。英国战后建造的第一批常规动力的潜艇是小鲸级潜艇。该级潜艇虽然是战后建造的,但是其总体性能却仍未摆脱二战时期潜艇设计基本思路的影响。1957年,英国在总结小鲸级潜艇研制经验的基础上设计并建造了奥白龙级潜艇。奥白龙级潜艇虽然与小鲸级潜艇比较相近,但是在总体性能方面却有了较大的改进和提高。接着,英国又在奥白龙级潜艇的基础上,进一步设计和建造了支持者级潜艇,该级潜艇上装备了先进的控制系统、声呐和雷达探测系统等,可以在海上连续从事长达49天的作战活动,从而把英国皇家海军常规动力潜艇的性能大大向前推进了一步。●支持者级潜艇

1960年英国的第一艘核潜艇“无畏”号下水,这艘核潜艇实际上是一个混合体,它的核动力装置是原封不动由美国提供的,其他部分则是英国自己研制的。在“无畏”号核潜艇的基础上,英国开始了勇敢级攻击型核潜艇的研制工作。勇敢级核潜艇的突出特点是自身噪声较低,具有良好的水下隐蔽性。在英国与阿根廷进行的马岛海战中,英国勇敢级之中的“征服者”号核潜艇曾经于1982年5月2日把阿根廷海军的“贝尔格莱诺将军”号巡洋舰一举击沉,为英国获得整个战争的主动权奠定了基础。20世纪60年代初期,英国的战略核威慑兵力曾经由英国皇家空军担任。后来,由于美国在向英国提供核反应堆的基础上又同意向英国提供可以装备在核潜艇上的“北极星”型潜射弹道导弹,英国的战略核威慑兵力才改由英国皇家海军承担。在此基础上,英国决定大力发展弹道导弹核潜艇。1964年,英国开始建造4艘决心级弹道导弹核潜艇。决心级弹道导弹核潜艇是在借鉴和参考了美国海军拉菲特级弹道导弹核潜艇基础上研制的。在总布置方面,决心级弹道导弹核潜艇沿袭了美国海军弹道导弹核潜艇的总布置思想。决心级弹道导弹核潜艇上装备了16枚“北极星”-A3型潜射弹道导弹,最大射程为4630千米,圆概率误差为900米,每枚导弹可以携带3个由英国自制的、当量为20万吨的A-3TK型分弹头。●“北极星”弹道导弹

英国皇家海军的决心级弹道导弹核潜艇投入使用之后,随着时间的推移,艇上装备的“北极星”潜射弹道导弹技术逐渐处于落后状态。为了对其潜射弹道导弹系统加以改进和更新换代,英国政府于1986年9月决定建造装备“三叉戟”导弹的“前卫”级弹道导弹核潜艇以便取代“决心”级弹道导弹核潜艇。“前卫”级弹道导弹核潜艇上的动力装置为英国自行研制的第二代压水堆,功率约为2.75万马力,艇上装备了16枚“三叉戟”-Ⅱ型潜射弹道导弹,每枚导弹可以携带8个当量为10万~12万吨级的分导式核弹头,射程为1.2万千米,圆概率误差为90米。前卫级弹道导弹核潜艇总共有4艘,目前该级的4艘核潜艇已经全部建成服役。●英国最新一级弹道导弹核潜艇

四、法国

第二次世界大战爆发之前,法国海军拥有80艘在役潜艇,另外还有22艘潜艇正处于建造之中。在第二次世界大战期间,法国曾经沦陷,因此,法国海军的潜艇在二战中几乎丧失殆尽。虽然法国在战后加入了北大西洋公约组织,但是法国却在极力摆脱美国对其在军事上的控制。为此,法国踏上了独立自主发展海军潜艇的道路。

战后的法国最初建造的是独角鲸级远洋型潜艇。该级潜艇是以德国的U-XX工型潜艇为母型进行设计的,因此,其性能与那些以德国U-XX工型潜艇为母型的战后世界各国的潜艇都十分相似。在建造独角鲸级潜艇的过程中,于1952年开展了女神级潜艇的设计和建造工作。女神级潜艇沿用了法国传统的双壳体结构,所有的燃油舱和压载水舱都布置在耐压艇体的外面。女神级潜艇总共有11艘,是法国海军战后建造批量最大的潜艇。除了在法国海军服役的11艘女神级潜艇之外,法国还为世界其他一些国家建造了数量可观的女神级潜艇。1967~1969年期间,法国为葡萄牙建造了4艘女神级潜艇,1970年为巴基斯坦建造了3艘,1970~1971年为南非建造了3艘。另外,法国还通过技术援助的方式于1973~1975年期间在西班牙建造了4艘女神级潜艇。●可畏级核潜艇

二战之后的法国也曾积极建立自己的核威慑力量。最初,法国和英国一样,在建立核威慑力量时主要依靠美国的援助。但是,由于战后法国与美国之间的矛盾逐渐激化,美国撕毁了向法国提供“北极星”潜射弹道导弹的协议。这些变化使得当时法国正处于建造阶段的第一艘核潜艇Q-244被迫中途停止。1958年法国政府决定独立发展核潜艇及核威慑兵力。于是,中途下马的Q-244核潜艇便被改成了“电鳗”号导弹试验潜艇。为了配合潜射弹道导弹的试验,“电鳗”号潜艇上装备了4个垂直状态的导弹发射筒。“电鳗”号潜艇服役之后,先后曾经进行过M-112型、M-012型以及M-013型等数种型号潜射弹道导弹的发射试验。法国在研制弹道导弹核潜艇的过程中走过的道路与美国不同,法国直接利用“电鳗”号导弹试验潜艇,缩短了弹道导弹核潜艇的研制周期,缩短了法国拥有水下核威慑力量的时间。20世纪60年代初期,法国开始执行发展水下核威慑作战力量的计划,将要建造5艘可畏级弹道导弹核潜艇。可畏级弹道导弹核潜艇的外形和总布置均与美国海军的“拉菲特”级弹道导弹核潜艇相似,是法国在二战之后首次采用单壳体结构的潜艇。该级核潜艇装备的是16枚M-1/M-2型潜射弹道导弹,射程为3000千米。1985年,法国海军研制出M-4型潜射弹道导弹并利用M-4型潜射弹道导弹取代了最初装备在可畏级核潜艇上的M-1/M-2型潜射弹道导弹。M-4型弹道导弹射程为5300千米,可以携带6个分导弹头,每个分导弹头的爆炸当量为15万吨级。可畏级弹道导弹核潜艇的建成,标志着法国已经拥有了一支独立的水下战略核威慑作战力量。

法国在建造了弹道导弹核潜艇之后,曾经打算尽快建造一些攻击型核潜艇,以便对法国弹道导弹核潜艇提供保护作用。但是,由于法国的经济力量有限,只好建造一种排水量较大的远洋型常规潜艇,使其弥补暂时没有攻击型核潜艇的空白。于是,法国海军的阿哥斯塔级远洋型潜艇应运而生。阿哥斯塔级远洋型潜艇的水面排水量为1510吨,水下排水量为1760吨,主尺度为67.6米×6.8米×5.4米。法国海军于1972~1978年期间总共建造了4艘阿哥斯塔级潜艇。另外,还有4艘阿哥斯塔级潜艇由法国提供建造技术在西班牙建成,有2艘阿哥斯塔级潜艇由法国卖给了巴基斯坦。●“凯旋”级弹道导弹核潜艇

到了20世纪70年代初期时,法国第一代的弹道导弹核潜艇的建造工作已经取得明显的成就,于是法国政府在经济状况允许的情况下决定着手执行攻击型核潜艇的建造计划。法国海军把战后建造的第一批攻击型核潜艇命名为红宝石级核潜艇。法国海军在对红宝石级核潜艇进行设计的过程中,曾经以阿哥斯塔级远洋型潜艇为母型,同时还参考了美国海军早期的鲣鱼级和白鱼级攻击型核潜艇的设计。从“红宝石”级的第5艘“紫石英”号核潜艇开始,法国海军对原来的设计做了较大的改进,其总体性能有了一定程度的提高。到目前为止,法国海军总共建造了6艘“红宝石”攻击型核潜艇。

进入20世纪90年代之后,法国海军第一代弹道导弹核潜艇逐渐进入退役时期,为了保证继续拥有独立的弹道导弹核潜艇的后续力量,法国海军决定从20世纪80年代末期开始建造6艘凯旋级弹道导弹核潜艇,以便在21世纪初期全部取代第一代弹道导弹核潜艇。前苏联解体之后,世界冷战格局已不复存在,法国对原定的“凯旋”级弹道导弹核潜艇的建造计划进行了削减,最后决定只建造4艘凯旋级弹道导弹核潜艇。●M45型潜射弹道导弹发射瞬间

凯旋级弹道导弹核潜艇装备16枚M45型潜射弹道导弹。M45型潜射弹道导弹的射程为5300千米,每枚导弹可以携带6个爆炸威力为15万吨的TN75型分导式核弹头。自从二战结束以来,法国海军总共建造了9种型号60艘潜艇,其中常规潜艇46艘,攻击型核潜艇6艘,弹道导弹核潜艇8艘。

五、德国

德国潜艇在世界潜艇发展史上曾经占有重要的一席,在两次世界大战期间,德国的潜艇曾经发挥了重大的作用。特别是第二次世界大战后期的德国潜艇,对战后世界潜艇技术的发展更是起到了巨大的推动作用。第二次世界大战结束之后,战败的德国被国际上禁止建造潜艇。1955年,西德加入北约组织,它便开始了战后潜艇技术的研究。

西德海军于二战之后建造的第一艘潜艇是试验性潜艇,该艇是以第二次世界大战末期时由原来纳粹德国海军建造的U-XXIII型潜艇为母型而设计和建造的。试验性潜艇建成并经过一段时间的使用之后,西德海军在战后的潜艇设计和使用方面逐渐积累了一些经验,于是便决定建造201级和202级潜艇。1962年,国际上对西德海军潜艇吨位的限制放宽,西德海军于1963年开始研制206级潜艇,总共建造了18艘206级潜艇。●正在完善的德国潜艇

在国外订货和国内需求的刺激下,西德的潜艇建造能力和潜艇技术水平迅速得到了提高。在这种情况下,西德的潜艇建造业开始逐渐转向国际出口市场。为此,德国提出了209级潜艇的设计方案,这种设计方案性能优良,价格不高,所以对财力有限的第三世界国家具有特别大的吸引力。209级潜艇的设计方案公布于世之后,先后有12个国家向西德定购了约37艘209型潜艇。209级潜艇可以根据用户要求进行设计和建造,因此,能够适应用户的不同需求。

1990年,德国海军计划建造212级潜艇,作为德国在21世纪的主力潜艇。1991年,德国海军完成了212级潜艇的方案设计,并且于同年年底由德国国会批准建造首批4艘212级潜艇。为了进一步占领国际市场,德国在212级和209级潜艇的基础上又推出了214级潜艇,该级潜艇兼具212级和209级潜艇的优点,很快得到国际上的认可。

第二章 零距离接触——潜艇的构造与装置

第一节 无与伦比——潜艇的构造与外观

辽阔的大海上,人们时常会看到忙碌的商船和威武的军舰,可是很少有人能够看到潜艇的样子,对于它的构造就更是知之甚在少。从最初人们将石头或铅块等重物装进潜艇使潜艇下沉,卸掉石头或铅使潜艇重浮水面的潜艇,到现代化威力无比的核潜艇,潜艇的构造和设置发生了很大的变化,本章将带领读者领略潜艇的神奇变化。

一、潜艇的外形

●常规潜艇模型

从外观上看,潜艇大致可以归纳为三种:常规型、水滴型和鲸鱼型。

常规型即传统的流线型艇体,基本上是由水面舰艇演变而来的,艇艏较高而窄,形成尖而薄的艇艏部分。这种流线型艇体的潜艇水面航行性能较好,可以取得较大的水面航速,但不适于水下高速航行。因此,这种船体为早期以水上航行被主的潜艇所采用,现代潜艇已基本不采用了。

水滴型即整个艇体的形状像水滴。经过科学实验,在排水量相同的情况下,常规型的潜艇水下速度为6.74节,而水滴型的潜艇水下速度为8.75节。这说明,水滴型的潜艇具有阻力小、速度快的特点,适合于水下航行。所以水下高速潜艇,特别是几乎所有的核潜艇均采用水滴型。鲸鱼型即除了首部为卵型椭圆截面外,其余截面为圆形,可以看做由常规型的首端加上水滴型的船体及尾部混合而成的。这种船体把水滴型水下阻力小和常规型水上航行性能好的优点融为一体,为目前常规动力潜艇所广泛采用。

1948年以后,美国开始研究核动力装置在潜艇上的应用,但是在应用了核动力装置之后,潜艇的形状应该是什么样子的呢?这在当时引起了人们激烈的争论。美国第一艘核潜艇仍然采用了常规型的外形。与此同时,美国开始建造水滴型外形的潜艇,特别是“大青花鱼”号试验艇,用改变艇形阻力来增大航速的实验取得了良好的效果,于是,水滴型艇开始大量建造。目前,核潜艇几乎都采用水滴型艇型。常规动力潜艇由于使用柴油机—蓄电池作动力,不得不考虑水上航行对艇型的要求,所以目前大多采用鲸鱼型。

由于现代反潜兵力器材的高度发展,和潜艇潜航能力的提高,潜艇绝大部分时间都处于水下机动,因此,水滴型艇体是核潜艇和高速潜艇的主要艇型。

水滴型潜艇,它的个子矮小,钝钝的头部,圆圆的身躯,尖尖的尾巴,既没有像商船那样美丽壮观的楼台,也没有水面军舰那种威风凛凛的雄姿,但它那又细又长的身躯,给人们以均匀、光滑的感觉;它在水上航行,既像一条鲸鱼,又像一条海豚,在大海中劈波斩浪。●弗吉尼亚级核潜艇的水滴型线型

有的国家把水滴型外形规定为建造潜艇的标准外形;有的国家既考虑潜艇的水下航行,又适当照顾到水上航行的需要,采用了鲸鱼型,如意大利的“四脚蛇”级潜艇,法国的日内瓦级潜艇,德国的209级潜艇等,都是鲸鱼型;还有的国家为了在潜艇上安装更多的设备和导弹武器,采用了拉长的水滴型结构,就是将水滴型从中间断开,中间再加上一截圆柱形艇体,这种艇体最典型的代表是美国的华盛顿级潜艇。

二、坚固的壳体

潜艇的壳体结构通常有三种形式——单壳体结构、双壳体结构和介于单双壳体之间的个半壳体结构。

单壳体即潜艇只有耐压艇体,或最多在艇艏、艇艉或上部设有非耐压结构;双壳体就是艇体由耐压艇体和非耐压艇体组成,在整个耐压艇体的外面,有一层非耐压艇体;个半壳体介于单双壳体之间,就是非耐压壳体只包围部分潜艇的耐压艇体,在耐压艇体的下部(靠近龙骨附近),没有非耐压艇体。

不管是单壳体结构、双壳体结构还是介于两者之间的个半壳体结构,它们都有耐压艇体。那么什么是耐压艇体呢?

耐压艇体又叫固壳,是一个圆柱形的大筒子,在水下负责顶住海水的压力。耐压艇体是潜艇结构的基础,它的坚固程度是潜艇安全的保障,是战斗性能的重要体现。

我们都知道,水是有压力的。压力的大小是随着它深度的变化而变化的。水深,压力就大;水浅,压力就小。物理学家作过计算,大约水深每增加10米,水的压力就增加1个大气压,也就是大约每平方厘米平面上增加1千克的压力。如果潜艇下潜到300米,每平方厘米的耐压艇体上,就要承受约30千克的压力,假设潜艇壳体长度为50米,那么这时潜艇耐压艇体承受海水压力的总和就是1.88万千克。因此,潜艇耐压艇体必须有承受很高的强度和合理的形状,以及必要的支撑,才能承受海水的巨大压力。耐压艇体承受的压力大,潜艇就可以潜得深;潜艇潜得越深,在水下活动的范围就越大,机动性、隐蔽性就更好,更不容易被敌人发现,更能突然地对敌人进行攻击。

潜艇耐压艇体能够承受海水压力的最大深度,叫极限深度。潜艇下潜超过了这个深度,就有被海水压力压破的危险。1963年4月10日,美国核潜艇“长尾鲨”号,在马萨诸塞州科特角以东220海里处航行时,发生了事故,潜艇失去操纵,一直下沉到海水2550米深处,这大大超过了“长尾鲨”号潜艇400米的极限深度,艇客在下沉中被压坏,艇上人员无一幸存。可见潜艇的耐压艇体是多么的重要。

不管潜艇如何变化,但它的耐压艇体形状始终是圆柱形,这是为什么呢?这是因为圆柱形有两个好处:第一是承受压力的性能好。当受到海水压力时,整个圆柱体是均匀地受力,所以收缩也均匀,基本上能保持原来的形状。而其他形状受力往往不均匀,容易出现局部变形,也就容易损坏。第二是可以使潜艇获得较大的容积。根据几何学的原理,在周长相等的所有形状中,以圆的面积为最大。所以,圆柱形既可以节省建造材料,又可以得到较大的容积,因而可以多搭载一些设备、武器和燃料等。

为了保证和增大固壳的强度,在耐压艇体内采用了肋骨。肋骨如同房梁一样,对固壳起着支撑的作用。有人做过这样一个试验,用19毫米厚的钢板,做成直径4.4米,长8米的密封圆筒,一个圆筒内用一些肋骨支撑,另一个则没有,把它们一起沉到水中。没有肋骨支撑的圆筒,下沉不到30米就被水的压力压坏了;而用肋骨支撑的圆筒,一直到水下200多米还没有被压坏。可见肋骨的确起到了增加固壳强度的作用。

上面我们介绍了潜艇的耐压艇体,那么潜艇上的非耐压艇体有什么用呢?●俄海军阿库拉-II级攻击核潜艇

潜艇的非耐压艇体,是指包围在耐压艇体外面,当潜艇在水下时不承受深水压力的艇体。它可分为非耐压水密结构和非耐压非水密结构。潜艇在睡眠时,非耐压水密结构有可靠的水密性,不用制成耐压结构的原因是,潜艇下潜时,其结构内部要充满水并与舷外的水相通,这样就可以使这部分结构在水下寸的内外压力相等,结构不用承受深水的压力。非耐压非水密结构,既不能承受深水压力,又不能保证水密,作用主要是改善艇体外形和保护内部设备。潜艇上采用非耐压非水密结构的部位有艇艏端和艇艉的透水部分以及上层建筑和指挥室围壳等。

那么,为什么有的潜艇要设计成单壳体结构,有的要设计成双壳体结构呢?(个半壳体结构在早期的中小型潜艇上采用过,现在已经很少使用)

单壳体只有一层耐压壳体,与其他两种结构的潜艇相比,单壳体结构的特点是尺寸小,艇体表面积也较小,因此水下阻力也较小。但是,这种壳体结构的潜艇在耐压艇体内部有水柜,因此艇内的有效容积减少了许多。另外,由于现代的单壳体结构的潜艇采用的是内肋骨结构,所以,这种内肋骨又挤占了一部分艇内的宝贵空间。

西方国家的大多数现代潜艇设计都采用单壳体结构。美国海军的“洛杉矶”型攻击型核潜艇便是一个单壳体潜艇极为典型的例子。但是,现在单壳体结构的潜艇已经与早期的那些单壳体结构的潜艇有很大的区别。现在的单壳体结构的潜艇,其水柜一般都布置在潜艇耐压艇体的外部,位于潜艇的首尾两端或上部,并且与耐压艇体构成完整的潜艇流线型外形。最初采用这种耐压艇体外部布置水柜的单壳体结构是第二次世界大战期间德国人设计的XXM型潜艇。当时是由于该艇上的蓄电池的容量需求非常大,为了在艇上能装备更多的蓄电池,所以只好把水柜从耐压艇体内部移到了艇外。

双壳体的潜艇,在耐压艇体的外部,还有一层非耐压艇体。在两层壳体之间一般布置水柜或燃油舱,有时甚至用于装载武器。由于水柜等被置于耐压艇体之外,所以潜艇内部的空间大大增加,可以装载更多的武器或给艇员留下更大的空间。这种双壳体结构是1896年由法国的潜艇设计师马克西姆·劳伯夫最先提出来的。双壳体潜艇具有优良的艇体形状和比较大的横稳性和纵稳性,所以该种结构的潜艇可以在水面上高速航行,同时还可以经受海面的风浪。从强度上来说,双壳体结构的潜艇可以在耐压艇体外部装设更大的肋骨,以便大幅度增加耐压艇体的强度。但是,双壳体的潜艇有一个很明显的缺点,就是由于体积大,潜艇在下潜时需要较多的时间,这在一定程度上降低了潜艇的战斗力。这一缺点在一战前尚未充分暴露,在一战中随着反潜能力的提高,这一缺点便明显地表现出来了。所以,一战后,英国海军放弃了他们一贯采用的双壳体结构。

三、潜艇的制成材料

潜艇采用什么材料,与对潜艇所要求的下潜深度有关。要使潜艇下潜得越深,制造潜艇所需要材料的强度就越高。到目前为止,已经和即将用于潜艇的材料主要有钢材、钛合金、铝合金和复合材料等。

潜艇早期曾采用过木材、铁等材料。现代潜艇主要采用钢材建造,尽管钢质壳体存在着重量大、磁性大的缺点,但由于工程师和设计师们熟悉这种材料,这种材料的采购和生产的体系也早已确立,所以,目前世界上潜艇使用的材料仍以钢材为主,当然钢材的性能也在不断提高。●美国“海狼”号多用途攻击型核潜艇鱼雷舱内的鱼雷架

美国从20世纪50年代建造“大青花鱼”潜艇开始,潜艇壳体开始使用HY80高强度钢,至今已有多年历史。因为这种钢材价格便宜、适应范围广、易于焊接,到了20世纪80年代末,在建造海狼级攻击核潜艇时,为适应下潜深度增加的需要,美国首次使用了强度更高的HY100高强度钢。其他一些国家,如日本、荷兰、俄罗斯等国也都在潜艇壳体上使用了类似HY100的高强度钢。目前,美国正准备在最新型的海狼级潜艇的后续艇中使用HY130钢。

尽管其他国家在潜艇上热衷于使用钢材,但前苏联却独树一帜,从1969年建造阿尔法级潜艇时,率先使用了钛合金。这是一种高强度的轻合金材料,比钢质材料要轻得多,同样体积的两种材料,钢的重量是钛的1.5倍。钛合金的抗拉强度比HY80高强度钢要大得多,这也使得俄罗斯绝大多数潜艇的下潜深度超过了500米,比其他国家潜艇能够下潜得更深。俄罗斯海军至今仍保持着下潜深度最大的世界纪录。其A级潜艇的水下工作深度900米,水下极限深度甚至达到了1350米。

这种潜艇还有一个突出的优点,就是其磁场强度相对较弱,在水下被反潜飞机的探磁仪发现的概率要比一般潜艇小得多,即使被发现了,也能迅速下潜到一般反潜武器无能为力的深度,因为现在世界上绝大多数的反潜武器的打击深度还不超过500米。●“亲潮”级潜艇由于采用NS110高屈服钢,最大下潜深度可达500米

既然钛合金有如此好的性能,那么,美、英等国为什么不采用这种材料制作潜艇呢?这主要是因为钛合金材料的价格相当昂贵,他们认为,用这种材料制作潜艇造价太高,从效费比角度看,不是最佳选择。

铝合金是潜艇艇壳可以采用的另一种潜在的金属材料。它是一种高强度、非磁性材料,强度与HYl30高强度钢相当。同时,它比钛合金要便宜得多,且不需要像钛合金那么复杂的加工设备,特别是涂料技术有了新的发展,铝合金不用担心会被海水腐蚀。因此,从效费比来说,它将是其他材料的有力竞争对手。

复合材料也将是未来潜艇的一种重要材料。其最大优点是强度高、重量轻。壳体材料的重量减轻,将使潜艇的有效载荷增加,从而为改善潜艇的其他性能提供了可能。如果用来增加减振、隔音柔性构件,可以改善潜艇的隐身性;如用来增加储备浮力、改善适居性,可以增加潜艇生命力。●“蛟龙”号潜艇

复合材料还具备不会被腐蚀和非磁性的优点,这是其他金属材料所不具备的。它的非磁性不会引爆带有磁性引信的鱼雷或水雷,增加了潜艇的安全性。此外,它便于加工,可根据需要制成各种几何形状。复合材料的最大缺点就是它的易燃性。它在比金属燃烧低得多的温度下即可燃烧,并且释放出大量有毒气体。一般无防火保护的复合材料潜艇壳体,很容易被火烧毁。目前,科学家正在研究复合材料的阻燃技术。如果研制成功,将会使复合材料成为未来潜艇选择的一种重要壳体材料。

第二节 巧妙布局——潜艇的总布置

艘潜艇由成千上万个不同用途的零部件所组成。在潜艇上如何把这么多的零部件合理安排在有限的空间内,协调各部分之间一的矛盾达到组成一个统一的整体的目的,这就是总布置所要完成的任务。

一、总布置前的考虑因素

总布置合理与否直接影响着潜艇的各项战术技术性能。具体应从以下几方面考虑:(1)在保证各项设备必需空间的前提下力求紧凑,以节省容积,减小潜艇的排水量。(2)便于操作管理、指挥战斗和维护保养,提供使用上的方便;(3)照顾到各种设备的特殊要求,给予适宜的环境,使彼此互不妨碍正常工作。(4)要有较强的生命力。(5)尽力改善艇员的工作和生活条件。

在总布置时总是把潜艇划分成若干舱段,其目的是隔开不同用途的舱室,使工作互不干扰;缩短耐压艇体的纵向跨度,保证艇体有足够的结构强度;保证破损后的抗沉性和提高潜艇的生命力。划成几个舱段以及如何分布,各型潜艇是不一样的。一般有这样几个舱段:武备舱(鱼雷舱或导弹舱)、指挥舱、动力舱(蓄电池舱、柴油机舱、电机舱或核反应堆舱、主机舱)、辅机舱、居住舱、主要液舱(舷间液舱和体内液舱)、艏端、艉端、上层建筑、指挥台围壳等。

二、鱼雷舱

到目前为止,鱼雷仍是潜艇主要进攻武器和自卫武器。为了便于进攻,将鱼雷武器布置在艇艏;从自卫角度出发,为了阻止敌舰艇艉随追击以及增强潜艇艉部的攻击能力,也有在艇艉布置少量鱼雷武器的。

鱼雷武器一般存放在潜艇的耐压艇体内;也有将鱼雷武器布置在耐压体外的舷间空间的,这样可以节省内部空间和缩小艇的排水量,其缺点是出航期间无法对鱼雷武器进行检修、排除故障和保养。

在耐压艇体内用来配置鱼雷发射装置和存放备用鱼雷的舱段就是鱼雷舱。●潜艇的重型鱼雷舱

鱼雷发射管是存放和发射鱼雷的装备。

鱼雷发射管整个长度的大部分伸在耐压体外,只有后面一小段布置在耐压体内,通过杯形连接件固定在耐压体端壁上。(1)垂直重叠布置适用于瘦削形艏部。(2)水平重叠布置适用于肥大形艏部,在艇艏下方可为水声器材提供较大的空间。(3)环形布置适用于横截面为圆剖面的水滴形艏,可以充分利用艏部空间。环形发射管中间的空间又为水声器材提供了开阔“视野”的良好位置。

鱼雷发射管采用何种布置形式,决定于艇体首部的线型,另外,很大因素是决定于水声器材在艏部需要占据的空间。有些潜艇因水声基阵体积庞大,几乎占去了艏部的全部有效空间,致使在工舱布置鱼雷发射管发生困难。

备用鱼雷存放在舱内专用的鱼雷架上,并用夹具固定使其不会左右、前后移动。

备用鱼雷在舱内的位置,力求装填方便、迅速,所以一般将备用鱼雷与发射管对中布置,即鱼雷中心线与发射管中心线在同一直线上。

三、指挥舱

指挥舱是艇长所在的舱室,是战斗指挥中心,也是操艇中心。指挥员在此分析情况,随时向各舱、各战斗岗位下达命令。舱内布置有操纵潜艇航行以及指挥潜艇战斗所必需的全部设备,包括各种指示设备、观察通信、导航器材、操艇机械和各种类型的升降装置等。

就现行的战斗指挥秩序和各个设备的作用而言,可以将指挥舱内众多的设备分为以下三个系统而围绕着一个中心加以布置。(1)战斗指挥系统:由声呐、雷达、潜望镜、射击指挥仪、指挥扬声器等组成。这些设备必须布置在最便于艇长指挥的地方,以便在战斗中准确而及时地向艇长提供情报和执行艇长的命令。(2)操纵系统:由升降舵、方向舵、潜浮、均衡的操纵部位和离心式疏水泵操纵部位等组成,这些设备是围绕机电长的指挥部位布置的。(3)航海保证系统:由海图室、电罗经、计程仪及其他导航设备,或先进的综合导航系统组成,这些设备围绕着航海长的指挥部位布置。这三个系统又应围绕艇长的指挥位置进行总体布置。

海图室、声呐、雷达、无线电、射击指挥仪等工作部位相互间应互不影响工作,所以通常使用隔板把它们隔成各专用舱室。而无线电室、雷达室的位置又应靠近各自天线的升降装置部位。

四、蓄电池舱

蓄电池是目前常规动力潜艇水下航行的重要能源,它的布置主要从生命力的观点出发加以考虑。除了小型潜艇电池数量较少不分组布置外,大、中型潜艇的蓄电池通常分成二组或四组布置在两个舱段内。根据以往作战经验和对蓄电池的使用经验,蓄电池最好布置在与指挥舱相邻的两个舱内,或者是接近艇的中部前后两个舱内。蓄电池舱的布置形式有非气密式和气密式两种。

非气密式电池舱

电池舱的上铺板是非气密的,可随时拆起,以便艇员对蓄电池进行检查,这种布置占据面积小,适于小型潜艇。缺点是由于铺板的非气密,蓄电池充放电时产生的热量和有害气体将直接泄漏入上面舱室,对舱室的温度和空气有不良影响;同时,由于铺板的拆卸,给上面舱室的布置也带来一定的困难。

气密式电池舱

电池舱的上铺板是气密式的,铺板上有专门的舱口供艇员出入电池舱进行蓄电池检修。由于提供检修设计的不同,气密电池舱又有滑车式和走道式两种。它的优缺点恰与非气密蓄电池舱相反,走道式与滑车式相比,走道式的舱室空间利用率较低。●潜艇蓄电池舱

大型潜艇可有四组蓄电池,用双层电池舱将其中二组电池布置在同一舱段内,一般上层为走道式,下层为滑车式。如果舱室高度允许的话,两层电池舱也可均为滑车式。

在蓄电池舱内还布置有通风管道,蓄电池搅拌系统和蓄电池冷却系统。在蓄电池舱首尾空间布置有蒸馏水箱或携带蒸馏水袋,用来给电解液补充蒸馏水。

为添装蓄电池,在耐压艇体顶部开有蓄电池装载舱口。平时蓄电池装载舱口的盖板用螺钉固紧在围栏上,这样便于装载蓄电池时的拆卸。

蓄电池舱铺板以上的空间一般都用于布置居住舱。因为该舱内没有大量的动力机械,环境噪音小,适于艇员休息。

五、柴油机舱

柴油机舱的布置形式较多,选用不同的传动方式——直接传动或电力传动,不同的推进轴数——单轴、双轴、三轴,柴油机舱的布置形式就不同。这里仅以某一种双轴直接传动方案来介绍柴油机舱的布置。柴油机轴线就是潜艇螺旋桨轴线位置。为了保证潜艇在水面航行时螺旋桨有较佳的推进效率,轴线垂直方向必须在水线以下大于螺旋桨半径的深度上。在水平方向,轴线可有不大于2°~3°的扩散角,延伸到螺旋桨桨盘处应使桨叶边缘至艇体的距离大于0.1倍的螺旋桨直径。

为了便于维护修理,比如说要吊出汽缸活塞进行检修,柴油机汽缸顶端应留有足够的空间。两柴油机间留出一定距离的走道。柴油机前端到舱壁的空间可以安放柴油机的辅机设备,后端到后舱壁的距离可以布置轴系连接件等。

柴油机和机座之间设有减振器。舱顶部是一只日用油箱,燃油舱的燃油必须经过日用油箱后再输入柴油机内使用。新鲜空气经废气涡轮增压器增压以后流入各汽缸;废气通过排气管进入舱顶部的废气内舌阀,然后由舷外的水上或水下排气口将废气排入水内。

柴油机轴与气涨式离合器相连,利用气涨式离合器的接合将柴油机发出的扭矩传递给推进轴。气涨式离合器的压缩空气由空气分配器兼轴承进行分配。推进轴通过隔壁填料函进入电机舱。

柴油机前端铺板下空间布置了柴油机的各种滤器、冷却器及油、水管路等配件。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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