揭秘潜艇设计:单双层壳的优劣

深度 2024-05-30 16:55 阅读:

揭秘潜艇设计:单双层壳的优劣 第1张

台湾的“海鲲”号潜艇引发了关于单双层壳体优劣的讨论。潜艇在水下要承受水压力,耐压壳体是最基本的关键技术。对于容器来说,最有利的耐压形状是球形,但球形的内部不便利用,阻力很大。退而求其次,就是带半球端的圆柱体。这正是潜艇艇体的基本形状。

揭秘潜艇设计:单双层壳的优劣 第2张

解放军的潜艇都是双层壳的。双层壳的好处是外形容易满足水动力要求,内外层壳体之间的空间帮助吸收鱼雷攻击的能量,有利于隔离内部动力机械的噪声,还便于布置压载水舱、燃油舱、辅助设备舱等不怕浸水的舱室、设备,把耐压壳体内的空间用于宝贵的动力设备、指挥控制、人员住舱和武器弹药。

揭秘潜艇设计:单双层壳的优劣 第3张

在设计上,外层壳专注水动力要求,内层壳专注耐压要求。在制造上,耐压壳体的制造比较单纯,双层壳的制造复杂性其实在于外层结构在制造上的“繁”而不是“难”。

单层壳的特点正好相反。一般单层壳潜艇的耐压壳体直径比同级双层壳潜艇更大,艇内有用容积更大,但对钢板和焊接的要求更高,而且大量辅助舱室占用耐压壳体内的宝贵容积。

双层壳的坏处是:在给定的耐压壳体内容积的情况下,艇体外廓增大,排水量增大,阻力增大,动力要求提高,水动力噪声增大,常规动力的话水下续航力降低。

欧洲潜艇大多采用混合壳体。除了艇艏和艇艉的水动力外罩,在中段主要艇体部分,下半艇体为单层壳,上半艇体套上梯形截面的非耐压外罩,形成独特的“耸肩”截面。这比较好地结合了单双层壳的特点,既把辅助舱室安排到内外壳之间,又避免过度增加艇体截面积。

俄罗斯常规潜艇已经在混合壳体化了,“拉达”级和“阿穆尔”级就是这样。下一代中国常规潜艇可能也会走混合壳体的路线。通过深入分析单双层壳的设计特点和优缺点,揭示了潜艇设计的奥秘。