這種潛艇還有一個突出的優點,就是其磁場強度相對較弱,在水下被反潛飛機的探磁儀發現的概率要比一般潛艇小得多,即使被發現了,也能迅速下潛到一般反潛武器無能為力的深度,因為現在世界上絕大多數的反潛武器的打擊深度還不超過500米。
既然鈦合金有如此好的性能,那麼,美、英等國為什麼不采用這種材料製作潛艇呢?這主要是因為鈦合金材料的價格相當昂貴,他們認為,用這種材料製作潛艇造價太高,從效費比角度看,不是最佳選擇。
鋁合金是潛艇艇殼可以采用的另一種潛在的金屬材料。它是一種高強度、非磁性材料,強度與HYl30高強度鋼相當。同時,它比鈦合金要便宜得多,且不需要像鈦合金那麼複雜的加工設備,特別是塗料技術有了新的發展,鋁合金不用擔心會被海水腐蝕。因此,從效費比來說,它將是其它材料的有力競爭對手。
複合材料也將是未來潛艇的一種重要材料。其最大優點是強度高、重量輕。殼體材料的重量減輕,將使潛艇的有效載荷增加,從而為改善潛艇的其它性能提供了可能。如果用來增加減振、隔音柔性構件,可以改善潛艇的隱身性;如用來增加儲備浮力、改善適居性,可以增加潛艇生命力。
複合材料還具備不會被腐蝕和非磁性的優點,這是其它金屬材料所不具備的。它的非磁性不會引爆帶有磁性引信的魚雷或水雷,增加了潛艇的安全性。此外,它便於加工,可根據需要製成各種幾何形狀。複合材料的最大缺點就是它的易燃性。它在比金屬燃燒低得多的溫度下即可燃燒,並且釋放出大量有毒氣體。一般無防火保護的複合材料潛艇殼體,很容易被火燒毀。目前,科學家正在研究複合材料的阻燃技術。如果研製成功,將會使複合材料成為未來潛艇選擇的一種重要殼體材料。
第二節 潛艇的總布置
一艘潛艇由成千上萬個不同用途的零部件所組成。在潛艇上如何把這麼多的零部件合理安排在有限的空間內,協調各部分之間的矛盾達到組成一個統一的整體的目的,這就是總布置所要完成的任務。
總布置合理與否直接影響著潛艇的各項戰術技術性能。具體應從以下幾方麵考慮:
(1)在保證各項設備必需空間的前提下力求緊湊,以節省容積,減小潛艇的排水量;
(2)便於操作管理、指揮戰鬥和維護保養,提供使用上的方便;
(3)照顧到各種設備的特殊要求,給予適宜的環境,使彼此互不妨礙正常工作;
(4)要有較強的生命力;
(5)盡力改善艇員的工作和生活條件。
在總布置時總是把潛艇劃分成若幹艙段,其目的是隔開不同用途的艙室,使工作互不幹擾;縮短耐壓艇體的縱向跨度,保證艇體有足夠的結構強度;保證破損後的抗沉性和提高潛艇的生命力。劃成幾個艙段以及如何分布,各型潛艇是不一樣的。一般有這樣幾個艙段:武備艙(魚雷艙或導彈艙)、指揮艙、動力艙(蓄電池艙、柴油機艙、電機艙或核反應堆艙、主機艙)、輔機艙、居住艙、主要液艙(舷間液艙和體內液艙)、艏端、艉端、上層建築、指揮台圍殼等。
一、魚雷艙
到目前為止,魚雷仍是潛艇主要進攻武器和自衛武器。為了便於進攻,將魚雷武器布置在艇首;從自衛角度出發,為了阻止敵艦艇尾隨追擊以及增強潛艇尾部的攻擊能力,也有在艇尾布置少量魚雷武器的。
魚雷武器一般存放在潛艇的耐壓艇體內;也有將魚雷武器布置在耐壓體外的舷間空間的,這樣可以節省內部空間和縮小艇的排水量,其缺點是出航期間無法對魚雷武器進行檢修、排除故障和保養。
在耐壓艇體內用來配置魚雷發射裝置和存放備用魚雷的艙段就是魚雷艙。
魚雷發射管是存放和發射魚雷的裝備。
魚雷發射管整個長度的大部分伸在耐壓體外,隻有後麵一小段布置在耐壓體內,通過杯形連接件固定在耐壓體端壁上。
(1)垂直重疊布置適用於瘦削形艏部。
(2)水平重疊布置適用於肥大形艏部,在艇首下方可為水聲器材提供較大的空間。
(3)環形布置適用於橫截麵為圓剖麵的水滴形艏,可以充分利用艏部空間。環形發射管中間的空間又為水聲器材提供了開闊“視野”的良好位置。
魚雷發射管采用何種布置形式,決定於艇體首部的線型,另外,很大因素是決定於水聲器材在艏部需要占據的空間。有些潛艇因水聲基陣體積龐大,幾乎占去了艏部的全部有效空間,致使在工艙布置魚雷發射管發生困難。
備用魚雷存放在艙內專用的魚雷架上,並用夾具固定使其不會左右、前後移動。
備用魚雷在艙內的位置,力求裝填方便、迅速,所以一般將備用魚雷與發射管對中布置,即魚雷中心線與發射管中心線在同一直線上。
二、指揮艙
指揮艙是艇長所在的艙室,是戰鬥指揮中心,也是操艇中心。指揮員在此分析情況,隨時向各艙、各戰鬥崗位下達命令。艙內布置有操縱潛艇航行以及指揮潛艇戰鬥所必需的全部設備,包括各種指示設備、觀察通信、導航器材、操艇機械和各種類型的升降裝置等。
就現行的戰鬥指揮秩序和各個設備的作用而言,可以將指揮艙內眾多的設備分為以下三個係統而圍繞著一個中心加以布置。
(1)戰鬥指揮係統
由聲呐、雷達、潛望鏡、射擊指揮儀、指揮揚聲器等組成。這些設備必須布置在最便於艇長指揮的地方,以便在戰鬥中準確而及時地向艇長提供情報和執行艇長的命令。
(2)操縱係統
由升降舵、方向舵、潛浮、均衡的操縱部位和離心式疏水泵操縱部位等組成,這些設備是圍繞機電長的指揮部位布置的。
(3)航海保證係統
由海圖室、電羅經、計程儀及其他導航設備,或先進的綜合導航係統組成,這些設備圍繞著航海長的指揮部位布置。這三個係統又應圍繞艇長的指揮位置進行總體布置。
海圖室、聲呐、雷達、無線電、射擊指揮儀等工作部位相互間應互不影響工作,所以通常使用隔板把它們隔成各專用艙室。而無線電室、雷達室的位置又應靠近各自天線的升降裝置部位。
三、蓄電池艙
蓄電池是目前常規動力潛艇水下航行的唯一能源,它的布置主要從生命力的觀點出發加以考慮。除了小型潛艇電池數量較少不分組布置外,大、中型潛艇的蓄電池通常分成二組或四組布置在兩個艙段內。根據以往作戰經驗和對蓄電池的使用經驗,蓄電池最好布置在與指揮艙相鄰的兩個艙內,或者是接近艇的中部前後兩個艙內。蓄電池艙的布置形式有非氣密式和氣密式兩種。
非氣密式電池艙
電池艙的上鋪板是非氣密的,可隨時拆起,以便艇員對蓄電池進行檢查,這種布置占據麵積小,適於小型潛艇。缺點是由於鋪板的非氣密,蓄電池充放電時產生的熱量和有害氣體將直接泄漏入上麵艙室,對艙室的溫度和空氣有不良影響;同時,由於鋪板的拆卸,給上麵艙室的布置也帶來一定的困難。
氣密式電池艙
電池艙的上鋪板是氣密式的,鋪板上有專門的艙口供艇員出入電池艙進行蓄電池檢修。由於提供檢修設計的不同,氣密電池艙又有滑車式和走道式兩種。它的優缺點恰與非氣密蓄電池艙相反,走道式與滑車式相比,走道式的艙室空間利用率較低。
大型潛艇可有四組蓄電池,用雙層電池艙將其中二組電池布置在同一艙段內,一般上層為走道式,下層為滑車式。如果艙室高度允許的話,兩層電池艙也可均為滑車式。
在蓄電池艙內還布置有通風管道,蓄電池攪拌係統和蓄電池冷卻係統。在蓄電池艙首尾空間布置有蒸餾水箱或攜帶蒸餾水袋,用來給電解液補充蒸餾水。
為添裝蓄電池,在耐壓艇體頂部開有蓄電池裝載艙口。平時蓄電池裝載艙口的蓋板用螺釘固緊在圍欄上,這樣便於裝載蓄電池時的拆卸。
蓄電池艙鋪板以上的空間一般都用作布置居住艙。因為該艙內沒有大量的動力機械,環境噪音小,適宜於艇員休息。
四、柴油機艙
柴油機艙的布置形式較多,選用不同的傳動方式——直接傳動或電力傳動,不同的推進軸數——單軸、雙軸、三軸,柴油機艙的布置形式就不同。這裏僅以某一種雙軸直接傳動方案來介紹柴油機艙的布置。柴油機軸線就是潛艇螺旋槳軸線位置。為了保證潛艇在水麵航行時螺旋槳有較佳的推進效率,軸線垂直方向必須在水線以下大於螺旋槳半徑的深度上。在水平方向,軸線可有不大於2°~3°的擴散角,延伸到螺旋槳槳盤處應使槳葉邊緣至艇體的距離大於0.1倍的螺旋槳直徑。
為了便於維護修理,比如說要吊出汽缸活塞進行檢修,柴油機汽缸頂端應留有足夠的空間。兩柴油機間留出一定距離的走道。柴油機前端到艙壁的空間可以安放柴油機的輔機設備,後端到後艙壁的距離可以布置軸係連接件等。
柴油機和機座之間設有減振器。艙頂部是一隻日用油箱,燃油艙的燃油必須經過日用油箱後再輸入柴油機內使用。新鮮空氣經廢氣渦輪增壓器增壓以後流入各汽缸;廢氣通過排氣管進入艙頂部的廢氣內舌閥,然後由舷外的水上或水下排氣口將廢氣排入水內。
柴油機軸與氣漲式離合器相連,利用氣漲式離合器的接合將柴油機發出的扭矩傳遞給推進軸。氣漲式離合器的壓縮空氣由空氣分配器兼軸承進行分配。推進軸通過隔壁填料函進入電機艙。
柴油機前端鋪板下空間布置了柴油機的各種濾器、冷卻器及油、水管路等配件。
柴油機下部的底艙布置著各種液艙,有循環滑油艙、汙燃油艙、清潤滑油艙、柴油機冷卻淡水艙等。
給全船通風用的通風機亦布置在該艙內。它從舷外吸入新鮮空氣,經通風管路送入各艙室,從各艙室抽回汙濁空氣排至柴油機艙內供柴油機工作用。在水下時,通風機隻是起到攪拌各艙室空氣的作用。
艙內還布置了其他許多輔機,如製淡(海水淡化)裝置等。
在通氣管航行狀態時,該艙室氣壓經常波動、機械噪音大、溫度高,因此艇員在該艙的機械實行遙控。
五、電機艙
電機艙的布置形式也較多,這裏僅介紹一種兩台電機雙軸直接傳動的艙室布置。