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水的阻力肯定比空气大,为何现代大多数潜艇水下航速比水面航速大

水的阻力肯定比空气大,为何现代大多数潜艇水下航速比水面航速大
2021年08月30日 23:51 新浪网 作者
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铁戈飞马 军事博主

  

  早年间的潜艇由于蓄电池性能不佳,能量储存较小,在水下也待不了多久,包括图片上的德国U型艇都需要经常浮到水面上一边用柴油机航行,一边给蓄电池充电,也就是说早年间的潜艇的艇艏都采用军舰V型艇体设计,这样有利于劈开海浪以较快的速度航行,所以这个时候的潜艇水面航速高于水下航速。

  到了1960年代之后,由于技术水平的提高包括军舰和飞机在内反潜装备水平也得相应提高,潜艇不可能再较长时间的在水面上逗留了,同时潜艇的技术水平也在进步,在艇艏位置不但有鱼雷发射管,还安装了直径较大的声呐基阵,这个时候还采用军舰舰艏那样的设计显然是安装不了大直径声呐,所以这个时候研制的常规潜艇采用了“雪茄型”设计,艇艏呈“圆钝型”设计,这样的设计有利于常规潜艇在水下航行。

  

  我军039改进型艇也是“雪茄型”设计,艇艏呈“圆钝型”,这样的设计不但有利于常规潜艇艇艏安装大直径声呐,也有利于在水下航行时劈开水流减少航行阻力和减少蓄电池能量的损耗,毕竟常规潜艇现在的蓄电池能量储备仍然没有达到理想状态,只能是在艇型设计上进行折中和平衡。

  但是,到了核潜艇时代由于艇艏安装了更大直径的声呐基阵,“雪茄艇型”也不能满足艇艏空间需要了,所以这个时候只能将核潜艇设计成“水滴💧型”,理论上来说水滴型设计在水下航行阻力是最小的,会使潜艇在水下航速更快,比如说:图片上的苏联“阿尔法级核潜艇”水下最快航速超过了40节,比所有现役的大型军舰都快,有“水下跑车”之称...而且由于有了反应堆,核潜艇除了进出港外也不需要浮到水面上,所以早年间的核潜艇对“水滴型”设计钟爱有加,大部分都攻击型核潜艇都是水滴型设计。

  但是这种艇型设计使得潜艇变得短粗,随着核潜艇的武器装备的数量增加,比如说:战略核潜艇需要有很大的平顺空间安装潜射导弹发射筒,采用“水滴型”设计显然是满足不了空间的要求,这个时候就要采用“拉长水滴型”设计,图片上的法国“凯旋级战略核潜艇”就是典型的“拉长水滴型”设计,同时攻击型核潜艇也由于武器数量的增加和核反应堆的体积增大,艇体设计也全面的往“拉长水滴型”方向发展。进入到1990年代末之后,对于核潜艇的作战要求也进一步提高,要从深海区进入到浅海区作战,“拉长水滴型”潜艇在浅海区因为浮力减小(海水密度不一样)、水流紊乱、大陆架深入到海底暗礁众多、水道狭窄...等因素的影响会有些不适宜浅海区作战,这时就出现“抹香鲸艇型”设计,图片上的英国皇家海军“机敏级核潜艇”就是这种设计,“抹香鲸型艇”艇艏底部宽大可以安装大直径声呐基阵和鱼雷发射管,上部内折角线条设计,比较狭窄有利于劈开水流式潜艇在水下航速也比较快。

  

  抹香鲸是潜水最深的鲸,它可以潜到水下3000米捕捉“大王乌贼🦑”,同时它上头部比较狭窄(嘴巴大,脑袋尖)可以快速上浮和在浅海区游弋。

  现代核潜艇也是根据仿生学原理设计了“抹香鲸型”,这种艇型既可以在深海区活动也可以在浅海区有较高的可操纵型,虽然说在浅海区不如“雪茄型”但要比“拉长水滴型”好一些。

  总之,现代潜艇的水下航速高于水面也是根据艇型设计的,大部分的常规潜艇都采用“雪茄型”设计,因为绝大多数的常规潜艇是排水量2000吨以下中型潜艇,大部分活动范围是在近海浅水区,只有个别型号的大型常规潜艇进入的深海,所以常规潜艇要设计成“雪茄型”有利于减少水下航行阻力和提高航速。

  日本的“苍龙级常规潜艇”艇艏也设计成了下宽上窄的“抹香鲸型”或者叫“组合型”,日本是海洋型国家作战区域既要在近海活动也需要去远洋执行任务,比如说:“苍龙级”就多次去夏威夷与美军演习,还去过越南的金兰湾进行“访问”...这就需要潜艇适应不同的海区作战。

  所以选择什么样的艇型设计要根据自己所在的主要海区状况而定,不是一就而僦,而艇型设计好坏也影响到了潜艇水下航速。

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