英國核潛艇為什麼採用獨特的牛頭形艇艏_風聞
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2022-02-17 02:42
一直有説法,英國核潛艇的艇艏採用獨特的牛頭形,這是英國潛艇科技特立獨行的結果。這分兩個情況:以“前衞”級為代表的彈道導彈核潛艇和以“機敏”級為代表的攻擊核潛艇。兩者都採用獨特的牛頭形。

“前衞”級確實有獨特的牛頭形艇艏,但這不是潛艇科技特立獨行的結果

這個角度看過去,確實像牛頭,還有一對牛角

“機敏”級也是,同樣是“難言之隱”的結果
潛射洲際導彈要加大射程,加大彈體直徑可以解決一部分燃料容量的問題,但最終還是需要一定的彈體長度才行。但潛艇艇體的直徑不僅直接與噸位和造價有關,還與大直徑耐壓殼體的製造、焊接技術有關。更大的噸位也意味着更高的動力要求,更高的運作費用,一切都水漲船高了。
為了在儘可能小的艇體直徑裏容納儘可能長的潛射導彈,所有彈道導彈核潛艇都採用不同程度的龜背,只是有些顯眼,有些不顯眼。

蘇聯時代的“德爾塔IV”級具有顯著的龜背

中國的094也有顯著的龜背,但圍殼兩側的過渡比“德爾塔IV”更加平順些。其實把這龜背延伸到艇艏,就成牛頭了

美國的“俄亥俄”級幾乎看不出龜背,實際上還是有的,只是艇艏與龜背整合得非常好

艇艉角度看,龜背就更加明顯了
英國“前衞”級的艇體直徑為12.8米,美國“俄亥俄”級為13米。“前衞”級才有艏舵,“俄亥俄”級採用圍殼舵,這就決定了“前衞”級只有用牛頭形艇艏了。

在船塢裏的“前衞”級,容易看到,小龜背其實和“俄亥俄”級很相近,但高置的艏舵決定了必須採用牛頭形艇艏
“前衞”級和“機敏”級都採用艏舵,這是這一代英國核潛艇的共同特色。艏舵的的控制力矩大,可以用較小的舵面,阻力和噪聲都小,但與艇艏距離近,可能干擾艇艏聲納的工作。兩邊向舷外突出,也容易造成靠碼頭時的碰撞。
艏舵可以直接安裝在艇體兩側,正常航行時出於水線之下,在水面航行時就可以發揮舵效,加速下潛。但位置靠後的話,要求穿透耐壓殼體安裝,不利於結構強度和水密性;靠前安裝倒是可以利用球艏和耐壓殼體的前半球之間的非耐壓空間,對結構強度和水密性影響小,但離艇艏聲納太近。最後的折衷是龜背向前延伸,融入球艏後的非耐壓空間,這裏也正好提供安裝艏舵的位置,形成獨特的牛頭形。

這是“機敏”級,但艇艏設計與“前衞”級相似。“79”為耐壓殼體的前半球

由於艏舵安裝位置並不在兩舷最突出部,實際上超過艇寬的部份並不多
下一代“無敵”級迴歸常規的水滴形,不再採用特立獨行牛頭形。這是由加大的艇體直徑和艏舵低置做到的。加大艇體直徑後,龜背相對低矮,更加容易前伸和融入艇艏。艇艏聲納取消,用面積大得多的舷側聲納代替,為艏舵前移也創造了條件。艏舵前移後,舵效更高,“翼展”可以較小,加上在收尖的艇艏兩側,估計“翼尖”超過艇寬的部份也很小,甚至可能與艇寬等寬,避免了艏舵靠泊的操控困難。必要的話,也可以採用可收縮艏舵,艇艏內非耐壓空間裏有這個地方。

下一代“無敵”級迴歸水滴形,也不是放棄獨立潛艇技術路線的結果
“無敵”級還採用像隱身飛機那樣側稜的艇體,使得艇體截面呈六邊形。“機敏”級的艇艏已經具有這道特徵性的稜邊了,但“無敵”級延長到艇全長。難説側稜是否有水動力“升力”的作用,如果還有這作用,可適當減少浮力儲備,降低噸位,不過可能這方面的效果不大,側稜對靜浮力也沒有作用。更重要的是,舷側聲納需要安裝在六邊形艇體和圓截面耐壓殼體之間的非耐壓空間,“無敵”級估計得用雙層殼了。一直有單層殼和雙層殼的爭論,但舷側聲納可能使得殊途同歸,尤其在大大增加面積、聲納陣從條形改成平面的情況下,再堅持用單層殼就要採用影響流線的突出整流罩了。
“機敏”級也是高艏舵、牛頭形艇艏,龜背更明顯,而且是全長的。但“機敏”級的龜背不是為了容納導彈,而是為了縮短艇長,把壓載水艙移到龜背裏了,這裏還有一些額外設備。

“機敏”級的龜背更明顯,但是全長的

後段的龜背更高
英國還沒有啓動下一代攻擊核潛艇計劃,很有可能與AUKUS的澳大利亞核潛艇同步進行,通過擴大產量與澳大利亞共享規模經濟的好處。但在水動力外形方面,很可能與“無敵”級相似,採用低艏舵,六角形截面的艇體,不再有牛頭形的獨特外形了。

法國“凱旋”級在水動力方面與“俄亥俄”級很相似,龜背很不顯眼,但存在

“梭魚”級攻擊核潛艇也是中規中矩的水滴形,低艏舵收入艇內了,看不見,這是另一個降低靠泊困難的辦法

還是常規的圓筒形艇體,但舷側聲納陣(法國國旗覆蓋部份)突出於艇體之外,尺寸也較小,沒有達到全長
當然,人們更加關心的可能是中國潛艇技術發展到哪裏了。這是知道的不會説、能説的不知道的事情。不過《南華早報》透露一張網上流傳的圖片,很模糊,但可以看得出,這是與現在所有中國潛艇不同的全新水動力構型,不光圍殼流線型了,艇體似乎也是六邊形截面。也從中國潛艇常見的較大的圍殼舵改為較小的高艏舵了。

網傳的新型中國潛艇
與甲板上人的尺度對照,這艘艇可能不過1000噸左右,不會是下一代潛艇的真身。要麼是縮比模型在做水動力實驗(好像是在湖裏),要麼是無人潛航器。但水動力外形是有共性的,是可以放大的。最後會放到多大,就只有開動想象力了。這艘潛艇還是十字舵,要是改成X形舵,就完全趕上世界最前沿了。