潜艇是现代海上对抗中的“暗夜杀手”,不仅是海军强国的必备武器,也是很多中小国家海军用于制衡外部威胁的利器。除了自身的探测、武器系统以外,静音性能是潜艇最为关注的指标,而任何会对潜艇噪音产生影响的结构都需精心设计。所有潜艇、包括核潜艇和常规潜艇都有排水孔/口,只不过由于结构设计不同,不同国家、型号的潜艇,其排水口的的位置和结构形状也不尽相同。
有些网友说美、俄核潜艇技术先进,连排水孔都很难看到等等,确实,美、俄两国的核潜艇技术处于全球前两位,艇型设计也最具代表性,但是不论是美国最新的“弗吉尼亚级”还是俄罗斯最新的“亚森级”核潜艇,外观上都有明显的排水口结构,只不过排水口的位置、结构形式不同,有时不容易发现罢了。排水孔虽然是核潜艇上不起眼的一个组成结构,但是也是事关核潜艇性能的必要组成部分,在静音性能越来越苛刻的情况下,排水孔的结构设计也在一定程度上体现了设计能力和技术水平。
全球主要核潜艇对比,外形不同,排水孔结构形式也不尽相同
从功能上来说核潜艇排水口是实现上浮、下潜操作必要的结构,是潜艇水舱中水、气的进出通道。从外形上来说,排水口有格栅式、裂隙式等形式,从布置上来说有整体式也是分散式。不论是什么形式,其设计目标都是在满足潜艇上浮、下潜等战术动作要求的情况下,尽量降低由于排水孔外形结构造成的流体噪音、阻力。另外,排水孔数量多少或者说排水流道的大小,与潜艇本身的吨位、储备浮力等因素也有直接的关系,一般情况下体系越大、储备浮力越大的核潜艇,所需要的排水孔数量、流道面积也就会越大。
想尽一切办法降低潜艇噪音是设计时关注的要点
美国的核潜艇技术长期处于全球第一的位置,而且技术体系完整、型号功能齐全。美国的核潜艇均为单层壳体设计,其外壳就是耐压艇壳,这种设计的储备浮力相对较小,因此对于排水孔的流量需求也比较低,在设计是需要设置的排水孔数量或者流通面积也就比较少,因此,在艇体外形上排水孔所占的空间也比较低。美国现役的“洛杉矶级”、“弗吉尼亚级”以及“海狼级”攻击型核潜艇的排水孔均分布在艇艏和艇尾部分,结构形式是类似蜂窝的格栅形式,开孔数量较少,对艇体外形影响很小,也利于降低流体噪音;美国现役唯一的一型战略核潜艇“俄亥俄级”的排水孔则在潜射导弹舱段的下部,采用的是一体式的裂隙结构设计,上浮状态时排水孔处于水线附近,很难能观察到。
“弗吉尼亚级”核潜艇外表光滑,几乎看不到排水孔
美国“俄亥俄级”战略核潜艇,排水孔在导弹舱段下部
苏联鼎盛时期曾同时拥有近200艘核潜艇,核潜艇技术整体上与美国不相上下,只不过苏联解体后俄罗斯在核潜艇面长期没有拓展,截止目前也没有脱离苏联时期遗留下的技术范畴。苏联/俄罗斯的核潜艇型号繁多,结构形式也各不相同,而且绝大部分为双层壳体设计,普遍具有较大的储备浮力,调节空间大,需要开的排水孔数量也相对较多一些。俄罗斯最新的“北风之神级”战略核潜艇的排水孔也在导弹发射舱段下部,不过由于储备浮力较大,在上浮状态时可以明显的看到两侧各有一条裂隙式排水孔;而最新型的“亚森级”攻击型核潜艇,其排水孔则是散布于艇体前后的多处独立的格栅式设计,与美国的核潜艇有相似之处,但是数量要远多于美国核潜艇,这也是俄罗斯核潜艇体型、储备浮力较大的原因。
俄罗斯最新的“亚森级”核潜艇侧面有散布式排水孔
“北风之神级”战略核潜艇导弹舱下部有整体裂隙式排水孔
核潜艇的外形、局部结构形式确实能够在一定程度上反映核潜艇技术水平,包括排水孔等局部结构的设计也能够在一定程度上反映核潜艇的性能,我国的核潜艇的排水孔一般处于水线上部,从最初贯穿艇身的紧密格栅设计到目前的分段裂隙式设计,排水孔结构的变化也体现了核潜艇性能的提升。虽然排水孔的形式并不能全部体现核潜艇的性能优劣,但是局部细节的优化肯定有利于提升潜艇性能,对于核潜艇这样的“重器”,任何一点的设计优化都有可能决定对抗的胜败,包括排水孔在内的局部细节的设计优化虽然对提升潜艇性能贡献不大,但是也不是可以忽略的问题,精益求精是追求的目标!
下一代国产核潜艇的细节设计也会越来越完善
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