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本帖最后由 晨枫 于 2023-10-13 14:48 编辑 ) |: `4 X3 m0 n
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庄子曰:北冥有鱼,其名为鲲。9月29日,台湾在滴水不沾的情况下“下水”了“海鲲”号潜艇,这是伪鲲。但在哈尔滨工程大学庆祝70周年校庆的宣传片中,出现了一款从未曝光的新型核潜艇展板,一般认为这是全新的095级核动力攻击潜艇。这才是真鲲。! W) {0 L' o/ L- w/ _
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, M- r) w3 z9 W& r p核动力攻击潜艇和核动力弹道导弹潜艇合称核潜艇,但在这里为了简便,用核潜艇简称核动力攻击潜艇。核动力弹道导弹潜艇是完全不同的另一个话题,这里不涉及。. Z7 s; A1 A4 p- }# `0 G
1 f% ~. j: I _091代表中国核潜艇从无到有的第一步,但由于时代和技术条件限制,091留下很多遗憾。093是现在的主力核潜艇,在21世纪初开始服役,已经发展了若干亚型,有些具有发射巡航导弹的能力。一般认为,093在技术水平上接近美国“洛杉矶”级。
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“洛杉矶”级在80-90年代领先世界,但在今天不够给力。美国海军正在退役现有的“洛杉矶”级,计划用“弗吉尼亚”级全部替换,下一代的SSNX也在研制之中。# @6 E* W M; R5 {
0 A4 m; @4 V/ G8 {$ @根据西方的公开信息,095长约115米,宽12米,潜航深度约500米,排水量约1万吨,采用更加安静的泵推。这些当然是推测,西方也从不出示推测的依据。但根据哈工程的图版,貌似很有几分道理。
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4 b0 k% N) o$ R0 \+ Q# v* o核潜艇与水面战舰一样,吨位有逐步增大的趋势。093的吨位约6100吨,比“洛杉矶”级的6900吨还小。“弗吉尼亚”级增加到7900吨级,“海狼”级进一步增大到9000吨级(加装特种作战模块的“卡特”号增加到12000吨),加装VPM大桶垂发模块的“弗吉尼亚”Block V增加到10200吨,俄罗斯的“亚森”级更是达到13800吨。4 m5 D0 f4 e* s \$ \+ I& V: ` v
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噪声是潜艇的大敌,核潜艇的最大噪声来源就是反应堆。自然循环的反应堆可以把反应堆噪声降到最低,但自然循环需要足够的反应堆高度才能形成,这意味着较大的艇体直径和吨位。“海狼”级高达20节的“安静航速”就是得益于12米艇体才能容纳的自然循环反应堆。“洛杉矶“级和“弗吉尼亚“级只有10米。
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核潜艇的最高航速通常至少30节,“海狼“级可达35节。但在最高航速时,水动力噪声较大,出了疯狂逃命,一般不用。安静航速意味着与电池动力的常规潜艇相仿的噪声水平。常规潜艇的电池航速一般只有4节,核潜艇的安静航速可达8节,但20节的安静航速就是”代差“了。
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095达到12米的艇体是否意味着和“海狼“级相似的安静航速,不仅取决于反应堆,也取决于推进器。
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传统潜艇推进器是螺旋桨。直径越大,弯度越大,转速越低,噪声越低。但泵推比螺旋桨的噪声更低,环罩将空泡噪声有效地约束在很窄的前后方向,大大降低了潜艇的可探测性。英国的“特拉法尔加”级在70年代就开始用泵推,美国从90年代的“海狼”级开始采用泵推,“弗吉尼亚”级也是泵推。“亚森”级依然是螺旋桨。
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3 Z {; U+ W/ v. |泵推分有轴泵推和无轴泵推。现有欧美核潜艇都是有轴泵推,驱动电机在艇内,通过穿透艇艉的传统传动轴驱动泵推。中国早就有报道马伟明团队成功研制了无轴泵推。这其实不是中国首创,但大功率无轴泵推确实没有先例。$ o5 e1 Z4 [4 K$ X$ R: R+ p
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无轴泵推没有艇内驱动电机和传动轴,环形电机与泵推的环罩整合为一体,直接驱动推进桨叶,在传统的圆心驱动浆毂位置反而是空心的。相比于有轴泵推的传统桨叶从圆心驱动,无轴泵推的桨叶在圆周处受力,弦宽最大,出力也最大,形成筒状推进水流,有利于在低转速下就形成较大的推进力,还能迅速与环境海水迅速混合,降低尾流。空心的圆心也避免了杂物缠绕,海草、渔网从中直接“吐”出去。: t9 q1 g: H2 k/ u: j$ L9 [6 U/ v# O: C
4 ^6 U' P0 w9 {2 n' y# W相比之下,有轴泵推还是形成相对实心的杆状推进水流,需要较高转速才能形成足够的推进力,与环境海水的接触面较小,容易形成强烈尾流,也容易受到缠绕的影响。
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/ e% ^) N* p7 P2 | _- k) H% b现在还没有报道095是否用上了无轴泵推,现有图片也不足以看出是有轴还是无轴,但艇艉很特别的尖头向下的尾锥或许是一个有用的提示。! X3 T% H) g! D/ X% r) d/ I4 f3 H- J
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几乎所有已知核潜艇的尾锥都是对称的。也就是说,尾锥尖头指向正后方,推进器在中轴线上,便于传动轴的安装和运转时的平顺安静。有轴泵推也是一样。但无轴泵推取消传动轴,动力是电传动,艇艉整流罩和泵推的安装位置就灵活了。; ^: V O* Q% T' b
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“尖头向下“的尾锥可以比照为机翼的形状。也就是说,艇体成为产生水动力升力的装置,在航行中降低对压载水舱的浮力要求,减少用压载水控制深度时产生的噪声。0 h3 M' J, M, \% e
- H! L8 U3 O) {2 V艇艉的“水平尾翼”的尖端有大型短舱,这应该是拖曳式系统的收纳舱。可能一侧为拖曳声纳,另一侧为拖曳式水声对抗系统,可以比照为战斗机的拖曳式假目标。也可能是宽基线定位的需要。
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3 m* `. D3 o; J) Y" F" @095没有采用流行的X舵,也不是典型的四舵面一样长的十字舵,而是“垂尾”上长下短的近似“山”子形的四舵面。就095的大洋猎潜为主的使命而言,X舵适合浅水运作的优点无所谓,宽大的“平尾”提供最大的基线长度,X舵反而不容易做到。下舵面短宽,不超过艇底,无碍于坐底;上舵面很高大,水面航行时舵效很糟糕,但潜航时舵效强大。核潜艇的水面航行只是进出基地的短时间,这段时间相对安全,机动性无关紧要。: E$ p Q Y- V
- h% f% z O0 z; @1 p' r8 S. v围壳有明显的前缘后掠、后缘前掠和顶角圆角、底角填角,这一方面降低高速潜航时的阻力,另一方面降低水动力噪声。围壳舵则避开艇艏声纳,也便于前段艇体在水动力方面保持干净,降低阻力和噪声。
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围壳后有8管垂发,这应该与水面战舰的850毫米通用垂发有技术上的亲缘关系,可在很大程度上弹药共用。图片的清晰度不够,也有可能是两列16管垂发。/ Q9 i9 l0 }5 c' I1 D
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“弗吉尼亚”级有12管垂发,但“海狼”级没有垂发。这是因为“弗吉尼亚”级只有4个鱼雷管,需要专用的垂发管发射“战斧”巡航导弹,否则占用鱼雷管会影响反潜作战。“海狼”级因为艇体直径更大,有8个鱼雷管,部分装填鱼雷,部分装填反舰导弹和巡航导弹,各不妨碍,但艇体相对较短,取消垂发管便于艇体内的空间安排,也减少艇体开口。
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/ l, ], v( u! N095的鱼雷管数量不明。在艇体直径相仿的情况下,很可能会参考“海狼”级的8个鱼雷管。也就是说,反舰导弹、巡航导弹和鱼雷共用发射管并不碍事。但另有专用的大直径垂发管的话,就能发射弹径更大的高超音速导弹和其他重型导弹,或者潜射无人机、潜航器。这样的话,8个垂发管可能就够用了。+ l2 A, I# u# v* a' x
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哈工程以前成为哈船工,更早的名号更加著名:哈军工。哈军工的主体南迁成为国防科大后,船舶部分留下,重组为哈船工,后改名为哈工程。这是国防七子中的一员,因为哈军工的血脉,说老大都不为过。
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哈工程的宣传画板不等于军方官宣,但也绝不是信口开河的网上抓眼球之作。很期待看到095巡弋大洋。这对美国时比003更大的冲击。003可能主要还是在西太和印度洋活动,095就说不定了,谁说不能埋伏到班戈尔或者格罗顿的鼻子底下?或者圣地亚哥、诺福克?
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可惜,海鲲这样的好名字被台湾糟蹋了。095才是真鲲。9 J% L' ^& l, `$ [9 f2 ]
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