水滴還是雪茄?為何核潛艇彷彿一個水滴,常規潛艇像一支大雪茄?_風聞
科大二助-2020-02-15 07:57
作者| 科羅廖夫
來源| 科羅廖夫的軍事客廳
潛艇誕生至今已有近150年時間,潛艇的外形,也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。要了解這個問題,首先需要弄清楚什麼是水滴型,什麼是雪茄型?
在兩次世界大戰中,潛艇的船型跟普通船舶區別不大,人們這時候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。這時的潛艇有斜柱艦首,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”。
20世紀50年代,隨着核動力的出現,潛艇可以實現理論上的水下無限航行,這時潛艇的水下性能是最重要的。潛艇設計師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。
水滴型潛艇顧名思義就是潛艇和水滴的形狀一樣,首部圓鈍,艇身從中部開始逐漸收縮變細,尾部呈尖尾狀。它的一個重要特點就是艇身各處都是曲線,幾乎沒有平直的地方。水滴型潛艇的優點是水下阻力小,有利於潛艇的高速航行機動,故而一度成為潛艇設計的熱門選擇。
不過,水滴型潛艇也有不少缺點,這種艇體的水面航行性能較差;因為艇身幾乎全都由曲面構成,對材料製造、加工精度提出較高要求;而且更為重要的是,水滴型潛艇越來越和現代潛艇的設計理念相沖突,例如現代潛艇需要裝備大量電子作戰設備和武器裝備,需要潛艇擁有較大的內部空間,潛艇外部也最好擁有較大的平直面用於安裝條帶形/平面形舷側陣聲吶等設備,這些恰恰是水滴型潛艇無法顧及到的。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,需要佔用更長的空間;艇內空間也小,不如其他艇型空間大。不過,艇內空間對於排水量數千噸甚至上萬噸的核潛艇來説,並不是迫切矛盾,所以水滴形很適合大噸位的核潛艇。
既然純水滴型無法滿足新潛艇的設計需求,自然需要對其進行改進,最初人們選擇在水滴型設計的基礎上在艇體中部加入一段平行圓柱形的艙段,以增加內部可用空間,同時艇身外部也有較大的平直面。美海軍的“俄亥俄”級、“海狼”級核潛艇都是採用這種被稱為拉長水滴型的設計。
後來拉長水滴型不斷進化,主要是增加平行圓柱體艙段的長度,儘量減少大麴面艙段的長度,此外還給潛艇上部增加梯形的小突出艇身結構,這種明顯變異的艇型被稱為“雪茄型”。
儘管這種改進的艇體阻力會明顯比純水滴型大上很多,但是如今的潛艇對高速、高機動能力的重視程度正在降低,轉而追求讓潛艇能攜帶更多電子設備、聲吶設備和武器裝備,並通過擴大潛艇空間增加潛艇的自持能力。更不用提雪茄型潛艇的設計加工比水滴型要更加簡單方便了。所以雪茄型正在成為常規潛艇的主流設計,主要代表有德國的214型潛艇、日本的“親潮”級、“蒼龍”級潛艇。
總的來説,水滴型和雪茄型兩種艇形設計沒有絕對的優劣好壞之分,只有不同性能特點之分。各國在設計潛艇時,都會根據預定的作戰性能需求選擇不同的艇形設計。一般來説,如今核潛艇青睞採用拉長水滴型,常規潛艇則偏向於選擇雪茄型,而採用純水滴型的潛艇正在不斷減少。