潜艇的结构与配置

  1. 潜艇的外形特点与结构形式

潜艇和水面舰艇不同,它不仅能在水面航行,还能潜入水下航行。

在艇体外形方面,现代潜艇一般干舷很低,甲板很窄,上层建筑很小, 只有一个舰桥。为了减小航行阻力,潜艇通常采用以下四种艇形:一是流线型,它是由水面舰艇演变来的,艇体细长,长宽比通常为 11~12:1,这种艇体外形一般适用于常规潜艇。二是水滴形,它形似一滴水滴,艇首粗而圆, 艇尾细而尖,长宽比为 7~8:1,是 50 年代以后发展的一种新艇形,主要特

点是流体阻力小,适合于长期水下航行的攻击型核潜艇。三是拉长了的水滴形,这种艇体较长,适合在中部装载导弹,所以常用于弹道导弹核潜艇;四是鲸鱼形,艇首类似流线形艇体,其余部分类似于水滴形艇体,主要适用于常规潜艇。

现代潜艇的艇体结构分为双壳式和单壳式两种,双壳式艇体就像保温瓶的结构一样,类似于保温瓶胆的那一层叫耐压壳体,常用 HY-80、 HY-100 或钛合金等高强度钢或合金材料制成,一般能耐 300~600 米深水的静水压力,耐压壳体内装有所有电子、机械、鱼雷等设备和武器,人员生活、居住和作战也在其中。非耐压壳体是用一层薄钢板焊接而成,主要是赋予潜艇一个良好的艇体外形,以减小水下航行阻力。由于壳体到处充满透水孔,内外压力相等,所以它不承受压力。目前有些导弹潜艇把内外壳体间隔作成 2~3 米宽,把导弹垂直安放其中,以节约艇内空间,同时减缓鱼雷的攻击和爆炸破坏效能。单壳体潜艇就是只用一个耐压体,但在首、尾、舰桥等处还需用非耐压艇体式的钢板赋予其艇形,以减小水下航行阻力。

  1. 早期潜艇采用的机器动力

早期的潜艇只是用人力驱动的一种潜水器,严格说还不能算是真正的潜艇,因为水下续航力、航速和攻击力还相当小。

世界上真正把机器动力用于潜艇并进行水下航行还是 1880 年以后的事。当时,英国人利用蒸汽锅炉燃烧后残存的蒸气可将潜艇驱动航行几海里。后来瑞典人发明了一种双螺旋桨驱动的蒸汽动力潜艇,它可在水下约 15 米潜

航,并第一次在艇上安装了鱼雷发射管。1864 年,法国人建造了一艘长 44.5

米的“拉布朗格”号潜艇,它第一次使用 58.8 千瓦的空气压缩机驱动。1866 年,英国人建造成功世界上第一艘电动机驱动的“鹦鹉螺”号潜艇,它采用由 100 节蓄电池为动力的 2 台 36.75 千瓦电动机驱动。水面航速 6 节,航程

80 海里。这种电动潜艇一直沿用到现在。

由于动力装置的发展和科学技术的进步,19 世纪末期潜艇发展攻克了许多难关,有些技术一直沿用下来。1899 年法国建造了世界上第一艘双壳体潜艇“一角鲸”号,它长约 34 米,水面航行采用蒸汽动力,水下航行采用电动

力,水柜设于内外壳体之间,水下巡航力可达 48 小时。法国还于 1905 年建成世界上第一艘柴油动力潜艇“白鹭”号。除潜艇动力外,当时在潜艇的潜浮技术和武器配置方面也有长足进展。1897 年 5 月 17 日,美国建成第一艘

战斗潜艇“霍兰”号,美国海军于 1900 年 10 月 12 日将其编入现役,并编入序号 SS—1 型潜艇。“霍兰”号水面航行用汽油机推进,水下航行用电动机推进,艇首装有一个鱼雷发射管,备有 3 枚鱼雷。另外,还装有两门炮,一

门朝前,一门朝后。“霍兰”号载有 9 名艇员,并改装过不同类型的推进器、升降舵和其他设备。

到 1914 年第一次世界大战之前,仅美国发明家约翰·霍兰设计和建造的

潜艇就有 40 多艘,先后售于俄、日、英等国。当时,这些潜艇的最大水上排水量为 300~392 吨,最大艇长为约 49 米,最大航速水面为 14 节,水下为11 节,鱼雷发射管最多为 4 管,艇员最多为 28 人,潜深最大为 200 米。

  1. 潜艇内的氧气装置

氧气是人赖以生存的基本条件,没有氧气,人就会窒息而死。生活在大气中的人们,谁也不会为没有足够的氧气而发愁。然而,在水下数百米长期潜航的潜艇艇员却视氧气为生命,因潜艇上要是没有足够的氧气,人员就无

法生存,自然也就不可能有什么战斗力了。我们知道,潜艇是一种被耐压壳体和非耐压壳体密闭的水下舰艇,它在水下潜航时是怎样获得足够的氧气的呢?潜艇艇员呼吸的氧气主要来自四个方面:通气管装置、空调装置、空气再生装置和空气净化装置。

通气管装置是一种可以升降的管子,在近海海域或夜间航行时,潜艇有时上浮至潜望镜深度,在距水面几米或十几米深的地方伸出潜望镜观察水面及空中敌情,如条件允许,可将通气管升出水面,空气经管子进入潜艇舱室, 舱内污浊空气可通过设在指挥台围壳后部的排气管装置用抽风机排出,使艇内空气对流,可以保持新鲜空气。潜望镜深度在战术术语中称作危险深度。为了隐蔽起见,潜艇一般都不敢使用这种工作状态,因为它极易被敌反潜兵力发现,在近海还容易撞击或搅乱渔网等。

空调装置主要是保持艇内的温度、湿度等,使艇员有一个舒适的生活环境和工作条件,同时保证电子设备的正常工作。它本身并不能产生氧气。

空气再生装置是一种可以生成氧气的装置,它由再生风机、制氧装置、二氧化碳吸收装置等组成。工作时,风机将舱内污浊的空气经风管抽至二氧化碳吸收装置,消除二氧化碳,再在处理过的空气中加进由制氧装置产生的氧气,然后经风管送到各舱室供艇员呼吸,如此循环,以达空气再生的目的。这种空气再生装置通常还可用电解水来制氧,它分解出的氧气可供 70~100 人呼吸数小时,但由于耗电过多,不适于常规潜艇。此外,还有一些预储氧气的方法,如再生药板、氧气瓶、液态氧和氧烛等。再生药板是一种由各种化学物质及填料制成的多孔板,空气流过时,就能产生化学反应,生成氧气。一般潜艇上带的再生药板,可使用 500~1500 小时。氧气瓶是将氧气储存起来的一种高压容器,使用时打开阀门即可放气。主要供潜水钟、深潜器等使用。液态氧也是一种与氧气瓶类似的高压容器,它可供 100 名艇员使用 90 天。氧烛是一种由化学材料等制成的烛状可燃物,点燃后即可造氧。一根长约 30 厘米、直径约 3 厘米的氧烛所放出的氧气,可供 40 人呼吸 1 小时。

空气净化装置是将艇内空气中的有害气体和杂质控制在允许标准值以下的一种处理装置,常用的有以下四种:一是消氢燃烧装置,它主要是用电加热器将流过的空气加温,然后在催化燃烧床的催化作用下使氢、氧发生化学反应而生成水蒸气,氢就被燃烧掉了。二是有害气体燃烧装置,其工作方式与第一种基本相同,只不过它所燃烧掉的是有害气体。三是二氧化碳净化装置,它通过一种特殊药液来吸收二氧化碳。四是活性炭过滤器,它是用活性炭作滤料,是由特种的炭组成的多孔性吸附剂来吸收各种有害气体,进而达到净化空气的目的。

  1. 潜艇如何撞破冰层

厚厚的冰层可以阻碍反潜水面舰艇的航行和反潜飞机的探测,这对航行于北极冰下的潜艇来说无疑是件大好事。但弹道导弹核潜艇在发射导弹攻击预定目标时,往往需要先撞破冰层再进行水下发射,因为导弹本身不具备撞碎冰层的能力。

怎样才能撞破冰层呢?美国 1959 年 3 月,首先利用“鳐鱼”号攻击型核潜艇在北极冰下潜艇 12 昼夜,曾先后 10 次用指挥台围壳撞碎 0.2~0.3 米厚的薄冰而浮出水面。1960 年 1 月,美国又派出一艘攻击型核潜艇进行冰下航行,历时 31 个昼夜,航程 8000 余海里,先后两次用指挥台围壳撞穿厚达 0.9 米的冰层。80 年代以来,美国新型攻击型核潜艇“洛杉矶”级对指挥台围壳

和上层建筑进行了加固,使之能撞穿厚达 1~2 米的冰层。潜艇上一般装有水下电视、照明灯和回声测冰仪等设备,用以探测薄冰区,然后再进行撞击, 使潜艇浮出水面。

  1. 潜艇上潜望镜的作用

潜望镜是潜艇的眼睛,是潜艇指挥员观察外部世界的唯一窗口。早期的潜艇,在艇壳上设有玻璃航窗,潜艇浮出水面时艇员可透过舷窗向外了望。1854 年德国的白马·戴维设计了一种有两面镜子的潜艇视管,下潜的潜艇可通过视管进行一定角度的观察。1872 年发明了棱镜潜望镜和望远镜,侦察时将其升出水面,不用时则降入艇内。现代潜望镜长达 10~15 米,顶端直径最小仅有 30 厘米,可大大降低侦察时的暴露率。

潜艇潜望镜是一种用途广泛的军用光学仪器,它的主要作用是:观察、搜索海面及空中目标;测定目标的方位、距离、速度和舷角,装定鱼雷发射提前角,对敌舰进行瞄准,实施鱼雷攻击;对目标进行侦察照相,或对战斗效果进行记录摄影;进行天文导航时用来测量天体(太阳、月亮、星体)高度,以确定艇位;进行陆标导航时,用来测定岸标的方位、距离;采用电子技术和无线电技术,通过在镜管上安装天线和接收系统来完成卫星导航、无线电通信、电子侦察与电子干扰等任务。因此,潜望镜既是一种观察设备, 又具有鱼雷射击瞄准具、测距机、照相机、导航仪和无线电观察通信设备的功用。

按照战术使用要求,潜望镜可分为三种类型:用于观察、搜索目标,测定目标方位、距离、速度和舷角的攻击潜望镜;用于天文导航、卫星导航、侦察摄影、电子侦察、电子干扰和通信的多用途潜望镜;导弹核潜艇专门用来进行天文导航的潜望镜,以及深潜器用的水下观察潜望镜和电视潜望镜等专用潜望镜。

  1. 早期的潜艇为何装备火炮

潜艇是以鱼、水雷等水中兵器为主的水下攻击型兵力,然而,第一次世界大战中及两次大战之间发展的潜艇却都装有火炮,有的竟多达三四门,口径达 30~58 厘米不等。当时,潜艇的主要攻击目标是水面舰船,作战样式以水面巡航为主,只有在需要隐蔽攻击时才潜入水下,所以火炮的作用还相当重要,它是攻击水面舰船和岸基目标的重要武器。

一次大战期间,德国建造了一型长 96 米的大型水下运输型潜艇,它由8~

12 人操纵,水面航速 12 节,水下航速 7 节,可运载 700 吨货物,除装备鱼雷外,艇上还装了甲板炮。英国建造的 3 艘 M 级潜艇,除装 4 个鱼雷发射管外还装备了 1 门 12 英寸口径的重炮和 1 门高射炮,航行时,其甲板以下游入水中,而长长的炮管和潜望镜则伸出水面。M 级潜艇长 296 英尺(约 90 米), 水上排水量 1650 吨,采用柴电动力推进,水面航速 14 节,水下 8 节。除 M 级潜艇外,英国还发展了两型重要潜艇:K 级和 X—1 级。K 级艇长达 340 英尺(约 104 米),水上排水量 1780 吨,水面航速 23.5 节,水下航速 10 节;

X—1 级艇是 1925 年建成的远航重炮潜艇,除装有 6 个鱼雷发射管外,还装

备 4 门约 13 厘米双联装装甲炮塔炮。

法国于 1934 年建成“絮库夫”号重炮潜艇,它装有 10 个鱼雷发射管,2 门 8 英寸火炮,还有一个可容纳一架水上飞机的机库。1928 年,美国建成当时最大的潜艇“亚尔古水手”号,它水上排水量达 2710 吨,全长 118 米,装

有 2 门 6 英寸火炮,4 个艇首鱼雷发射管和 60 枚水雷。