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俄罗斯为何也开始使用单壳体潜艇?

时间:2022-07-15 03:52 点击:67 编辑:邮轮网

现代化潜艇主要有两种设计,分别是单壳体潜艇和双壳体潜艇,一般来说美国潜艇都是采用单壳体构造,而俄罗斯以及中国的潜艇,普遍是使用双壳体构造。在很长的时间里,美国和俄罗斯的潜艇发展,几乎就代表着单双壳体潜艇的发展。美国的俄亥俄级战略导弹核潜艇以及俄罗斯的台风级战略导弹核潜艇,分别是单双壳体潜艇的典型例子。如果双方继续坚持自己的路线,未来美俄潜艇仍然会是单双壳体潜艇的典型代表。然而近年来,俄罗斯方面开始出现了改变,他们也开始寻求单核体潜艇制造。例如其最新的北风之神级核潜艇就采用了局部单壳体的设计。其常规潜艇拉达级更是直接使用单壳体,而美国方面则没有发展新的双壳体潜艇。那么,长期以来都坚持使用双壳体潜艇的俄罗斯海军为,何开始走向单壳体潜艇了呢?要回答这个问题,我们可以先从单双壳体潜艇的区别和优劣来说起。首先,双壳体潜艇并不是有两层外壳,只不过是在耐压壳体的外层有一层包裹物,这层包裹物和内部耐压壳体之间是压载水舱。说白了,双壳体潜艇比单壳体潜艇多出了很大一部分壳体间的空间,双壳体潜艇在航行过程中,内部的耐压壳和外部的非耐压层之间全充满了海水。由于双壳体前景的外层壳不需要考虑耐压性,因此可以随意做成各种形状。一般来说会尽量做成水滴形,因为这种形状拥有较高的水下机动性。而单壳体潜艇唯一一层外壳就是耐压壳,因此潜艇的中部一般都加工为容易制造的圆柱形,只能在首尾两段区域做成流线形。两种壳体的潜艇各有优缺点,总的来说单壳体潜艇空间利用率更高,在同等直径下,内部的空间远比双壳体潜艇更多,因此也就可以部署更大的声纳,和更多的降低噪音的设备。同时,单壳体的结构更加简单。其缺点在于一旦发生损害,潜艇的安全就很难保障,甚至由于单壳体结构,一被损伤就会导致整艘潜艇无法长期使用。冷战时期就曾发生过美俄潜艇碰撞,美军单壳体的潜艇遭受撞击之后单壳体难以修复,直接退役的故事。双壳体潜艇的优缺点和单壳体潜艇刚好相反,双壳体潜艇的空间利用率较低,体积过于庞大,在静音降噪方面也是一个累赘。同时,内外壳体之间的焊接非常困难,困难到曾经有工人在焊接过程中晕倒。但双壳体潜艇的优点也非常明显,由于分成了两个独立的壳体,可以利用压载水舱的空间来增强潜艇生存性能。鱼雷在击穿双壳体潜艇的外部非耐压壳之后,会遭到两层壳体中水流的阻挡,很难伤及内部耐压壳。西方媒体就曾经做过悲观的预计,那就是至少需要两枚鱼雷同时打击一个地方,才能摧毁典型的俄军奥斯卡II级核潜艇的双壳体结构。这种预计虽然过于悲观,但部分地体现了双壳体的防御性。不过从今天的角度看,双壳体潜艇的构造还是弊大于利。今天核潜艇的生存性能主要取决于其隐蔽性,发现即摧毁成为了现代战争的经典特征,继续依靠所谓的防御能力,来追求生存性能,还不如增强潜艇的隐身性能。毕竟就算双壳体潜艇可以凭借压载水舱,拦下一两枚鱼雷的攻击,但被发现并造成伤害之后,外壳设计被破坏,其噪音信号特征会变得非常明显,被击沉是迟早的事。能够部署更多声纳和电子设备,并且拥有更好隐身技能的单壳体潜艇,取代单壳体潜艇是趋势。

俄罗斯潜艇从苏联时期以来都是双壳体,虽然最新一代常规潜艇“拉达”级采用弹壳体,其与建造技术的问题无关,主要是为了缩短建造工期,降低成本;加上常规潜艇下潜深度不需要像核潜艇一样深,水下承受的压力也就没有这么大。

单壳体和双壳体潜艇各有利弊,首先设计考虑的是材料的强度、韧性和设计潜深。比如,美国“海狼”级核潜艇用的是HY100型钢(美国航母、潜艇专用钢),屈服强度仅690Mpa,但其钢材含有铜,使之拉伸强度远远超过其他国家同等屈服强度的潜艇用钢;因此,美国潜艇采用单壳体,其抗撞击性能也不会差。

单壳体潜艇与双壳体潜艇在同样体型的情况下,单壳体潜艇内部空间使用率更高,制造工艺更简单,工程量更小,建造工期更短;但降噪效果没有双壳体好,同样材料的情况下,抗压抗撞也不如双壳体,下潜深度当然就不如双壳体的潜艇了。

双壳体潜艇虽然下潜深度更深,抗压抗撞击性能更强,静音性能更好(内壳和外壳之间的隔板、筋板之间的空格很好的形成一种消音器的作用),但其使用材料多很多,制造工艺也复杂很多。电脑编程、CNC钣金开料、放样拼接隔板、安装隔板与内壳、穿接筋板、(留通气口)安装外壳、隔板筋板里面焊接、吹风排气等分段建造。

各分段焊接完成后还要进入检测隔板筋板的焊接质量,然后分段喷漆,再各分段对接,对接口除内外壳对接缝焊接外,筋板对接烧焊时,焊工需要钻进去烧焊;由于内外壳之间空间狭小、空气不流通,气体保护焊释放的气体是二氧化碳,容易使人中毒,必须做好通风排气,加上烧焊的热气很大难以散发出去,工人在里面施工相当困难,因此,双壳体潜艇建造比单壳体潜艇建造困难大很多,工期也要长很多。

如果材料屈服强度、拉伸强度足够强,减震降噪措施做得够好的话,谁愿意增加工程量、增加成本建造双壳体潜艇呢?

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