潜艇的“脸”:指挥台围壳的秘密(下)

苏联孔雀石设计局设计了苏联第一型核潜艇——627 型攻击核潜艇,在围壳设计方面一直很敢于创新,第一次设计出流线型的指挥台围壳,并在后续的V 级(671 型) 、A 级(705 型) 、 “阿库拉” (971 型)级上延用了下来,流线型的围壳使流经艇体的水流光顺许多,避免了高速水下转弯出现横摇,但也加大艇体的湿表面积,不利于提高水下航速。苏联攻击核潜艇围壳相对美国核潜艇大的多,除了围壳里面的潜望镜、雷达、通信天线、侦察天线等由于电子技术落后,要比美国的体积大之外,还有一个重要原因,就是苏联第三代核潜艇多数安装漂浮救生舱。

苏联潜艇的漂浮救生舱示意图,把这玩意塞到围壳里,围壳能小吗?如下图。

阿库拉级(971 型)多用途核潜艇“萨马拉”号的流线型围壳相当庞大, 足有二十多米长,里面还藏着能救 30 ~ 40 人的漂浮救生舱,注意围壳前上方伸出的几个棍子,里面藏着非声学跟踪设备,据称能象猎犬一样,探测到经过几十个小时的潜艇留下的踪迹。

与孔雀石设计局激进优美的流线型围壳相比,红宝石设计局要保守得多,很少在围壳方面的什么创新,俄罗斯最新的“北风之神”级战略导弹核潜艇,围壳前部居然是前倾,这种设计也许是是为了让该潜艇进入水下 40~50 米的发射阵位时,平缓后方的水面,不会对出筒的“布拉瓦”级战略核导弹造成干扰。

苏联人的流线型围壳其实美国人也很羡慕,不过由于艇体结构的巨大差异,美国人并没有采用苏联人的设计方案,只是在翼型的围壳前方,增加了鼻子形的填角,填角并不能完全解决横向机动性差的毛病,但对于降低流体噪声有着重要的作用。高速航行时的海水流经围壳,在围壳的前下方产生驻点,向两侧流动的过程中,高低压转换会产生不稳定的湍流,也叫“马蹄涡”,这种湍流有规律的“敲击”薄弱的围壳两侧,会激发出特定频率的水下辐射噪声,对潜艇的声隐身不利。

美国人正在利用本尼奥瑞尔湖试验场,进行新型核动力潜艇围壳改进方案的验证,据说在后续的“弗吉尼亚” 级核潜艇上会采用。

澳大利亚海军的科林斯级潜艇,该潜艇的原始设计方案是瑞典人搞的,没有围壳的填角,水下噪声严重超标,这个填角是根据美国专家的降噪改进意见加上去的。

2012 年,瑞典老牌军工企业考库姆公司提出了 A26型常规潜艇的设计方案,目前正积极向泰国海军推销,A26 的围壳设计方案标新立异,有点像蒙着头巾的大侠,这种看上怪怪的围壳,其实是计算机流体力学反复验算的结果。从流体动力学上来讲,这种型状的围壳既解决了马蹄涡产生流激噪声问题,也兼顾常规动力潜艇接近水面航行的要求,应当是常规动力的潜艇最佳方案。

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