潜艇(英文: Submarine )是一种 战斗舰艇 ,它与水面的 战斗舰艇 最大的区别是:潜艇是一种能在水面,也能在水下一定深度航行和进行战斗活动的 舰艇 。 潜艇和其他种类舰艇相比,最大的特点是隐蔽性好和机动性大。占 地球 表面70.8%的海洋为潜艇的行动提供了极为有利的自然环境, 蔚蓝色 的海水是潜艇借以隐蔽的天然幕障。
潜艇有着漫长的发展历史,最早的潜艇诞生于1620年。 第一次世界大战 和 第二次世界大战 期间,潜艇大规模参战,取得了重要的战果。20世纪以来,特别是二战之后,随着战争的需要和科学技术的发展,潜艇制造水平也获得极大提高,潜艇的攻击能力、隐身性能以及探测手段都获得了长足的进步。 潜艇由于它能在水面、水下作战,具有机动灵活、隐蔽性好、突击力强的独特性能,在以往两次世界大战中发挥了重大作用,所以引起世界各国海军的高度重视。 目前,有超过46个国家或地区拥有潜艇,这一数量正在呈上升的趋势。在这些国家和地区中,拥有 核潜艇 的国家有6个,此外还有一些国家正在为 身核潜艇俱乐部而努力。
潜艇的种类繁多,形制各异。现代潜艇从动力上可以分为 常规潜艇 和 核动力 潜艇;从用途上又可分为攻击型潜艇和 弹道导弹潜艇 。
发展沿革
早期历史
潜艇有着漫长的发展历史。据历史记载,意大利人伦纳德于1500年提出了“水下航行船体结构”的理论;1578年,英国人威廉·伯恩出版了一本潜艇理论的著作——《发明》。他们虽然没有制造出潜艇,但其理论却给后人很大启示。 1620年, 荷兰 物理学家科尼利厄斯·德雷贝尔成功地研发并制造出一艘能潜人水下,并可在水下航行的潜水船——被称为“隐蔽的鱼”的桨式潜水船。该船船体为木质,其外覆盖涂油牛皮,其内装有可作为压载水柜的羊皮囊,布置有多根从船内伸出的木浆,可载12人,能下潜5米。水手划木浆,船便会在水下运动。德雷贝尔的 潜水船 可以说是潜艇的维形,标志着世界第一艘“真正”的和具有实用性的潜艇问世,故人们尊其为“潜艇之父”。
1776年, 耶鲁大学 毕业的戴维特·布什内尔制造了名为 海龟号潜艇 的潜艇,用作水下 爆破 的工具,想用它来炸毁封锁 纽约港 的 英国 军舰。 “乌龟”号的初试身手是攻击英国军舰”鹰“号,由于该舰壳板有铜皮覆盖而告失败。但这却是潜艇第一次被用于军事攻击。
现代潜艇的发展
随着 蒸汽轮机 、 蓄电池 、电动机等新技术的出现和应用,再加上潜艇设计者的不懈努力,促使潜艇技术不断进步,终于在20世纪初诞生了现代潜艇。现代潜艇自诞生至今,潜艇的发展步入了一个快速的轨道,其发展可分为以下几个阶段。
19世纪
1863年, 法国 建成了一艘装备一部功率为60千瓦的 压缩空气 发动机作为动力的”潜水员“号潜艇;1886年, 英国 建造了一艘使用蓄电池为推进动力的”鹦鹉螺“号潜艇;1893年,法国人古斯塔夫·齐德负责建造的”古斯塔夫·齐德“号潜艇采用电动机带动 螺旋桨 获得成功。这表明潜艇的动力装置已经发生了质的变革,从此电动潜艇出现。
但是,当时的电动潜艇仍存在水下充电难、水下稳定性差等问题,后被爱尔兰人 约翰·霍兰 解决。
1897年5月,约翰·霍兰研制成功世界上第一艘现代潜艇——“霍兰”号。该艇长约15米,水上航速约7节,续航力约1000 海里 ,水下航速可达约5节,水下续航力50海里。它具有如下技术特征:采用双 推进系统 ,水面以汽油 发动机 、水下以 蓄电池 带动电动机动力;艇 布置一具 鱼雷 发射管;安装了 升降舵 ;采用了较小的 上层建筑 。通过这些改进,较好的解决了潜艇纵向稳定性、深度保持、潜浮等问题,实现了鱼雷和潜艇的结合,减小了潜艇的阻力。”霍兰“号标志着现代潜艇的诞生。
一战前后
从1900年至1914年 第一次世界大战 爆发时,世界许多国家逐渐认识到潜艇具有的军事作战潜力,积极发展和扩充本国的潜艇兵力。这期间,潜艇设计基本趋势是从 海防 型向远洋型潜艇转变。第一次世界大战期间, 德国 投入战争的潜艇总数为372艘,不断攻击 协约国 军舰和 商船 ,企图切断 英国 的海外贸易。1916年至1917年,协约国的 商船 被德国大量击沉。协约国派遣了大量军舰参加护航,并建立了正规的护航制度。最终,德国的 潜艇战 宣告失败。
战争结束之后, 美国 与 日本 在 太平洋 上的 利益冲突 凸显出来,对此, 美国海军 于1925年提出了“舰队型潜艇”的概念,要求舰队型潜艇必须具体很高的水面航速、足够大的续航力及很强的作战攻击能力。
二战期间
在 第一次世界大战 中, 德国海军 潜艇取得了卓越的战绩。由此激发各国加速研制潜艇,并在 二战 中再显威力。同时,随着 反潜 技术的发展,促使潜艇设计观念更新,由追求水面航行性能为主逐步转向以追求水下航行性能为主。其中, 德国 在1943年至1945年4月设计、建造的U-XXI型潜艇是当时众多先进潜艇的杰出代表。
U-XXI型潜艇首次采用 流线型 艇体,首次实现了水下航速(17.5节)高于水面航速(15.5节)。潜艇装载了三组 蓄电池 ,使该型潜艇具有了前所未有的长时间、远距离和高航速的水下活动能力。潜艇装备了先进的通气管装置,实现了在水下状态为艇上蓄电池充电,使潜艇向以水下活动为主的真正潜艇跨进了一大步,并对战后世纪各国潜艇技术的发展产生了深远的影响 。采用了分段建造模式,创造了一种批量建造的模式,使最终实现模块化建造的潜艇。
U-XXI型潜艇为减少阻力,减少了艇体外表面的附体结构,采用了双壳体结构,中间部分采用了8 字形 耐压体结构。布置了6具鱼 水雷 共用发射装置,携雷多达23枚。使用低速推进电机,降低了噪声。 第二次世界大战 后,美英苏法等国家的潜艇设计都借鉴了U-XXI型潜艇的特点。
二战期间, 德国 在潜艇技术方面另外一个引人注目的成就是开辟了潜艇AIP(不依赖 空气动力 装置)技术发展的先河。当时德国研制出了“沃尔特”型闭式循环汽轮机装置,该装置利用 过氧化氢 在封闭环境下产生推动力,使潜艇能够在水下进行长时间的持续潜航。“沃尔特”型闭式循环汽轮机装置对战后世界各国开展 常规潜艇 的AIP技术发展起到了很大的推动作用。
冷战期间
第二次世界大战 后,各国海军强国均对潜艇水下航行性能展开了深入研究。 美国 经过大量研究,最终确定水下高速潜艇的最佳线型——水滴型艇体线型。1952年3月15日,美国再布茨茅斯海军 造船厂 开工建造一艘采用水滴型线型的实验性潜艇—— 大青花鱼号潜艇 ,该艇于1953年8月1日下水,同年12月5日完工,随后进行了大量试验。1972年9月1日退役。
“大青花鱼”号潜艇首次采用水滴型线型和单轴单桨,水下航速达到33节,是当时最快的潜艇。 首次应用HY-80型钢材,验证了其用于潜艇的适用性;试验确定了 操纵面呈十字形并布置在 螺旋桨 之前;验证了潜用数字式多波束扫描 声呐 和拖曳 声呐 的有效性等。该艇的技术成果,对于世界各国海军潜艇的设计和发展产生了深远的影响。 荷兰 引入其技术研制了”旗鱼“级潜艇;而 英国 借鉴其技术研制了”支持者“级潜艇。
第二次世界大战 后, 美国海军 把潜艇发展的重点研制方向瞄准了核推进技术。美国海军为了提升潜艇的水下连续潜航续航能力和验证压水型 核反应堆 在潜艇推进方面的适应性。 “鹦鹉螺”号 于1952年6月14日在 康涅狄格州 格罗顿电船公司安放 龙骨 。 1954年1月21日下水,同年年底竣工;1955年1月17日首次试航;1957年进行了三次 北冰洋 试验性探险;1958年5月25日至8月,完成了具有重大意义的首次水下穿越北冰洋探险。
鹦鹉螺号核潜艇 长90米,水面排水量3530吨,平均航速20节,最大航速23.3节,最大潜深150米;外形呈 流线型 , 核动力 装置占据1/2艇长,可在水下以最大航速航行50天,无需添加任何燃料, 这是 常规潜艇 所无法比拟的。
”鹦鹉螺“号 核潜艇 研制成功,开创了舰艇核动力革命的新纪元,不仅对潜艇技术发展具有重大推动作用,而且推动了核动力水面舰艇的发展。随后,苏、英、法、中国等国也相继发展了自己的 核潜艇 。
1947年2月, 美国海军 在SS-348” 鲟鱼 ”号潜艇上进行了 导弹 发射试验,其后,根据多次导弹研制过程中积累的经验和技术数据,制定了一系列由潜艇发射导弹的研制计划。从此,导弹武器逐渐开始成为潜艇的主要武器之一。
冷战后
美苏冷战 结束后,世界各国潜艇的发展趋势是拥有潜艇的数量日渐削减,但是潜艇的性能却不断提高。 常规潜艇 因有吨位和尺寸小、噪声和目标强度低、机动性好、价格低廉及适于沿海、浅海活动等优势,仍然受到世界上大多数国家海军的重视。但是常规潜艇存在 蓄电池 容量有限,水下续航力短,需要定时浮至水面的通气管深度充电,容易暴露。为此,人们研制了多种不依赖 空气动力学 (简称AIP)装置,并应用于常规潜艇。
瑞典 于1996年研制陈功装备 斯特林发动机 (SE/AIP)的”哥特兰“号潜艇,是世界上第一艘成功应用AIP的 常规潜艇 。 ”哥特兰“号潜艇于1992年11月20日开工建造,1995年2月2日下水,1996年服役。其水上排水量1240吨,水下排水量1490吨;装备2台V4-275RMKII型斯特林发动机(额定输出功率65千瓦),2台 柴油 机组,1台主推进电机;SE/AIP在低速航行时使用,高速时仍用艇上 蓄电池 的能量推进;水下连续潜航时间可达14天 。
装备SE/ AIP系统 的”哥特兰“号潜艇研制成功,标志着 常规潜艇 技术取得了具有历史意义的突破性进展。使得 常规潜艇 水下作战能力有了质的飞跃,”哥特兰“号潜艇在参加演习时就屡次突破 美国 的反潜网。 AIP已经成为新型常规潜艇的主要技术特征之一。
核潜艇 方面,各国的核潜艇(主要是美俄)数量大幅度削减,从大约330艘锐减到140艘。各国不断提高新建潜艇的性能,一方面对现有潜艇进行现代化改装,以满足新时期的需求。比如,美国就将部分 俄亥俄 弹道导弹潜艇 改装为巡航导弹/特种兵力运输核潜艇。
潜艇分类
按动力区分
核动力潜艇
核动力潜艇也称核潜艇,其动力装置是 核反应堆 加蒸汽轮机。 核潜艇自20世纪50年代中期问世以来,已经成为大国海军完成其海洋战略的主要作战工具之一。 核潜艇 主要有如下显著的技术特点:
美国 发展 核潜艇 起步最早,技术水平始终居世界领先地位,目前拥有 俄亥俄级核潜艇 、“ 弗吉尼亚 ”级攻击核潜艇、 海狼级攻击核潜艇 等。 俄罗斯海军 素称“潜艇海军”,十分重视发展 核潜艇 。40多年间建造了250余艘 核潜艇 ,数量始终多于美国。目前装备有“北风”级导弹导弹核潜艇、“亚森”级攻击核潜艇等。 除了美俄两国之外,还有 英国 、 法国 、中国、 印度 拥有 核潜艇 。 美、俄作为核潜艇大国,其核潜艇发展具有代表性,可分四代:
第一代核潜艇技术特点
第一代 核潜艇 建造于20世纪50年代中期至60年代中期,主要解决了水滴线型的水动力性能验证、 核动力 装置与潜艇的适应性、 导弹 与潜艇的适应性等问题。为了在满足战略急需的同时降低技术风险,第一代 攻击型核潜艇 采用了 常规潜艇 已成熟的设计。 战略核潜艇 的设计思想则是把 攻击型核潜艇 从 部切开,嵌加导弹舱段。由于对减振降噪问题缺乏重视,第一代 核潜艇 噪声非常大。 苏联 核潜艇 辐射声能量近乎 美国 核潜艇的100倍,反映了当时两国工业基础水平的差距。第一代核潜艇主要用于进行各项试验和训练、建立水下远程航渡路线和开展水文调查,由于导弹射程近,反应堆故障率高,美俄均未真正形成海基核力量。 代表型号:美国的乔治华盛顿级、 鱼级等;苏联:H级(658型)、N级(627型)、645型等。
第二代核潜艇技术特点
第二代核潜艇建造于20世纪60至70年代,主要解决了水下性能的完善和提高、 核动力 装置安全可靠性的提高、 战略导弹 水下发射等问题。 战略核潜艇 与 攻击型核潜艇 开始采用独立设计。随着美俄工业基础水平的增强, 核潜艇 的 管路 、设备及元器件的质量与可靠性不断提高,核动力装置的安全可靠性有了较大提升,核潜艇的续航力优势得以充分发挥。核动力装置轴功率略有增加,具备自然循环能力,堆芯寿命延长到10年左右。艇内开始安装吸声材料,对 汽轮机 等主要噪声源设备采用了多层减振技术,辐射噪声比第一代 核潜艇 降低了10~20 dB。代表型号: 美国 伊桑艾伦级、长尾鲨级和鲟鱼级; 苏联 :Y级(667A型)、阿尔法级(705型)和M级(685型)。
第三代核潜艇技术特点
第三代核潜艇建造于20世纪70至80年代,在 核打击 、 核安全 和声隐身3个方面实现了跨越发展,重点突破了 战略导弹 水下齐射及分导多弹头技术、巡航导弹垂直发射及远程精确制导技术、反应堆自然循环技术、噪声源设备集成减振技术等难题。 导弹 射程、精度、突防能力和打击威力均大幅提高。其中, 弹道导弹 打击距离超过8000 km,打击精度在500m以内。对陆攻击巡航导弹打击距离超过1000 km,打击精度在100m左右。 核动力 装置轴功率超过30000马力,反应堆自然循环能力提升至15%,大幅降低了低速航行工况下的辐射噪声。通过采用浮筏、七叶大侧斜 螺旋桨 、敷设 消声瓦 等降噪措施, 核潜艇 声隐身能力大幅提高,美俄差距显著缩小。代表型号: 美国洛杉矶 级、 拉斐特级 ; 苏联 / 俄罗斯 德尔塔级、 941型战略核潜艇 (941型)、阿库拉级(971型)等。
第四代核潜艇技术特点
第四代核潜艇 建造于20世纪90年代,至今仍在发展,主要被设计用于应对冷战后地区性危机。第四代艇全面采用模块化设计建造技术,多任务能力增强,全寿期费用下降。 战略导弹 打击距离超过10000 km,打击精度在100m左右。 核动力 装置轴功率超过36.77MkW,反应堆自然循环能力达到30%,中低功率条件下,自然循环静音航速达到12~15kn。堆芯寿命达到30年,基本做到与艇同寿。主机舱采用浮筏式减振的整体模块设计,艇上推进设备使用的 动力 电缆 、 阀门 和泵等显著减少,大幅降低了潜艇辐射噪声。代表型号:美国 俄亥俄 级、海狼级和 弗吉尼亚 级; 俄罗斯 北风之神级(955型)、亚森级(885型)。
常规动力潜艇
常规动力潜艇 也称 常规潜艇 ,是指采用常规动力,即以 柴油 机- 蓄电池 作为动力的潜艇。 美苏冷战 结束后,以 美国 为首的大国海军战略重点由全球转向地区,作战区域由远洋转向近岸,这使得成本低、机动性好、浅水作战性能好的常规潜艇受到青睐。各项技术也随之快速发展。 随着科学技术的进步和高新技术在常规潜艇上的不断应用,使常规潜艇的隐蔽性、续航力、打击和抗打击能力有了很大的提高,使其成为一种具有威慑作用和突击作用的 兵种 。
近年来,各主要海军国家都把潜艇作为海军装备发展的重点,不单是 发达国家 ,一些发展中国家尽管自己没有设计建造潜艇的能力,也不惜重金纷纷向潜艇建造国购买。主要 常规潜艇 生产国,如 德国 、 俄罗斯 、 法国 、 瑞典 、 荷兰 等,为适应未来作战和争夺军火市场的需要,都在研制新一代高性能潜艇。 中国近些年也跻身新型潜艇出口国的行列, 巴基斯坦 从中国引进了“汉果尔”级潜艇,在 巴基斯坦 和中国建造的多艘潜艇正处于不同的建造状态。
从近年各国常规潜艇的发展来看,主要性能和技术呈现出了如下几种发展趋势:
按用途区分
攻击潜艇
攻击潜艇的主要任务是:对敌人大、中型水面舰艇、潜艇实施战术攻击;破坏敌人海上交通线;对敌方港口、岸上设施实施战术攻击;执行侦察、巡逻、布雷等任务。
战略导弹潜艇
战略导弹潜艇又称 战略核潜艇 ,它的主要使命是摧毁敌人固定的军事、政治、工业、交通中心等战略目标或设施,通常是指携带有 核弹头 的 弹道导弹潜艇 。 弹道导弹核潜艇是“三位一体”的战略 核威慑 兵力的中坚力量。潜基弹道 导弹 生命力强,突袭威力大,具有打击硬目标的能力,已经成为有效的“核报复力量”或“第二次核打击力量”。
当前,国外仅有美、俄、英、法 四国 具备 战略核潜艇 研制的实战化使用能力。截至2020年,各国具备实战能力的战略核潜艇包括 美国 14艘 俄亥俄 级, 俄罗斯 1艘德尔塔III级、6艘德尔塔IV级、4艘北风级, 英国 4艘前卫级, 法国 4艘凯旋级。当前,世界 核大国 也正在不同程度的开展新一代 战略核潜艇 的研制工作。
国外新一代 美国弹道导弹核潜艇 发展方向:
特种潜艇
除了上述两类用途的潜艇外,我们把执行其他任务的潜艇统称为特种潜艇。 目前主要有以下几种。
雷达哨潜艇
雷达哨潜艇的特征是装备有大功率雷达,用于对来袭的敌机进行早期预警,或者为拦截敌机的己方飞机进行引导,也可用于干扰敌方的无线电通信及雷达。雷达哨潜艇工作时必须浮出水面,容易被敌人发现并遭受敌方攻击;潜艇的 干舷 低,雷达效能也受到一定限制;为了存放大型 雷达天线 , 潜艇指挥塔 围壳尺寸显著增大,影响了潜艇的水下性能。目前,随着技术的发展,雷达哨潜艇的价值已不大。
布雷潜艇
布雷潜艇利用专门的布雷装置在水面或者水下布设 水雷 。历史上出现过专门的布雷潜艇,目前这类专门用途的潜艇已不再建造,而是用潜艇的 鱼雷 发射管来执行这类布设水雷的任务。
运输潜艇
运输潜艇利用艇内或 上层建筑 上设置的专门设备来输送液体或固体物资,向海上 舰艇 补给燃料、武器弹药以及输送部队人员登陆。但目前由于在建造、运行的经济性上还存在一些问题,这类潜艇发展缓慢。
深潜救生艇
.深浅 救生艇 是一种单用途的小型 袖珍潜艇 ,用于对遇难(坐沉海底)的潜艇的艇员实施救生作业。救生时利用深潜 救生艇 下部的钟形连接器与潜艇的救生平台对接,把艇员营救到深潜救生艇上,然后转运至救援船只上。
按潜艇的艇级分
大型潜艇
大型潜艇的排水量在2000吨以上,续航力大于10000 海里 ,有能力在远离自己基地的敌岸沿海和大洋交通线上进行战斗活动。它的武器装备储量大,观察通讯设备齐全,具有很强的作战能力。
中型潜艇
排水量在1000~1500吨左右的潜艇被列为中型潜艇。中型潜艇的续航力在5000~10000海里左右,能到中远海活动。由于受到艇体容积限制,一般情况下武器装备比大型潜艇弱,观察通讯器材不如大型潜艇齐全,但是也具有很强的威力。
小型潜艇
排水量在300~500吨之间的潜艇为 小型潜艇 。它的续航力一般小于5000 海里 ,适宜中近海、狭窄海域或浅水区活动。它的武器装备较弱,所以攻击能力较弱。
袖珍潜艇
袖珍潜艇 的排水量仅在几十吨内,续航力很有限,只能在沿岸浅水区或者携带袖珍潜艇的母舰附近活动。但是它简单易造、目标小,却可以执行一些特殊任务。
第二次大战期间, 日本 海军为了以劣势的舰队战胜优势的 美国海军舰队 ,其中一个措施就是采用袖珍潜艇。,在开战之初,由母舰搭载袖珍潜艇去攻击美国舰队。
1933年,首次完成了样艇的建造。1940年,根据首制样艇的试验结果,又建造了两艘试验艇。1941年8月第建成12艘 袖珍潜艇 ,可由一艘母舰搭载。为了保密,这种袖珍潜艇被临时成为“甲标的”。该型艇的全长为23.9米,直径1.85米,排水量43.75吨,动力装置为600马力电机1部,设计航速25节,续航力为21.5节航速时航行50分钟(6节可以航行8小时),潜航深度100米,45厘米 鱼雷 发射管2个,有2名艇员。
1941年12月7日18时30分, 日本 海军潜艇潜航到 珍珠港 入口处。按顺序放下袖珍潜艇,所有 袖珍潜艇 都成功地突入了珍珠港内。但是所有 袖珍潜艇 都未能返回,从美方公布的资料看出,袖珍潜艇未能取得任何成果,但是它给敌方以严重威胁,产生了巨大的心理效应。
按潜艇的艇体结构形式分类
单壳体潜艇
从剖面看,单壳体潜艇的艇体是由耐压壳体所组成,艇体结构比较简单。潜艇各种用途的液舱和设备全部布置在艇内,舱室内非常狭小,艇员的工作和生活环境较差,也限制了布置大量的装备。 从应用工程角度来说,这类潜艇无论是在制造时间、消耗的人力物力资源等方面均比 双壳体潜艇 少。单壳体潜艇便于节省时间,优化资源配置,降低制造成本。这类潜艇主 压载水舱 容积小,速度优势十分明显。但是, 单壳体潜艇 也存在储备 浮力 小、生命力低的缺点。 美国 及部分西欧国家潜艇主要以单壳体结构为主。比如 德国 的209潜艇、 法国 鲉鱼级潜艇 、瑞典 哥特兰级潜艇 。
个半壳体潜艇
所谓个半壳体潜艇就是在耐压壳艇体的外面还部分地包覆一层耐压或非耐压的机构,利用两层结构之间形成的空间布置潜艇的主要液舱。与 单壳体潜艇 相比,内部空间和外部型线得到了改善。但由于耐压壳体底部暴露在外面,布置在底部的 通海 阀门 等也易被碰撞损坏。 这种结构型式过去通常用于中型潜艇,现在已很少采 用。
双壳体潜艇
双壳体潜艇的耐压艇体外面全部被耐压的或非耐压的外壳所包覆,这样就弥补了个半壳体的缺点。这层壳体除了在舯部有一段是部分耐压的外,其余都是非耐压的轻型结构,称之为轻外壳。在制造时轻外壳易于弯曲加工,容易做到使潜艇的型线趋于光顺,满足 流体 动力性能方面的要求,轻外壳也起到保护内艇体和布置在耐压艇体外设备的作用,提高了潜艇的生命力。 但是, 双壳体潜艇 也存在一些缺点:湿表面积大、隐蔽性差;吨位一致的条件下,耐压艇体容积较小;艇表开口多,设备布置困难,后勤维护较为繁琐。 俄罗斯 潜艇传统上多采用双壳体结构,比如 K级潜艇 。 我国潜艇延续了俄罗斯的风格 ,在潜艇结构的设计方面多采用双壳体结构。
单双壳体混合式潜艇
在此类潜艇上,单壳体和双壳体 结构式 混合应用的。 国外新一代 常规潜艇 已经开始普遍采用单双混合壳体结构,该结构兼具单壳体和双壳体的性能优势。比如俄罗斯的“拉达”级潜艇就一反俄罗斯长期惯用的双壳体结构形式,采用了以单壳体为主的单双混合壳体结构,整个艇体分为5个舱段,前4个舱段为单壳体、仅尾部舱室采用双壳体结构。 西班牙 的S-80A级潜艇也采用了单双混合壳体结构。
潜艇的武备
潜艇的武器装备是由其使命任务决定的,并与潜艇的战术技术性能,尤其是隐蔽性相适应。随着科学技术水平的提高,潜艇武备和潜艇本身一样也在向更现代化的方向发展。目前,潜艇的武备主要包括 鱼雷 、 水雷 和 导弹 。
鱼雷和水雷
鱼雷是依靠自身动力按照一定航向和深度前进,将所携带的炸药送到敌 舰艇 或潜艇附近爆炸,摧毁敌舰或敌潜艇的一种水中兵器。潜艇使用鱼雷具有能在水下一定深度隐蔽发射的特点。
水雷使专门用于布设在水中,能在特定条件下自行爆炸摧毁敌人舰艇的一种水下兵器。许多战例表明,在战争中正确地使用水雷武器往往能获得很好的政治军事效果。潜艇装备 水雷 武器,最大的优点使能做到潜航隐蔽布雷,使敌人难以发现,给敌人出其不意的打击。
导弹
凡是能够依靠自身携带的燃料作为推进动力,装有能够自动导向目标的设备,最后命中并摧毁目标的飞行器统称为 导弹 。导弹是潜艇的一种进行性武器。潜艇装备导弹后,能够利用海洋隐蔽活动,不易被敌方发现,减少了导弹发射阵地遭到打击破坏的可能性。而且由于导弹射程远、速度快、威力大,能够在很远的敌方对敌方岸上目标、海上目标进行打击。潜艇装备的导弹主要有: 弹道导弹 、 飞航式导弹 和 防空导弹 。
潜艇构造
潜艇的结构
潜艇是由成千上万个不同用途的零部件组成的,布置的合理与否影响着潜艇的各项战术技术性能,通常在设计时将潜艇划分为若干舱段,其目的是隔开不同用途的舱段,使工作时互不干扰;压缩耐压壳艇体的纵向跨度,保证艇体有足够的结构强度;保证破损后不沉性和提高潜艇的生命力。
各型潜艇设计存在差异,但通常包含以下主要舱段:武备舱( 鱼雷 舱或 导弹 舱)、指挥舱、动力舱(含 蓄电池 舱、柴油机舱、电机舱或核反应堆舱等)、辅机舱、居住舱、主要液舱、艏端、艉端、上层建筑及指挥台围壳等。其中,主要液舱包括主压载水舱与快潜水舱等辅助压载水舱。潜艇通过分布于艇身两侧的密封舱室——压载水舱的注水与排水操作实现重量调节:下潜时,开启水舱阀门使海水注入主压载水舱,潜艇重量随之增加,当重量超过所受 浮力 时开始下沉;紧急下潜时,仅依靠主压载水舱注水无法满足速度需求,需通过快潜水舱辅助注水以加快下潜进程。
指挥台围壳主要用于布置水上驾驶室和各种用途的升降装置,比如柴油机通气管、 潜望镜 、雷达等,部分潜艇的艏升降舵也位于指挥台围壳上。
潜艇动力装置
潜艇的动力装置主要用途是供给潜艇原动力,使其能获得一定的水上或水下航行速度;其次是供给潜艇上各种电器设备、仪表所需的 电能 。此外,动力装置还可以像 潜艇潜浮系统 供给 压缩空气 或燃气以排除主 压载水舱 中的水。
现代潜艇的动力装置主要分为:
柴-电动力装置
早期潜艇曾经尝试使用压缩空气、人力、蒸汽、燃油和电力作为动力来源。而真正成熟的第一种潜艇动力来源是以柴油机配合 电动马达 (柴-电)作为共同的动力来源。
第一次世界大战 之前,潜艇开始使用柴油机配合 电动马达 作为潜艇的动力来源,柴油机负责潜艇在水面上航行以及为 汽车电瓶 充电,在水下,潜艇使用预先储备在电瓶中的电力航行。由于 电瓶 所能够储存的电力必须供全舰设备使用,潜艇无法在水下长时间航行,必须浮上水面充电。
第二次世界大战 之前, 荷兰 研制出了通气管,通过通气管,潜艇可以在 潜望镜 深度下使用柴油机。降低了潜艇被发现的概率。
核动力
核动力的原理是通过 核反应堆 产生的高温让 蒸汽机 中产生的蒸汽驱动 蒸汽轮机 ,来带动 螺旋桨 或者是 发电机 产生动力。最早成功的在潜艇上安装核反应堆的是 美国 的 “鹦鹉螺”号 潜艇。
核潜艇 相比 常规潜艇 ,具有动力输出大,动力续航高,速度快等优点。不过 核潜艇 也有技术难度大、稳定性差、建造费用高、噪音大以及维护要求高等缺点。
不依赖空气推进系统(AIP)
1930年, 德国 沃尔特博士提出以 过氧化氢 作为燃料的动力机系统。在 第二次世界大战 末期,沃尔特发明了”沃尔特式动力机“,通过燃烧过氧化氢推动 内燃机 工作,由于过氧化氢 燃烧反应 产生 氧气 ,所以不需要额外空气,但早期的沃尔特式动力机不可靠,因此德国只生产了几艘采用这种动力的潜艇。
现代不依赖空气推进装置主要有 斯特林发动机 、 燃料电池 、闭式循环柴油机等。
潜艇的观通导航设备
水声设备
因为 电磁波 和光波在海水中传播 衰减 很快,而 声波 相对来说容易传播。因此,人们利用 声波 在海水中传播的特性,制成各种用途的设备统称水声设备。用于水下搜索、警戒、跟踪、定位、通信、导航、探雷、侦察、识别等的水声设备通常称为 声呐 。 声呐 主要分为:主动声呐和被动声呐。
潜艇上声呐的主要使命是:
导航设备
潜艇的导航系统及设备的作用是确保潜艇在水下的安全、航行、定位和作战。目前在潜艇上使用的导航系统主要有:雷达设备 天文导航系统 、雷达导航系统、卫星导航系统、近程和远程 无线电 导航系统、 惯性 导航系统和综合导航系统等。前4种导航系统属于非自主式导航熊,在使用过程中,均要求潜艇露出水面,才能接收到所需要的导航信息;而后面2种导航系统属于完全自主式的导航系统,其工作不依赖于外界信息,有利于提高潜艇的隐蔽性。
现代潜艇通常采用多种 导航技术 于一体,目前弹道导弹 核潜艇 、攻击核潜艇、 常规潜艇 的导航主要是以惯导导航为核心的综合导航系统。特别是对于 战略弹道导弹核潜艇 ,需要高精度和长时间水下隐蔽航行,需要尽量减少 无线电 或 卫星 导航,因此对潜艇导航系统的自主性、无源性高精度和长时间的 可用性 要求非常高。
无线通讯设备
潜艇作为重要的水下作战平台入水后,受自身装备限制,获取外界 信息能力 有限,通信保障需求强烈,但水下通信较为困难,不易实现实时、双向、远距离通信。 目前潜艇通信手段主要分为无线电通信和 水声通信 。 长波 、浮标、 卫星 等属于无线电通信方式, 也是各国使用和发展的基本通信方式;水声通信可以实现潜艇深海远距离通信, 是一种相当具有发展前景的通信方式。
潜艇战绩
第一次世界大战
1914年9月20日, 德军 U-9号潜艇 在 英国 至 比利时 一代海域设伏,在短短一个多小时里,一艘排水量仅为数百吨的潜艇,一举击沉了 英国皇家海军 3艘12000吨的 装甲巡洋舰 。除此之外,在战争爆发的头4个月, 德国 潜艇还先后击沉 英国 皇家海军3000吨的“帕斯法达因”号 轻巡洋舰 、“毫克”号巡洋舰以及“福来达布尔”号 战列舰 ,取得了一系列重大成果。
在 第一次世界大战 期间,德国投入战争的潜艇总数为372艘,通过不断袭击 协约国 的军舰和 商船 ,试图切断 英国 赖以生存的海上贸易,加速英国的崩溃。1916年至1917年,最严重的时候,每个月被德国击沉的协约国 商船 吨位约为30万吨。1917年4月,更是达到了85万吨。
第二次世界大战
1939年9月17日,在 第二次世界大战 爆发仅仅2周之后, 德国 的潜艇便击沉了 英国皇家海军 的“勇敢”号航空母舰。同年10月, 德军 的 U-47号潜艇 向停泊在 斯卡帕湾 的 英国 皇家海军的“皇家 橡树 ”号 战列舰 进行了偷袭,使这艘排水量33000多吨的巨舰在短短的十几分钟内迅速沉没。之后,德国潜艇开始不断袭击 英国 的运输船只。1940年6月,英国有近30万吨的运输船只被德军潜艇击沉;1940年10月,英国运输船只被德国潜艇击沉的总吨位达到35万吨。
在 第二次世界大战 期间, 德国 投入战争的潜艇共有1150艘,其中807艘被盟军击沉。盟军被 德军 潜艇击沉的舰船为2882艘,受到重创的舰船为264艘,盟军舰船损失的总吨位为1440万吨。
日本 在 太平洋战争 爆发前拥有62艘潜艇,之后又建造了117艘,还从 德国 引进了8艘。到战争结束,日本共损失127艘潜艇。在整个太平洋战争期间,日军潜艇击沉 美国 及其盟友 航空母舰 3艘、 重巡洋舰 1艘、 轻巡洋舰 1艘、 驱逐舰 5艘以及潜艇2艘。此外,日军潜艇还击沉美国及盟友运输船只179艘,总吨位90余万吨,击伤运输船只49艘
马岛战争
1982年4月2日, 阿根廷 派军队登陆并攻克了 马尔维纳斯群岛 , 马尔维纳斯群岛战争 爆发。1982年5月2日, 英国 “征服者”号核潜艇 在200 海里 戒严区以外附近发现了阿根廷巡洋舰“贝尔格拉诺将军”号。阿舰于4月26日从阿根廷最南端的港口 乌斯怀亚 启航的,舰上有1000多人,其中300人是新招募的,平均年龄只有18岁。5月2日下午4时,“征服者”号在不到3海里的地方发射了第一枚 鱼雷 ,命中了“贝尔格拉诺将军”号的左舷艏,第二枚鱼雷命中舰尾,将其击沉,一共造成“贝尔格拉诺将军”号上368名舰员阵亡。 这次战斗迫使 阿根廷海军 舰艇不敢出港进行战斗,为 英国 取得 马尔维纳斯群岛战争 的胜利创造了条件。