在歷史長河中,潛艇外形隨作戰需求變化而不斷變化。現代潛艇外形通常分常規型、水滴型、過渡型三類。
要論高速、高機動、低嗓聲,純水滴型更好,很早以前人們就研究過水滴型潛艇,希望增加其水下航行速度。
▲日本蒼龍級是雪茄型
不過在兩次世界大戰中,人們仍將潛艇看作可以下潛的軍艦。潛艇大部分時間在水面上航行,遇到敵人才下潛,所以水面航行能力比水下航行能力更重要。
那一時期的潛艇有斜柱艦首,艏部有浮力艙,可以減小水面興波阻力,增強操縱性。艦尾形狀也和水面艦艇差不多,整個艇從側面看上去很像一艘水面戰艦,稱之為“常規型”。它水上航速十幾節,水下航速才4、5節,相差很大。
▲德國早期U型艇,像船一樣的常規線型
二戰后期,德國研制出XXI型U型艇,開創了現代意義上真正的潛艇。它水下航行時間大大超過水上航行時間,是以水下作戰為主的現代潛艇的鼻祖。
▲XXI型U型艇
因作戰環境改變,所以提高水下航速和機動成為與潛深、靜音同等重要的指標。20世紀50年代,美國工程師受飛艇形狀啟發,在“大青花魚”號潛艇上做了一系列論證和實驗。發現水滴型潛艇外表面浸潤面積最小,能在水下獲得最小阻力、最大抗壓能力和最小渦流噪聲,是最適合水下高速航行的艇型。
▲“大青花魚”號
“大青花魚”號在試驗中跑出33節水下高速,一舉刷新了美國海軍常規潛艇水下航速記錄。隨后蘇聯也開始制造水滴型潛艇,著名的阿爾法級潛艇曾創造出水下41節的驚人紀錄。基洛級也是水滴型潛艇,因其噪音極低,被稱為“大洋黑洞”。
▲蘇聯“阿爾法”級水滴型外形
水滴型潛艇橫截面呈圓形,艇首是圓鈍的紡錘形,艇身各處都是曲線,長寬比較小,約7~8:1之間,從艇身中部向后逐漸變細,艇尾呈尖尾狀。
水滴型潛艇高航速、高機動,低嗓聲,優點很多。但也有缺點:
首先,艇體全是曲面,加工精度高,技術要求復雜。水面航行性能較差,艇首容易上浪,容易出現埋首現象(低速航行時艇首下沉),影響潛艇穩定。
其次,現代潛艇作戰距離越來越遠,越來越注重隱身性和遠程攻擊能力,高航速、高機動已不再是首要追求,裝備大量先進的主、被動搜索設備更為重要。
水滴型艇體缺少平直面,不利于安裝電子、聲吶設備。大孔徑舷側陣聲吶需要很長的平直基座,但水滴型潛艇提供不了,連海狼級、弗吉尼亞級這種拉長水滴型也是分3段安裝的。相比之下雪茄型、鯨型更容易布置。
▲拉長水滴型的“海狼”級舷側陣聲吶
▲雪茄型的瑞典哥特蘭級潛艇舷側陣聲吶
另外消聲瓦也是個問題,水滴型潛艇受曲面影響,安裝消聲瓦比平直艇體潛艇更為復雜。
再次,水滴型潛艇艇首空間小,魚雷發射管和水聲探測設備不好安排,需要占用更長的空間;艇內空間也小,不如其他艇型空間大。
為了解決這些問題,工程師在水滴型艇體中間加入一段平行圓柱體,成為拉長水滴型。試驗發現高速性能雖略有下降,但影響不大,可用空間卻迅速增長,尤其適合彈道導彈核潛艇。美國洛杉磯級、俄亥俄級、海狼級核潛艇都是這種拉長水滴型。
▲美國俄亥俄級核潛艇拉長水滴型。
常規潛艇續航短,不能像核潛艇那樣長期在水下活動,要兼顧一定的水面航行能力,所以又出現了“過渡型”艇型。
這種潛艇將常規型艇首與水滴型艇尾結合起來。比如鯨首型,其水下航行能力優于常規線型,水面航行能力優于水滴型,德國209型、法國阿戈斯塔級都屬此類。對于2000噸左右的常規潛艇來說,鯨首型成熟實用,效果很好。
▲法國阿戈斯塔級鯨首型
拉長水滴型潛艇不斷改進,人們又在潛艇上增加了若干平行中體和梯形上層建筑,能更合理的布置電子、聲吶和武器設備,彌補純水滴型潛艇的不足,成為現在很流行的“雪茄型”,如日本蒼龍級、瑞典哥特蘭級、德國214型等。
雪茄型潛艇在設計和金屬加工方面更容易,空間更合理,阻力比水滴型稍大,但差距不算明顯。和風漫談原創,禁止抄襲。
▲德國214型
傳統常規型艇體現在已經不用了,純粹水滴形也不多見。主流潛艇都采用拉長水滴型、雪茄型等水滴變形體,以及鯨型等過渡艇體。核潛艇用水滴型、拉長水滴型更好,常規潛艇用雪茄型、鯨型等更佳,當然也不絕對,具體要看作戰需求而定。
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