爱吱声
标题:
潜艇的单双层壳
[打印本页]
作者:
晨枫
时间:
2024-5-26 07:23
标题:
潜艇的单双层壳
台湾的“海鲲”号下水了，什么时候形成战斗力还不知道。好像还没有海试？
# @- B0 t5 o# R( n2 b, r" |; w, h
- t; [9 h4 ~" Z. {. N
“海鲲”号是单层壳，但不是纯粹的单层壳，应该说是单双层混合壳体，这其实是常规。不存在纯单层壳，只有不同程度的单双层混合壳体。双层壳倒是有“纯而又纯”的。
5 i1 a5 r. {* T) u ] `
- m7 ?5 u* x k3 R7 l$ S# F( f
单双层壳的优劣是争论已久的问题，“海鲲”号重新勾起这个争论。解放军的潜艇都是双层壳的。
7 V; k" R$ m" F$ H q1 C
; O; B. N: E" R' n
潜艇在水下要承受水压力，耐压壳体是最基本的关键技术。对于容器来说，最有利的耐压形状是球形，但球形的容积受限，阻力很大。退而求其次，就是带半球端的圆柱体。这正是潜艇艇体的基本形状。
9 c' T0 T1 O# V: V
" C* t3 U4 I5 s3 l/ |: V# y2 l$ U
但出于水动力和动力机械的要求，艇艏需要成卵形，艇艉需要成尖锐锥体。好在艇艏可以在耐压圆筒的半球前端外套一个卵形罩，艇艉则套一个锥形罩。这已经是混合壳体了，但基本艇体还是圆柱体。这就是美国核动力攻击潜艇的基本构型：较长的圆珠艇体加非耐压的首尾修形。
8 A6 j6 T1 c5 D6 D1 v
+ m' N/ h6 T) X/ J: w/ Q: W
非耐压的外罩内外有某种水压联通构造，也就是说，非耐压罩与耐压壳体之间是“浸水”的，这部分舱体内的设备和容积（比如压载水舱）“不怕”浸在海水里。
i! W7 H8 w) M/ d8 Y0 }. q
: t6 K" G5 d, O7 o
双层壳也有带半球端的圆柱体耐压艇体，但在外面完整地罩上非耐压外壳。好处是耐压壳不需要考虑水动力设计，非耐压壳按照水动力要求设计。
% X9 z, J/ g/ _, W+ j' H& c5 D& F
4 Q/ h. ~$ Q |3 s& Y' C2 h
苏联潜艇走双层壳路线，所以外形比美国潜艇更加流线，因为非耐压壳的形状自由得多。相比之下，美国潜艇连指挥塔底部圆滑倒角都抠抠索索，因为单层壳很难因为水动力要求而做成复杂曲面外形。指挥塔底部倒角还只是加局部的非耐压外罩，要像俄罗斯“阿库拉”级那样水滴形艇体，就要了亲命了。
8 o. A5 F+ R, Z
; E8 A7 Z0 F/ l% v
双层壳的好处是外形容易满足水动力要求，内外层壳体之间空间帮助吸收鱼雷攻击的能量，也有利于隔离动力机械的噪声，还便于布置压载水舱、燃油舱、辅助设备舱，把耐压壳体内的空间用于宝贵的动力设备、指挥控制、人员住舱和武器弹药。
. s' a+ b; m, S$ F" u* G
2 k6 ?. m: P. I) B
在设计上，外层壳专注水动力要求，内层壳专注耐压要求。在制造上，耐压壳体的制造比较单纯，双层壳的复杂性其实在于外层结构在制造上的“多”而不是“难”。
7 [# K* F9 w; W0 m% j% v$ D
/ ]2 _% V2 _5 ~. C
双层壳的坏处是：在给定的耐压壳体内容积的情况下，艇体外廓增大，排水量增大，阻力增大，动力要求提高，水动力噪声增大，常规动力的话水下续航力降低。
( r S* W! n! Q- {$ a
! D4 V& f* _$ _5 }5 v
最后的妥协是：为了限制吨位无度增加，同级（但吨位仍然更大）的双层壳潜艇的耐压壳体内容积比单层壳潜艇要小。
/ O$ F+ J+ T5 m- _ ^$ g5 @
3 l$ g! U$ s! j" I$ w
单层壳的特点正好相反。一般单层壳潜艇的耐压壳体直径比同级双层壳潜艇更大，艇内有用容积更大，但对钢板和焊接的要求更高，而且大量辅助舱室占用耐压壳体内的宝贵容积。
" [0 |2 }" m6 M: n- ~4 \$ Z
2 D8 y& n* m0 |
另一个视角：双层壳好比穿两层衣服，外衣主外（比如好看），内衣主内（比如保暖），难度分散；单层壳好比一层衣服，内外通吃，难度集中。
" k" [9 Z3 h# h
$ e/ F' T; Y% p( L& C
欧洲潜艇大多采用混合壳体。出了艇艏和艇艉的水动力外罩，在中段艇体部分，下半艇体为单层壳，上半艇体套上梯形非耐压外罩，形成独特的“耸肩”截面。这比较好地结合了单双层壳的特点，既把辅助舱室安排到内外壳之间，又避免过度增加艇体截面积。
# [" h0 _" C6 L- y. N* f3 C
6 K. r9 n# F3 R3 Z3 w6 r, z/ ^0 A
“海鲲”号就是这样的混合壳体设计。
6 I4 B5 \& s/ m4 A, q$ f. V% n
# x3 z, D& N1 ?+ \+ R
“基洛”级和039级其实也是向混合壳体靠拢的双层壳，同样有上半艇体的“耸肩”，但下半艇体还是双层，只是薄间距的双层。
6 h7 Q8 T) |0 o! m
! G9 A) l0 |$ x2 Y$ y4 ?: }4 {! \0 v
俄罗斯常规潜艇已经在混合壳体化了，“拉达”级和“阿穆尔”级就是这样。下一代中国常规潜艇可能也会走混合壳体的路线。
欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/)
Powered by Discuz! X3.2