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舰船快讯

美海军历代潜艇大观:实验潜艇曾采用泪滴形状

   (2009-05-06)    来源:中国船舶信息中心   

大卫.布什奈尔号,第一艘美国潜艇。建造于1775年,在美国革命战争中,主要用于打破英国对封锁纽约港。1776年,为了实现这一目标,进行了3次尝试,但都以失败告终。

鳄鱼号是美国海军购买的第一艘潜艇。用于在邦联港口布雷,于 1863年4月沉没。鳄鱼号包括两个粗制空气净化器,一个是基于化学制品制造氧气,另一个是迫使空气穿过石灰的风箱。

邦联潜艇H.L.亨利号。尽管技术上不是很成功,但是在对美国军舰侯萨托尼克号的攻击中,成功记载了第一次水下袭击记录。

智能鲸号潜艇,是美国海军于1870年购买一艘由人力驱动的潜艇,但从未服役,因为它未能通过海上测试。它由些特色,包括空气净化器,加压空气进入空的潜艇沉浮箱,还可以在水中释放潜水者。智能鲸号的功劳在于启发了约翰·荷兰,使他发明了更成功的潜艇。

荷兰号是在海军部长助理西奥多·罗斯福的建议下于1898年购买的。在美西战争期间,他看到了这种潜艇在哈瓦那港的潜在使用性能。

在购买荷兰号前,约翰·P·荷兰的财政处于经济危机中,他不得不出售自己的企业,荷兰鱼雷艇企业,由此获得资金。后来建立的企业----格罗顿电动艇企业,在整个20世纪,逐渐成长为美国康乃狄格州的领先企业。

海豹号,是西蒙·莱克建造的美国第一艘潜艇。莱克先生是约翰·荷兰的唯一竞争对手,他的功劳在于对现代潜艇各方面的设计:

·潜艇逃生舱

·指挥塔

·潜水位面

·控制室

·旋转及伸缩潜望镜

F- 2(梭鱼号),1912年前下水。莱克设计的E级和F级潜艇,是美国第一代柴油发动机潜艇。

沿海和港口防御是潜艇部队的早期任务之一。由于早期潜艇无法远距离运行,所以均由运煤船来运输。

美国海军意识到有必要改进潜艇的设计,使其可在水下使远距离,高速飞行。1909年冬,对C -1进行疏通管引导测试。允许潜望镜在深度测试时,保持柴油发动机空气流通。结果与后来在1915年测试的一样,此后,随着战争的临近,最终放弃改进计划。直至第二次世界大战,随着德国海军在潜艇上装配了通气桅杆和真空管,潜艇改进才有新的进展。

R - 6,是西蒙·莱克最后设计的R级潜艇。1945年,这支潜艇作为测试平台用于美国潜泳测试。

L-10, L级电动潜艇。这一级别采用了强有力的内部舱壁。

L级潜艇,在第一次世界大战期间,驻扎在亚速尔群岛,采用了空气净化装置。不新鲜的空气进过化学制剂,压缩氧气会释放出来,用来补充内部的气体。

早期潜艇中的被动声纳系统安装于1917年。该系统推动了设计发展,被认为是非常成功的创举,因为它在第一次世界大战期间,引起了现代化的变革。这也促进了与通用电气企业及西电联合实验室的合作,后来转移到位于新伦敦的美国海军水下系统实验室。

第一次世界大战转移了潜艇的建造和运营的重点。为了切实有效,潜艇需要改进秘密行动装备:潜水时慢速沉没和长期受压,以防止鱼雷攻击。现存的潜艇在那个时候都因为过小,从而不能发挥其作用。然而,这种设计是唯一可快速改造的。一个典型的例子,是H级潜艇。这艘潜艇是超载,增加了帆船所需的关键元素:战车桥梁,鱼雷室通风器,振荡器和指南针。

第一次世界大战后,对德国U型潜艇进行详细的检查,不得不承认其卓越的设计。与当代美国的设计相比,其优势包括:

·高级柴油发动机

·双壳建造对防止深水炸弹提供更好的保护

·压载箱

·长时间可操作范围

·令人印象深刻的通风系统

对于征用潜艇的广泛测试,推动以后其他级别美国潜艇上的改善。

战争结束后,都把注意力转移到太平洋地区。 1922年的《华盛顿条约》使潜艇远距离运行,高耐力成为迫切需要。最初称为“长半径”潜艇于1919年投入运行,但修改了很多次。第一个被授权的是 1925年建造的V-4潜艇,后来改名淘金号,主要用于布雷任务。这艘潜艇的电池体积是早期的2倍,其中包括一个240V的电力系统,及小型发动机。最大射程约为18,000nm,但1/ 3的燃料用于压载水舱,目的是容纳水雷。虽然淘金号潜艇本身不被认为是成功的(它在第二次世界大战期间被转换成运输潜艇),但在二战期间作为应用型潜艇,它也确实起到了重要的作用。

在19世纪20年代早期,另一个考虑是利用潜艇部署飞机。潜艇S—1针对小型侦察机进行了广泛的测试。结果并不令人满意,主要是由于有限的航程和集合与分解飞机所必需的时间。

独角鲸号是第一艘具有两种用途的潜艇,巡洋潜艇采用了德国U型艇的设计思路。虽然它很缓慢,但在第二次世界大战期间,它仍作为一个运输潜艇被使用。

乌贼号对巡洋潜艇进行了改善,基本上是一个美式U型艇。这种设计采用完整的双壳和在时速19kts,可达半径11,000nm。

在19世纪30年代期间,三种潜艇设计改进系统基本上形成。其中之一是用新方法通过使用鱼雷数据计算机(TDC)来控制鱼雷射击。TDC是根据水面舰艇枪射击控制系统,来产生了目标相对运动(没有使用船舶陀螺仪)。虽然不太准确,但它提供了更快的解决方案,可用潜望镜进行精确而快速地观察。因此河豚号(SS-198)被首次设计来调节TDC。

第二个主要的改革是声纳技术。高频和大小,可训传感器允许狭隘的束宽对自然海洋噪声,及其它干扰进行排除。S级潜艇只用来作测试平台,在19世纪20和30年代期间,进行了一系列的测试。

最后,最主要的设计改进是柴油发动机。江豚号(SS-172)是全电式驱动器设计,它的前身是二战时期的舰队潜艇。这种设计具有很高时速,最高可达19kts。当浮出水面时,辅助柴油机避免消耗电池。这就减少了电池充电周期,从150/年到30/年,极大地延长了电池寿命。

加托号(SS-212)为二战老式潜艇提供了原型设计。1940年,由于战争逐渐扩大至欧洲,所以加快了建造进程。没有时间来开发一种新的设计,因此,加托号级建造数量增加。为了提高生产效率,马尼托沃克船舶企业在威斯康辛州与电船企业签下授权合同。此外,电船企业在北院增加了三个支路。战争结束后,这个设备被卖给了辉瑞化工企业,它仍然是康涅狄格州的领先企业。

1942年,SBT级潜艇诞生,它为潜艇部队提供了一个重要工具,即隐蔽巡逻和攻击行动。鲱鱼号(SS-233)是SBT级成功应用的最早的一个例子。

另外,随着二战的爆发,德国U型潜艇技术为美国海军提供了改进技术。U-3008德国型号为XXI潜艇几乎是为战争服务的,直至战争接近尾声。这种潜艇在水下沉没速度可达18kts,可以下潜到近1000英尺,包括通气管,即将沉没时,柴油机依旧在运行,电池仍在充电。

战争结束的两年内,美国海军研制了高速运行的潜艇,它的上有一个功能性潜泳通气管,称为IRex(SS-482)。

“Guppy”计划(水下推进功率)寻求许多德国XXI潜艇的设计特点。Odax号(SS- 484)和Pomodon号(SS- 486)是第一批被转换的潜艇。甲板炮被拆除,外壳被精简,指挥操舵塔被帆代替,取代了螺旋桨,安装了空调,并且电池容量增加了一倍。该计划是成功的,被转换的潜艇在水下沉没时速度可达18.2kts,速度超出表面0.4kts。

最初的Guppy转换只限于上述两种潜艇。24个附加转换器是根据“Guppy II”计划来完成的。这种转换器除了包括Guppy I的所有配件以外,还包括一个潜泳通气管。

战后首次设计的代表作是Tang号潜艇,它融合了XXI型潜艇的所有概念。首先,美国设计的潜艇主要强调水下性能,而不是表面速度和处理问题。

1951年,潜艇取得了又一个重要里程碑。Guavina号(SS-362)用一个实验探照灯声纳能够分辨出Seacat号(SS-399)和舰队拖船Salinian号(AIF-161)的声音特征,分辨范围在9~10 nm左右。在此之前,只能达到1.5nm范围。

实验潜艇长鳍鲔号(AGSS-569)采用了独特的泪滴形状船体,为后来的所有美国潜艇带来了影响。这种设计在减少噪音和水下航速方面有了很大的改进,并使用低碳(HY- 80)作为结构钢。1953年,它还首次测试了圆顶玻纤声纳。有趣的是,早期的测试潜艇---长鳍鲔号模型,促使大卫泰勒号模型的产生。科学家们建议取消帆,用带有水下照相机的潜望镜代替(后来用于鹦鹉螺号)。然而,传统的设计将不容许这种根本性的改变,所以在建造时,长鳍鲔潜号艇仍旧保留着帆。

巴贝尔号(SS-580)是第一艘泪滴形状船体军舰。也是潜艇革新领域的里程碑,他们过去靠柴油电力推进,是由美国海军建造的。这种级别的潜艇也是第一次采用了集中安排控制系统。

鹦鹉螺号,是美国海军在潜艇设计上的一个分水岭。它是第一艘核潜艇,其设计改进主要表现在范围的急剧增加,及运行上的灵活性。鹦鹉螺号使造船者制定了一个完善的质量控制程序。在建筑成本方面,材料替换,使电船企业在维修上花费数百万美金,并且为未来的发展计划提供了“动力”,以防止再次发生。

1953年6月,SIR原型(凯旋门附近,爱达荷州)取得了重要的飞越,成功地模拟了横渡大西洋的100小时试运行。SIR是核反应堆和鹦鹉螺号原型的引擎室。

美国海军海狼号是唯一带有液态金属反应堆的潜艇。然而,液态金属(钠)提供了一个更有效的发电厂,但也给船只和船员造成很多灾难,包括消防隐患和高度腐蚀性的影响。考虑到它的弊端,经过大约两年的运作,海狼号被转换为压水反应堆。

美国海军斯卡特号,是第一代四种核动力潜艇中的佼佼者。斯卡特潜艇是第一个在北极表面穿越的潜艇。

美国海军海卫号,被设计为是一个雷达支柱潜艇,与特遣部队的航空母舰相连接。它是独一无二的,因为它是美国潜艇中唯一带有两个反应堆的潜艇。此外,直到俄亥俄级弹道导弹潜艇试运行前,海卫号一直是有史以来最长的潜艇。

比目鱼号,是第一艘因为特殊目的而设计和建造的潜艇,作为导弹发射平台。后来被改造为攻击潜艇。

美国海军鲣鱼号是第一批核动力潜艇中的优秀产品,建造带有长鳍鲔艇体风格,也很独特,因为它是第一个单轴核潜艇。在声纳方面,安置弓型帆大大减少了流动噪声。HY-80带来了深海潜水和高速运行能力的特性,并拥有新的反应堆的设计S5W。到1970年代中期,随着洛杉矶号级潜艇出现,这个反应堆成为美国海军的标准。蝎潜艇(SSN-589)是这个级别的核潜艇,后在海上遇难。

1956年,海军上将阿利伯克,当时的海军作战部长,要求美国国家科学院研究潜艇战的先进技术。研究结果,被称为“Nobska项目”,更加强调深水作战和远程声纳的利用。白鲑号,基于 “Nobska项目”融合了三种设计变革。首先,它纳入了第一弓式球形声纳阵列。这就要求第二种革新,艇体中部的直角鱼雷管设计。第三,白鲑号有一个很静的涡轮发电机提供动力。

许可号级潜艇也是根据“Nobska项目” 的建议建造的。船体流线型化,减少约百分之五十的帆面积,舒缓了推进装置,并增加了测试深度,从而在潜艇作战能力和隐形方面有很大的提高。这一级的典型潜艇是美国海军长尾鲨号,后来在海上检修试验中失踪。从悲剧中得到了经验教训,促使对潜艇进行了重大的设计和改进,至今仍然影响着这支潜艇部队。

乔治.华盛顿号潜艇,无疑被认为20世纪美国海军潜艇中最有影响力的。1959年12月投入运行,马上获得最强大的威慑力量。

鲟鱼号是在许可号的基础上,进行扩展和改善的。从20世纪60年代中期到19世纪80年代,洛杉矶号级潜艇大量投入运行的后,鲟鱼号级的37艘潜艇成为运输潜艇。

独角鲸号潜艇是以超静音自然循环反应堆作为原型平台。在其他方面,它类似于鲟鱼号潜艇的设计。

格雷纳德号潜艇是第二艘原型设计潜艇,它使用的是涡轮发电机,类似于白鲑号潜艇。虽然这种设计有消声装置,但它比传统驱动形式更重更大,更大。这些劣势,以及可靠性问题,注定了此后不会大规模采用这种设计。

洛杉矶号级潜艇是目前的“骨干”潜艇舰队,并很可能继续维持领先,并进入二十一世纪。这些潜艇速度更快,运行是更静,远远超过以前的潜艇。后来这一等级的潜艇已经纳入了改进之列,特别是在声纳和电子领域,以及外接巡航导弹发射管方面。

俄亥俄号潜艇是18艘导弹发射潜艇的典型代表。与早期设计相比,这一级包含了巨大的改善噪声的性能。

海狼号是最新进入潜艇舰队的。战时的速度上比洛杉矶级潜艇更加安静,它是世界上最先进的潜艇。

来源:《海底战争》杂志

 
 
 

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