最近有網(wǎng)絡(luò)上的照片顯示,江南造船廠2017年建成下水的H2600型單殼體試驗(yàn)性常規(guī)潛艇開(kāi)始進(jìn)行試航。很多自媒體已經(jīng)開(kāi)始說(shuō)了,你看西方潛艇都是單殼體,中國(guó)師從蘇聯(lián),一直都是雙殼體,因?yàn)榧夹g(shù)落后啊,水平不行啊,現(xiàn)在才開(kāi)始學(xué)西方造單殼體啊……

到底單殼體和雙殼體究竟誰(shuí)更有優(yōu)勢(shì)?其實(shí)這也是一個(gè)潛艇技術(shù)領(lǐng)域吵了很久的問(wèn)題。

廠家代號(hào)H2600的單殼體試驗(yàn)艇

指揮臺(tái)圍殼極為低矮的H2600艇,噸位約600噸

筆者先說(shuō)明白一個(gè)立場(chǎng):?jiǎn)螝んw和雙殼體,都是為了滿足潛艇的技戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)服務(wù)的,只要能達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo),那就是好設(shè)計(jì)。從這個(gè)角度而言,都掌握,并運(yùn)用自如,那才是境界——這也正是美國(guó)和蘇俄潛艇經(jīng)常混合使用單雙殼體設(shè)計(jì)的原因,也是我國(guó)目前正在努力的方向。

關(guān)于單雙殼體,相信大家多少都知道一點(diǎn)“傳統(tǒng)觀點(diǎn)”,或者說(shuō)簡(jiǎn)單化科普介紹帶來(lái)的刻板印象。

比如:雙殼體潛艇更結(jié)實(shí),即使被小型魚(yú)雷擊中,也能幸存下來(lái)。反過(guò)來(lái),單殼體潛艇儲(chǔ)備浮力小,一旦出事不安全。

比如:雙殼體潛艇因?yàn)橛蟹悄蛪和w的屏蔽,更容易做的安靜。

其實(shí)這兩種看法,很大程度上是偏見(jiàn),具體的辨析咱們后邊說(shuō)。

但是確實(shí)單殼體和雙殼體潛艇是有一些差別的,咱們得簡(jiǎn)單介紹一下,并且說(shuō)說(shuō)它們的一些確實(shí)存在的固有優(yōu)缺點(diǎn)。

最邪道的雙殼體潛艇“臺(tái)風(fēng)”級(jí),在水下航行的時(shí)候帶著上萬(wàn)噸的水……

“洛杉磯”級(jí)核潛艇采用的是單殼體,但和大部分單殼體潛艇一樣, 前后有一段“雙殼體”艇殼

世界上第一艘水滴形外殼的“長(zhǎng)鰭金槍魚(yú)”號(hào)潛艇,為了具備完美水滴外形,就采用了雙殼體設(shè)計(jì),但后面有一段艇體是單殼體

首先,何為單雙殼體。

咱們知道,潛艇是一個(gè)水下的壓力容器,為了潛入水下,其必須要有一個(gè)耐壓艇體,里面是空氣,外面是海水。如果耐壓殼本身就是潛艇的最外層殼體,那么這就是單殼體,如果外面還有一層非耐壓艇體——非耐壓艇體里面會(huì)自由進(jìn)水,那么這就是雙殼體。

一般雙殼體潛艇會(huì)將壓載水艙設(shè)計(jì)在耐壓艇體之外——這里面還有一個(gè)特例,就是“馬鞍形”壓載水艙,也就是在單殼體潛艇的外面安裝壓載水艙,但是耐壓殼下方依然直接暴露出來(lái)——這種設(shè)計(jì)仍然被視為單殼體。

蘇聯(lián)早年的C級(jí)核潛艇,就采用了在蘇聯(lián)潛艇中少見(jiàn)的單雙殼體混合設(shè)計(jì)

當(dāng)然大部分蘇聯(lián)潛艇是純雙殼體的,這有利于取得更好的流體力學(xué)外形

簡(jiǎn)單的看圖我們就能形成一個(gè)直觀印象,就是雙殼體潛艇“更大”——實(shí)際上航行的時(shí)候,雙殼體潛艇會(huì)變得非常沉重,因?yàn)樗?nèi)裝了大量的海水……這就是為什么蘇聯(lián)的潛艇水下排水量都遠(yuǎn)超過(guò)水面排水量,而美國(guó)潛艇水下排水量只是稍大于水面排水量的原因。

咱們比較一下:蘇聯(lián)“臺(tái)風(fēng)”級(jí)核潛艇水面排水量23200-24500噸,水下33800-48000噸;美國(guó)“俄亥俄”級(jí)核潛艇,水面排水量16764噸,水下排水量18750噸。換言之,“臺(tái)風(fēng)”級(jí)核潛艇水下航行的時(shí)候需要帶著一兩萬(wàn)噸的海水。

也就是說(shuō),單殼體潛艇的“死重”少,動(dòng)力效率更高一些,反過(guò)來(lái)呢,它的“儲(chǔ)備浮力”看起來(lái)也就少。

其實(shí)呢,這個(gè)“儲(chǔ)備浮力”少的問(wèn)題啊,主要是在設(shè)計(jì)的時(shí)候帶來(lái)更多麻煩——比如西班牙那個(gè)倒霉蛋S-80潛艇,因?yàn)樵O(shè)計(jì)出了問(wèn)題,比預(yù)計(jì)重量高100噸,結(jié)果不得不重新修改設(shè)計(jì),擴(kuò)大船體增加浮力,結(jié)果又導(dǎo)致該艇超長(zhǎng),無(wú)法在原本的碼頭上停靠。(話說(shuō)臺(tái)灣“潛艦國(guó)造”據(jù)說(shuō)就是要和這幫逗比學(xué)技術(shù)……嗯,我很看好你們哦)

典型的雙殼體設(shè)計(jì)

典型的單殼體設(shè)計(jì)

單雙殼體混合設(shè)計(jì)

但是在航行性能方面呢,雙殼體潛艇也有優(yōu)勢(shì)——因?yàn)閱螝んw潛艇直接以耐壓殼為外殼,它的水動(dòng)力外形一定是不太完善的,現(xiàn)代一般都做成圓柱形,頭尾其實(shí)還是有一塊類(lèi)似雙殼體的結(jié)構(gòu),做成符合水動(dòng)力要求的形狀,總體呈現(xiàn)“拉長(zhǎng)水滴形”。而雙殼體潛艇的外形可以隨心所欲,做成完美水滴形也不成問(wèn)題,所以俄羅斯的“阿庫(kù)拉”級(jí)等都具有“性感”的曲線外形,視覺(jué)效果看起來(lái)就很漂亮。

因此,從動(dòng)力系統(tǒng)角度來(lái)說(shuō),雙殼體潛艇死重大,浪費(fèi)動(dòng)力,但同時(shí)又能做成更符合流體動(dòng)力的外形;而單殼體潛艇死重小,但內(nèi)部空間更加擁擠(因?yàn)橐褖狠d水艙、魚(yú)雷、導(dǎo)彈武器等東西都擠進(jìn)耐壓殼里面去),外形也沒(méi)辦法完全符合流體動(dòng)力學(xué)要求,兩者都算是有利有弊。在設(shè)計(jì)制造水準(zhǔn)相當(dāng)?shù)那疤嵯拢囊粋€(gè)設(shè)計(jì)更有優(yōu)勢(shì)——其實(shí)完全要看技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)要求和設(shè)計(jì)習(xí)慣了。

但肯定不是有些自媒體說(shuō)的——單殼體=西方技術(shù)=先進(jìn),雙殼體=俄羅斯技術(shù)=落后……

事實(shí)上,雙殼體和單殼體的運(yùn)用要看你的潛艇設(shè)計(jì)用來(lái)干什么,以及你有什么技術(shù),有多少錢(qián)。

一般來(lái)說(shuō),單殼體潛艇更適合做排水量較小,航速較高的潛艇,而雙殼體潛艇排水量更大,航速較低。同時(shí)在排水量相同的情況下,雙殼體要更貴一些——當(dāng)然,如果排水量大到一定程度,比如海狼、俄亥俄級(jí),那么它們的耐壓殼因?yàn)槌叽绾艽?,技術(shù)難度高,造價(jià)未必比蘇聯(lián)同等噸位的雙殼體便宜到哪去……

雖然經(jīng)常有人說(shuō)單殼體潛艇生存力不行,但洛杉磯級(jí)在這次撞擊海底山脈事件中,表現(xiàn)出了強(qiáng)大的生存能力,不過(guò)當(dāng)然,它撞壞的也是頭部的非耐壓艇體,主體的耐壓艇體部分并未直接被撞擊

網(wǎng)上還有人說(shuō)單殼體外殼“硬”,所以能夠大角度高速上浮,而雙殼體外殼“軟”,做不到,怕拍壞了外面的非耐壓艇體——其實(shí)呢……主要是因?yàn)閱螝んw潛艇通常航速更快,所以緊急上浮的動(dòng)作看起來(lái)更震撼而已……

而回到開(kāi)篇咱們說(shuō)的兩個(gè)流言,現(xiàn)在咱們來(lái)終結(jié)它們。

1、雙殼體潛艇安全性更高——雙殼體潛艇的外部殼體分為自由進(jìn)水區(qū)域和壓載水艙,壓載水艙如果中彈被擊穿,那么因?yàn)闊o(wú)法用高壓空氣吹除其中的水,就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法上浮——實(shí)際上也回導(dǎo)致潛艇無(wú)法上浮而完蛋。所以,除非敵人的魚(yú)雷都非常智能,只打你的非壓載水艙區(qū)域,否則還是很危險(xiǎn)的。而且,不論是雙殼體還是單殼體,承受水壓的都是一層耐壓艇殼,所以雙殼體潛艇如果和單殼體潛艇的耐壓殼制造技術(shù)相當(dāng),是不會(huì)擁有更深的潛深的——蘇聯(lián)潛艇潛深大是因?yàn)樗麄兊哪蛪和w強(qiáng)度更高(重量也更大)。此外,有些雙殼艇的非耐壓艇體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高,比如“臺(tái)風(fēng)”級(jí),經(jīng)常被宣傳為擁有“裝甲”——但由于我們前面說(shuō)的,非耐壓艇體往往被當(dāng)做壓載水艙使用,所以這層“裝甲”只能保障在潛艇沉下去的時(shí)候讓乘員有機(jī)會(huì)用逃生系統(tǒng)逃命,并不能真正增強(qiáng)潛艇本身的生存能力。

非耐壓艇體通常會(huì)被作為壓載水艙使用,一旦被擊破,無(wú)法維持空氣壓力,也就無(wú)法吹除壓載水艙中的水,還是要完蛋

2、雙殼艇更加安靜——事實(shí)上,如果制造水平相當(dāng),那么理論上雙殼艇的動(dòng)力系統(tǒng)被包在更“深”的艇體內(nèi)部,因此它可以更加安靜。但事實(shí)上,正如我們前面說(shuō)的,雙殼艇的壓載水艙事關(guān)全艇安全,所以非耐壓艇體內(nèi)部會(huì)被劃分為多個(gè)區(qū)域,并且安裝很多“肋骨”、支架,水流在這些結(jié)構(gòu)里面流動(dòng)的時(shí)候,難免要發(fā)出聲音,尤其是在高速航行的時(shí)候。因此,兩相抵消,雙殼艇并不會(huì)因此變得更加安靜——事實(shí)上,潛艇的靜音就和飛機(jī)的隱身一樣,是一個(gè)要涉及到全艇方方面面各個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì),影響因素十分復(fù)雜,基本上來(lái)說(shuō),潛艇的安靜性,還是由設(shè)計(jì)水平、制造水平?jīng)Q定的,而不是雙殼體還是單殼體。

單殼體潛艇憑借較小的儲(chǔ)備浮力,也能保持足夠的安全性,因?yàn)樗坝病卑呀Y(jié)構(gòu)最強(qiáng)的艇殼直接暴露在外面了,只要艇殼不被撞破,怎么都行……(當(dāng)然破了就完蛋了)

正是因?yàn)槿缥覀兦懊娴姆治?,單殼體有利于提高動(dòng)力效率,雙殼體有利于提高容積效率,因此在技術(shù)水平到位的情況下, 采用單雙殼體結(jié)合的設(shè)計(jì),可能是對(duì)于大型潛艇來(lái)說(shuō)最好的選擇——當(dāng)然,前提是技術(shù)水平到位。

事實(shí)上,美國(guó)和蘇聯(lián)就有大量單雙殼結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。通常被認(rèn)為堅(jiān)定折騰雙殼體的蘇聯(lián),在冷戰(zhàn)期間建造的C級(jí)潛艇就在艇體中部有很大一段是單殼體。而美國(guó)的洛杉磯級(jí)雖然基本上是單殼體,但頭尾也有非耐壓段,在之前的洛杉磯級(jí)潛艇撞擊水下山脈事件中,就可以明顯看到它把頭部的非耐壓段撞了個(gè)稀爛,但仍能浮出水面生存下來(lái)。

俄羅斯進(jìn)入90年代-21世紀(jì)初,在單雙殼體混合技術(shù)方面達(dá)到了一個(gè)新的階段,一方面,在拉達(dá)級(jí)(阿穆?tīng)柤?jí))常規(guī)潛艇和“雅森”級(jí)攻擊型核潛艇上,都采用單雙殼體混合技術(shù),尤其是拉達(dá)級(jí)潛艇,艇體的主體部分都是單殼體的。

這樣,阿穆?tīng)柤?jí)和雅森級(jí),得以結(jié)合雙殼體與單殼體的優(yōu)勢(shì),而不利因素得以降低,可以說(shuō)除了制造技術(shù)更加復(fù)雜,性能上綜合了單雙殼體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。所以說(shuō)有些媒體經(jīng)常說(shuō)“單殼體是世界潛艇未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)”,這種說(shuō)法也并不完全正確。從性能角度來(lái)說(shuō),混合殼體技術(shù)才是王道。但當(dāng)然了,發(fā)展混合殼體技術(shù),就至少要同時(shí)掌握單殼體和雙殼體的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。

當(dāng)然,拉達(dá)級(jí)潛艇并未獲得俄羅斯海軍自身的青睞,對(duì)外推銷(xiāo)了一陣也沒(méi)有下文。這究竟是俄羅斯單殼體技術(shù)本身存在缺陷還是該型潛艇的單雙殼體混合制造的難度較大,價(jià)格較高,就不知道了。

拉達(dá)級(jí)潛艇主要是單殼體,但后部艇體有較長(zhǎng)一段為雙殼體,但該艇后續(xù)建造至今沒(méi)有下文,不知道是不是因?yàn)槌杀靖?,讓俄羅斯和它的傳統(tǒng)海外用戶望洋興嘆了

“雅森”級(jí)采用單雙殼體混合技術(shù),單殼體艙段的長(zhǎng)度比當(dāng)初的查理級(jí)還長(zhǎng)不少,該艇也是未來(lái)俄軍新型核潛艇的中堅(jiān),其技術(shù)水平不亞于海狼、弗吉尼亞,中國(guó)很需要類(lèi)似這樣的核潛艇

在我國(guó)確定引進(jìn)蘇-35技術(shù)的同期,據(jù)稱也和俄羅斯簽署了進(jìn)行常規(guī)潛艇技術(shù)合作的備忘錄,當(dāng)時(shí)傳聞是以我國(guó)的AIP技術(shù),換俄羅斯的艇殼制造技術(shù)。但是這個(gè)合作也沒(méi)有下文了,直到我國(guó)這艘單殼體試驗(yàn)艇下水。

應(yīng)該說(shuō),我們現(xiàn)在看到的這艘單殼體潛艇身上試驗(yàn)色彩還是非常濃厚的,包括它的指揮臺(tái)圍殼極為低矮,很可能表明并沒(méi)有安裝正式用于作戰(zhàn)的潛望鏡和桅桿設(shè)備,而僅僅用了只能滿足試航需要的系統(tǒng)。

當(dāng)然,也有媒體指出,中國(guó)此前曾經(jīng)在一些國(guó)際??照褂[上展示新型出口潛艇模型,其中S-1000和S-600型小型潛艇疑似就是采用了單殼體的設(shè)計(jì)??梢?jiàn)中國(guó)在新一代潛艇的艇體技術(shù)問(wèn)題上,對(duì)于單殼體的好處也是有很多考慮的。但畢竟咱們以前真的是沒(méi)正經(jīng)造過(guò)單殼體的潛艇——就好像江南廠在開(kāi)工建設(shè)003號(hào)航母之前,要先在廠區(qū)里造一個(gè)航母模擬分段一樣,造個(gè)H2600練練手,這是非常正常的事情,這也表明,中國(guó)的新一代常規(guī)動(dòng)力和核潛艇的設(shè)計(jì),仍在進(jìn)行之中。

S-600和S-1000明顯是單殼體設(shè)計(jì),也表明中國(guó)正在積極摸索這方面的技術(shù),為未來(lái)在更大型的國(guó)內(nèi)自用型潛艇做準(zhǔn)備

從H2600進(jìn)行試驗(yàn)的狀態(tài)來(lái)看,我國(guó)已經(jīng)掌握了小型單殼體潛艇的制造技術(shù),那么接下來(lái),噸位接近039型的,較大的單殼體潛艇,可能就也要上路了。造潛艇和其他領(lǐng)域一樣,都是要遵循由小到大,一步一步發(fā)展上去的路子才最穩(wěn)妥。今天能造個(gè)幾百噸的小艇,是為未來(lái)幾千噸上萬(wàn)噸的大潛艇做準(zhǔn)備,這也很正常的。

此外,大家都知道我國(guó)的核潛艇都是在葫蘆島造船廠進(jìn)行的,江南和武漢造船廠則制造常規(guī)潛艇。因此,這個(gè)H2600最直接的目標(biāo),應(yīng)該還是為我們前面說(shuō)的S-1000和S-600外貿(mào)型常規(guī)潛艇做準(zhǔn)備。但同時(shí),通過(guò)相關(guān)技術(shù)積累,對(duì)于我國(guó)船舶制造技術(shù)總體卻仍是有幫助的。如果未來(lái)095型要采用單雙殼體混合,那么至少葫蘆島造船廠不會(huì)對(duì)于單殼體部分的設(shè)計(jì)和制造,就可以找到國(guó)內(nèi)的有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的同行進(jìn)行合作了。當(dāng)年091型的研制時(shí),葫蘆島造船廠的許多主要技術(shù)人員就到上海交大、武昌造船廠、江南造船廠學(xué)習(xí)潛艇制造工藝,為建造核潛艇做準(zhǔn)備。從這個(gè)角度說(shuō),江南造單殼體艇,為葫蘆島未來(lái)造單雙混合殼體的新型核潛艇做準(zhǔn)備,那是沒(méi)問(wèn)題的。

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