新潜艇成阅兵主角 这些潜艇知识您需要知道

新潜艇成阅兵主角 这些潜艇知识您需要知道

新型战略核潜艇带头接受检阅

潜艇老大哥 带头接受检阅

2019年4月23日,海军成立70周年阅兵在青岛海域如期举行。作为海军“五个孩子”中的老大,潜艇部队打头阵,新型战略核潜艇亮相阅兵接受检阅。虽然和南海阅兵亮相的094A型核潜艇外形基本相同,龟背依然存在,小编还是发现了些许不同,如排水孔更少。据此推测,该艇为094A的后续生产艇,也不排除内部升级的可能性(094B)。

南海阅兵曝光的094A型核潜艇排水孔更多

何为潜艇?

潜艇,就是能够下潜,在水下航行的舰艇。二战结束前,攻击型潜艇的主战武器是鱼雷,辅助武器为水雷和甲板炮;二战后的潜艇上,甲板炮逐渐消失,取而代之的是导弹,潜射导弹与鱼雷一起,成为攻击型潜艇的主要武器。在两次世界大战中,交战各方共发射鱼雷4.5万枚,击沉舰艇2598艘;被击沉的运输船中,80%的战果由鱼雷创造。正是因为潜艇部队战果辉煌,没有几个国家能轻易放弃潜艇部队和水下战场。泰国海军,宁愿让航母趴窝,也要勒紧裤腰带购买中国S-26T潜艇。

二战潜艇战果辉煌 德国U型潜艇尤为出名

图片中,紧急上浮的潜艇让人想起灵巧的海豚;现实中,潜艇却是一头不折不扣的钢铁巨兽。如果说涡扇发动机是工业王冠上的明珠,潜艇(特别是大型核潜艇)堪称明珠边上的宝石,是国家综合实力的象征,只有少数国家能够自行设计和生产。一些国家可以研发核武器,却生产不出先进、可靠的常规潜艇,更别提核潜艇。

美国核潜艇紧急上浮

潜艇有什么作用?

潜艇就像潜伏在海底的狙击手,最大优势在于隐蔽,能够攻击(偷袭)敌水面舰艇和潜艇,执行布雷、侦察、救援、输送特种部队等任务,可以消灭运输舰船、破坏敌方海上交通线,还可以发射巡航导弹,精确打击陆地目标。

鱼雷是潜艇的主要武器

弹道导弹核潜艇是公认的战略性武器,是三位一体核力量的关键一极。冷战中,美苏双方展开核军备竞赛,双方都具备陆基洲际导弹投送核弹的能力,敌方大中城市、军事设施、导弹阵地将成为第一轮核打击的重点。隐藏在大洋深处的弹道导弹核潜艇就成为第二轮核反击的关键,苏联海军眼见水面舰艇难与北约抗衡,剑走偏锋,着重发展导弹与潜艇。

弹道导弹核潜艇是第二轮核反击的中坚 图为台风级吊装R39导弹

潜艇长什么样?

为适应水下航行,潜艇外观与水面舰艇显著不同。现代潜艇按艇体线型分为三种,即常规型、水滴型和过渡型。常规型是一战、二战潜艇采用的线型,整体看与水面舰艇比较相似,特别是艇艇首、艇尾和水线下部分。这种艇身适合水面航行,水下航行时,外置设备和不均匀的艇体容易形成涡流,增大阻力。

U型艇就是经典的常规线型

水滴型。美国工程师从飞艇造型得到启发,发明了水滴型潜艇。水滴型的缺点是艇首容易上浪、埋首,制造困难。为兼顾制造与航行,水滴形潜艇演化出了一些变种,比如拉长水滴形(如美国洛杉矶级)、雪茄形(如日本苍龙级)。

日本海自吴史料馆中展示的汐潮级潜艇“秋潮号” 纯水滴线型

过渡型。把常规型的直首与水滴型的尖尾结合起来,但考虑到潜艇以水下作战为主,经过长期实践,优化的水滴线型渐成主流。

法国出口的阿戈斯塔级常规潜艇 过渡线型

中部靠前位置通常设立一个垂直结构,称为指挥塔或指挥围壳,内有通讯(如拖曳式超长波天线)、雷达、潜望镜和通气管等。

露出水面的指挥围壳 潜望镜、雷达、通气管

潜望镜从里往外看是这样的

部分老式、试验潜艇耐压壳体直径有限,遂利用指挥围壳与艇身一体安装潜射弹道导弹发射筒。未来潜艇,指挥围壳有逐渐变小、和艇身融为一体的趋势。仔细观察,本次阅兵,新型常规潜艇指挥围壳安装有新式光电潜望镜。

导弹过大 超出耐压艇体部分覆盖整流罩就成了龟背

潜艇怎样下潜、上浮?

潜艇在水中下潜、上浮、悬停,借鉴了鱼鳔、鱼鳍的原理。鱼鳔在肌肉控制下能够收缩或膨胀,收缩时,鱼鳔内气体排出,鱼就下沉;膨胀时,空气进入,鱼就上浮了;鱼鳍的作用则是控制方向,保持稳定。

潜艇的“鱼鳔”是压载水舱,要上浮时,向压载水舱注入压缩空气,将水逼出,潜艇自重减少、浮力增大;要下潜时,向压载水舱注水,空气被排出艇外,浮力下降,艇体自然下沉。潜艇的“鱼鳍”是舵,包括前舵与尾舵,前舵根据安装位置分为围壳舵首水平舵,尾舵主要分为十字型尾舵X型尾舵

英国前卫级战略核潜艇采用首水平舵 很多潜艇首水平舵可折叠

十字型与X型尾舵,顾名思义,四个舵面呈十字形或X形布局。X型尾舵优点是更适合浅水航行,进出港口更安全,全部四个舵面兼有垂直舵和水平舵的双重功能,每个舵面都可独立控制,水下机动时舵效更高;缺点是操纵更复杂,制造要求更高。

日本苍龙与亲潮级潜艇 均使用围壳舵 但尾舵分别采用X与十字型

此外,还有T型(基洛级)和木型(弗吉尼亚级)等等。原理看似简单,实际操作非常复杂,英国核潜艇下潜前需要进行225项独立操作,下潜十分钟,训练几年功,潜艇上很多老兵都是很牛的啊!

X型尾舵原理

潜艇可分为常规潜艇与核潜艇

潜艇分类标准很多,按大小/排水量可分为大、中、小型潜艇,按用途可分为科研潜艇与战斗潜艇,按装载武器还可分为鱼雷潜艇、巡航导弹潜艇、战略导弹潜艇。但最主要的标准是根据动力将潜艇划分为常规潜艇与核潜艇。

常规潜艇与核潜艇 您能分得清吗?

(1)常规潜艇。常规潜艇动力系统由柴油发动机、电动机、蓄电池构成。潜艇水面航行使用柴油机作动力,同时给蓄电池充电;水下航行,使用蓄电池驱动电动机,带动螺旋桨航行。柴油燃烧需要大量氧气,只有在水面或通气管状态才能启动柴油机并给蓄电池充电。受蓄电池容量限制,常规潜艇水下航行一段时间必须上浮充电,这段时间常规潜艇容易暴露目标,非常脆弱。为了延长常规潜艇水下航行时间,各国都非常重视不依赖空气推进,即AIP技术。日本苍龙级是现役最大的常规潜艇(中国试验艇除外),标准排水量2950吨,水下排水量4200吨,人员65名。该艇早期型号采用了斯特林AIP系统,因动力不足,后续型号已用锂电池替代。

日本苍龙级常规潜艇 注意中后部AIP系统液氧罐

(2)核潜艇。水下排水量4000吨几乎是常规潜艇的极限,潜艇再大一些,只有核动力才能满足水下高速航行的需要。核动力装置,主要由核反应堆、蒸汽发生器、主循环泵和蒸汽轮机等构成。基本原理是核反应堆释放热能,热能产生蒸汽,蒸汽驱动汽轮机发电,提供潜艇所需能量。核燃料更换周期非常长,所以核潜艇动力几乎是无穷无尽的。如果不是潜艇补给有限、艇员精神难以承受,理论上可以一次下潜,数年不浮出水面。目前,核潜艇一次潜航时间纪录由中国保持,为90天。

核反应堆示意图

世界上第一艘核潜艇是美国的“鹦鹉螺”号,1954年1月24日开始试航。目前全世界公开宣称拥有核潜艇的国家有6个,分别为:美国、俄罗斯、英国、法国、中国、印度,巴西极有可能成为核潜俱乐部下一位成员。除早期型号与试验潜艇,世界现役弹道导弹潜艇均为核动力。核潜艇水下最大航速约30节,可以伴随航母战斗群作战。(小编补充:因核潜艇航速高,用来攻击潜艇的重型线导鱼雷必须航速更高才能追上潜艇,电动鱼雷安静但航速较低,性能受限,热动力鱼雷性能更优。世界上能生产大型热动力鱼雷的国家只有6个,中美俄英日瑞典,潜艇大国法国、德国居然不在其中。)

攻击核潜艇一般为航母战斗群打前站

潜艇可分为单壳体潜艇与双壳体潜艇

除常规潜艇与核潜艇,潜艇还可根据耐压壳体结构分为单壳体潜艇、双壳体潜艇或混合结构。什么是单壳体,什么是双壳体?空说无凭,立图为证。下图1是双壳体结构,下图2是单壳体结构。如采用单壳体结构,图片中看到的艇体就是耐压壳体;如采用双壳体结构,耐压壳体外还有一层轻外壳,视野所及的俄核潜艇表面就是这层轻外壳。两层壳体之间安排了主压载水舱、燃油舱、浮力调整舱等,内圈(耐压壳)直径较外圈直径(艇宽)小1.6-2米,艇内空间被压缩。

拆解中的双壳体潜艇

建造中的单壳体潜艇

近几代西方潜艇坚持采用单壳体结构,苏联潜艇则偏好双壳体。当然也有例外,日本和德国的常规潜艇开始采用混合结构,如德国的214型,前部是单壳体,后部则采用双壳体,主要目的是要在耐压壳体外布置AIP所需的贮氢钢瓶。

214型潜艇采用混合壳体结构 注意其X型尾舵

单壳体潜艇生产时,要把又厚又硬的特种钢板直接加工成带复杂曲率的线型,并处理好耐压壳体上各种开口,先焊接成舱段,再将舱段组合焊接成艇体,这对加工精度要求非常高,纯水滴型尤为困难。美日放弃纯水滴线型后,转而使用拉长水滴或雪茄线型,便于采用单壳体结构。除钢板加工,单壳体潜艇电缆、管线必须布置在艇内,进行环形抗压肋骨穿肋作业,增加了工艺难度;缺少两层壳体间的夹层,拖曳声呐、压载水箱等各种设备布置也需更为精巧。

两层壳体之间缝隙为布置拖曳阵列声呐提供了方便

虽然加工困难,单壳体潜艇好处多多。比如腰身更为纤细,航行阻力更小,同规格潜艇跑的更快。双壳体潜艇必须布置大量排水口,方便两层壳体之间的海水流出,单壳体潜艇无此困扰,表面更为光滑,阻力更小,水流噪音更低。

龟背上大量开口是为及时排水 双壳体潜艇开口较多

事物都有两面性,双壳体潜艇并非一无是处。一是可通过生产规则耐压壳体、罩上“整流罩”的方式降低加工难度,了解“东芝事件”就知道冷战时期苏联潜艇建造也面临一定困难。二是更加皮实,苏联潜艇常年活跃在北极圈,冲破冰层、撞击浮冰是必须考虑的因素,战斗民族“奉命撞击你舰”时也更加从容。

苏联K-22“红色近卫军”号核潜艇撞击美国护卫舰

三是抗沉性更好,双壳体潜艇毕竟多了一层外壳,如同坦克披挂装甲,抵御MK-46等轻型反潜鱼雷的能力肯定好于单壳体潜艇。四是便于布置设备,可充分利用两层壳体缝隙布置拖曳声呐阵列和舷侧声呐等设备,这点单壳体潜艇就麻烦多了。

新型常规潜艇

很遗憾,目前中国潜艇绝大部分是双壳体!中国潜艇受苏联影响很深,可喜的是,学生很多方面已经超越了师傅。中国在高屈服度特种钢、船用卷板机、高精度焊接方面都有突破,国产航母甲板钢材完全可以满足潜艇需要,新一代核潜艇耐压壳体直径也应有新突破。中国已掌握单壳体潜艇技术,据说某新型常规潜艇从第3艘开始试用单壳体结构,在外贸市场也推出多款单壳体潜艇。新型潜艇一代更比一代强,比如热议已久的095、096,未来可期!

一代更比一代强

二战后潜艇经典战例

绝大多数军迷对二战德国U型潜艇如数家珍,今天小编要说的是二战后,潜艇仅有的2个军舰战果。1971年印巴战争中,巴基斯坦海军潜艇“汉果”号(引进法国桂树神级),用鱼雷击沉前来反潜的“库尔卡”号护卫舰(英国14型)。恼羞成怒的印度海军调来特混编队绞杀,“汉果号”虽被反潜机发现,持续追杀3天3夜,飞机和军舰共投下156枚深弹,“汉果”号却奇迹般地一次又一次虎口脱险,最终平安返回。

巴基斯坦海军潜艇“汉果”号 注意艇尾国旗

作为国家“英雄”,“汉果”号退役后被改造为潜艇博物馆。近两年,巴铁豪掷50亿美元购买中国8艘S-20潜艇,这将成为巴国历史上最大一笔武器订单,据说首艇将成为新一代“汉果”号。

征服者号悬挂海盗旗凯旋

第二个战例来自1982年的英阿马岛战争。英国“征服者”号核潜艇率先抵达马岛实施封锁作战,发现阿海军编队后一直在其正下方跟踪隐藏。5月2日,“征服者”号连射3枚MK-8型鱼雷(一战诞生的老式直航鱼雷),1枚击中护航舰艇未爆炸,另外2枚将阿根廷海军“贝尔格拉诺”号巡洋舰击沉,这也是核潜艇首次取得战果。阿海军士气受挫,自此舰艇再未出海,彻底丧失了制海权。此后,潜艇作为潜射巡航导弹发射平台,在局部冲突中频频亮剑,但再无机会击沉敌方舰艇。

阿根廷海军“贝尔格拉诺”号巡洋舰被2枚鱼雷击沉