潜艇为什么要光杆化

晨枫

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潜艇也在光杆化了。更加正式的说法是无围壳化。


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/ ~& ~+ X9 _8 h+ y! \: \3 A1 B传说中的无围壳实际上还是有一点小小的鼓包，意思意思。

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潜航器上，早就无围壳化了。


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* x6 S/ S2 l4 k' g潜艇围壳在英文里叫sail，和帆船上的帆同名，因为样子有点像。但作用不像。
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围壳顶上通常是潜艇航行时唯一可以安全站立的地方，也是水面航行时的指挥位置。
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在通气管深度，围壳是海面上唯一暴露于水面之上的部分，甚至围壳也潜入水下，只有通气管露出在水面之上。
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时代不同了，只有通气管或者潜望镜暴露在水面上也不安全，但毕竟雷达反射面积小多了。

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极区破冰上浮也用围壳先顶开冰层。
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围壳也对横摇稳定性有作用，但横摇稳定性主要还是靠重心和浮心的相对位置。重心在下、浮心在上就是横摇稳定的，重心在上、浮心在下则不稳定。


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但围壳是突出物，无疑造成显著的阻力。取消围壳可以降低15%的阻力，这很显著了。阻力和涡流噪声是共生的，取消围壳还降低水流噪声。
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, ~3 o. e5 L9 L潜艇航行造成的涡流很复杂，围壳是“首恶”。围壳顶造成涡流（sail tip vortex），围壳底也造成涡流（sail root vortex），围壳底部的马蹄形涡流祸害最大（horseshoe vortex）。潜艇在航行时姿态未必绝对水平，前进轴线和艇体轴线的夹角造成围绕艇体的侧向涡流（cross flow vortex），机动、水流也造成侧向涡流，侧向涡流与艇体表面流动的附面层的交互影响更加复杂，但在主要涡流中，这与围壳无关。没有标示出来的是螺旋桨带动水体旋转造成的环绕涡流，这也与围壳无关。泵推减少到不彻底消除环绕涡流。
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( y! W! P* Z7 T: j& {4 n马蹄涡是由于前进方向的水流动压、围绕围壳的内升外降流动、围壳后的尾流等综合因素形成。


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为了减少围壳顶涡流的影响，围壳“前额”做成圆角，还可以有所“切尖”；为了减小马蹄涡的影响，围壳底部做成圆滑倒角；但这些措施都增加制造成本，又是为了降本，会“退步”。

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$ m1 @, v! _) s1 k9 e" P  i从“洛杉矶”级到“海狼”级到“弗吉尼亚”级，就是采取措施到不惜工本到降本减料的过程。

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+ \/ W4 d/ Q+ \# c2 r0 [* o7 z* c% V# d苏联潜艇常用流线型围壳，但这是双层壳的福利，非耐压的外层壳的形状比较灵活，制造商也相对简单。双层壳的缺点是在同样的艇内有效容积下，艇体尺寸增大，排水量增大，阻力和噪声都增大，还有流水孔噪声，抵消了大半好处。西方由于材料、工艺和财力更强，一般用单层壳。
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但无围壳，当然也就没了围壳的阻力和噪声问题。在战斗机上，五代机还搞外倾双垂尾，六代机索性无垂尾，这是同样的道理。水面航行时的指挥作用不是多大损失，核潜艇主要在水下活动，只有到基地附近或者港内才水上航行，这里是安全海域，怎么玩都有办法。艇员到甲板上透气好办，再坚持一小会儿就靠岸了。
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极区破冰对中国海军不是大问题，平常不到那里去。太平洋、印度洋那么大，都想去看看，一时半会顾不上北冰洋，南冰洋则没啥好看的。

就现在来看，无围壳不是彻底光杆，还是有一点小小的鼓包，但高度流线化了，意思意思。