主页 < 舰船常识 < 设备构造

潜艇的结构是怎样的?

总述

                                                               水滴型壳体USS Barbel (SS-580)

现代潜艇通常来说是雪茄型的,这种设计相比于最早海龟号的蛋型已经有了很大改变,这样的壳体也通常被称为水滴型壳体。经过了很长时间的发展,潜艇设计者们发现水滴型壳体是目前发现的水下阻力最小壳体形状,但不得不说的是这种形状却在海面漂浮时抵御海浪的能力也较差一些。早期的潜艇由于推进力的限制,其水下的速度不会超过10,作战方式是平时在水面航行,发现敌情后潜水航行,所以早期潜艇的外形都是不严格的雪茄,其所产生的额外水阻力也是可以接受的。直到第二次世界大战末期,德国潜艇研制技术和思想都得到了巨大的改变,他们开始注重水下航速并且第一次建造出了水下航速比水上还要快的潜艇——XXI,随后又建造出了XXIII。这两种型号的潜艇不但使用了近水滴型壳体,而且第一次撤销了潜艇甲板上的甲板火炮,舰桥部分也近流线型,这样潜艇不仅更快而且相比于当时盟军的潜艇更加安静,在水下的战斗力更强。现代潜艇在水滴型外壳外面通常都要铺设消声瓦,实际上是一种降低本艇声音辐射以及吸收外部声波的材料,使得潜艇更加安静。

潜艇上部突出的舰桥围壳部分可以增长潜望镜无线电天线的使用长度。通常来说,舰桥围壳内通常都有无线电设备,雷达,电子战设备,通气管等设备。在早期的潜艇中,指挥舱都会在潜艇的舰桥围壳之中,所以潜艇舰桥围壳通常也被称为指挥塔。不过现在的服役的大多数潜艇的指挥舱通常在潜艇之中,而舰桥围壳现在通常的作用则是通风,作为设备舱以及用于视觉观测的地方了。

双壳体结构

    

                            二战晚期的U-XXIU潜艇,耐压艇体外部覆盖了一个轻壳


在现代的军用潜艇结构的发展大致分为两个流派”——单壳体结构双壳体结构。单壳体结构顾名思义就是以一层壳体承受艇外压力,维持艇内气压。而双壳体则是在壳体外面再加装一层壳体,这层壳体被称为外壳体轻壳体通常也被称为非耐压艇体。这个外壳自身不承受压力,其内部的壳与单壳体结构一样承受外压维持内压。

早在一战时期,潜艇最适于航行,并且能够很好抵挡外部水压同时又要简化制造工艺的方法只有在外形上改变水滴型外形或者使用双壳体。双壳体的主要目的就是:外壳保持艇型,内壳维持压力。直到二战末期部分潜艇的上甲板部,船首和船尾仍然加装一个很薄的外壳以维持外形。德国的U-XXI型是第一种完全双壳体结构的潜艇,而盟军仍然采用部分双壳体的结构。

二战之后,双方在潜艇的结构上开始分离。苏联将原来的与盟军相似设计结构设计方式转为了双壳体结构。值得一提的是从铁幕落下至苏联解体,乃至现在,双壳体结构仍然是苏联/俄罗斯潜艇设计结构的必须结构。相比之下,美国以及其他西方潜艇则开始转向全面单壳体的设计方式。通过材料学以及流体动力学的长期进步,西方潜艇普遍做到了以单耐压艇体抵抗压力,维持形状和内压得能力。西方潜艇虽然称为单壳体结构,但实际上大多数潜艇的艇首艇尾需要加装一层轻壳

双壳体的优势在于对耐压艇体材料要求度比单壳体要低很多,而且可以布设很多耐压设备,诸如声纳探头布设非耐压艇体中,这样不仅减小耐压艇体内的空间而且还能大大减小耐压艇体由于运转这些设备时产生抗压力下降和耐压艇体形变。在实战中,潜艇一旦受到震荡,撞击等时候,外部壳体虽然可能遭到毁灭打击,但由于其有效保护了内部耐压艇体,造成潜艇的安全性得到有效保护。同时外壳体内部加装消声材料也可以大大降低内部噪音,提高安静能力。再有就是双壳体结构的潜艇储备浮力都很大,抗沉性都普遍高于单壳体潜艇。

不过相比之下,双壳体的弊端也非常凸现。首先双壳体潜艇的排水量都偏大,这造成了潜艇阻力噪音的增大。其次双壳体结构的焊接工艺的要求和耗费要比单壳体高很多,这样无形中增加了潜艇的制造周期和降低性价比。但值得一提的是,苏联曾考虑过制造单壳体的阿尔法级核潜艇以提高其航速和减小排水量,而美国近些年来也开始打算制造双壳体结构的潜艇以提高装载能力,安静性和操作性。