有关潜艇的几个问题，望高人解答

魔天道

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魔天道

我对常规潜艇不了解，但我的很多同事有在常规潜艇上服役的经历，根据他们的叙述，加上自己的理解，我在这里班门弄斧一把，讨论一些常规潜艇的东东。
１、常规潜艇和核潜艇孰优孰劣。

　　这是个很难回答的问题。仅从技术含量和制造难度上说，两者不在一个量级上。前文提到观察系统、通讯系统、导航系统、武器系统、机电系统是潜艇的五大组成部分，其他四大系统都差不多，两者的最主要区别就在机电系统。前文提到核潜艇机电系统是分为反应堆系统、二回路系统、电气系统、舱段系统、空调系统。常规潜艇没有反应堆系统和二回路系统，电力系统没有汽轮发电机，配电盘和用电设备要少很多，但柴油发电机组比核潜艇的功率要大，蓄电池也要多很多。另外，由于在保证艇的安全的同时还要保证反应堆的安全，辐射防护也是要考虑的因素，所以核潜艇的机电系统所用设备的可靠性指标在同类产品中通常是最高的，重要设备均要采用冗余设计。当然这还不是最主要的问题，关键区别在反应堆。常规潜艇本质上就是一艘能潜水的柴油动力驱逐舰。核潜艇就不同了，世界上能生产反应堆的国家就没几个，再把反应堆小型化并装到船上就更不容易了。只有五大国成功制造了核潜艇，日本和德国曾制造过核动力货船。一般认为小日本有能力建造核潜艇，而且很可能正在进行潜艇用反应堆的陆上试验堆的建造。相信在不久的将来，小鬼子将会先后拥有“三大件”——核弹、战略导弹、核潜艇，这对中国及世界和平大大的不利。

　　俗话说，好货不便宜，核潜艇作为舰船中的极品，其价格实在不是一般的国家所能接受，比如“海狼”的单价为24亿美元，相当于10艘“基洛”，战略核潜艇上携带有战略导弹及弹头，价格则要翻一番以上，这还仅仅是采购费用，其维修及配套设施建设费用，要数倍于此。一艘核潜艇沉没，经济上相当于损失十几艘常规潜艇，政治影响无法估量，如果是战略核潜艇，则直接影响到国家安全的基础。

　　核潜艇是如此的复杂和昂贵，而它的战斗力也是无与伦比的（战略核潜艇不讨论，除前苏联第一代战略核潜艇ZV和G级以外，再未出现常规战略潜艇）。当今在役和在研的常规潜艇，不论采用“斯特林”发动机，还是燃料电池，亦或自闭循环柴油机，其水下最长滞留时间不过一星期，这还是理想情况，如果遇到需要高航速，比如摆脱反潜机搜索，能在水下待三、四天就算很了不起了。而核潜艇只要不是机械设备原因，可以连续在水下高速航行一个月，最大水下滞留时间达三个月（主要考虑人员承受能力的极限一般在三个月）。

　　有些网友认为常规潜艇较安静，隐蔽性也好。相比较核潜艇，常规潜艇体积小，设备少，采用电机推进时噪音远比核潜艇低，隐蔽性当然好。但是常规潜艇需要不时浮至通气管深度使用柴油机给电池充电，充电时间往往长达数小时，而柴油机的噪音通过通气管可传至数十海里以外，从这方面看，核潜艇的隐蔽性要强与常规潜艇。

　　所以，就单艇来说，核潜艇超过常规艇。但是如果用采购一艘核潜艇的资金采购十艘常规潜艇，其所能达到的效能，就很难评定了。

　　２、常规潜艇能改装成核潜艇么？

　　我记得国内一些军事杂志和论坛上曾热炒小日本的常规潜艇可以加装一个反应堆舱段从而升级为核潜艇，很多国人由此担心倭寇的十几艘常规潜艇会在一夜间全变成核潜艇。我可以在这里给大家一个肯定的答复：不可能。为了支持这一观点，我把核潜艇和常规潜艇的基本结构给大家介绍一下：

　　俄罗斯的核潜艇（攻击型）在舱室划分上一般分为7个舱室：

　　Ⅰ舱，又称鱼雷舱，设有鱼雷（导弹）发射管，是各种武器（鱼水雷、导弹）储存、发射的舱室；
　　Ⅱ舱，又称指挥舱，是全艇指挥中心，设有观察、通讯、导航设备及住舱，舱底安装有蓄电池组，
　　Ⅲ舱，又称前辅机舱，设有主变流机组、直流电站、制氧装置，舱底安装有柴油发电机组；
　　Ⅳ舱，又称反应堆舱，反应堆及其辅助系统管道、蒸汽发生器安装在其中；
　　Ⅴ舱，又称后辅机舱，主要设备有核动力装置（反应堆、二回路、电气）主控中心、交流电站、汽轮发电机组、制冷机组、海水淡化机、给水泵等；
　　Ⅵ舱，又称主机舱，主要设备有主汽轮机组、制冷机组等；
　　Ⅶ舱，又称舵机舱，主要设备有舵机控制装置、应急推进电机、主辅离合器等。

　　另外，全艇分散设有高压气瓶，蒸汽管道从堆舱引出，经Ⅴ舱直至Ⅵ舱，Ⅱ舱以上设有舰桥，以容纳各种升降装置（雷达天线、通讯天线等），各舱均设有配电盘和通风机，空调、液压、高压气管路从艇首贯穿至艇尾。

　　常规潜艇的结构相比要简单的多，只有5个舱，其中前三个舱基本一样，但柴油发电机组单独占有Ⅳ舱，Ⅴ舱和核潜艇的Ⅶ舱差不多。西方的核潜艇和常规潜艇也大体如此，基本都是武器舱在前，指挥舱和动力舱在中间，最后是舵机舱。

　　常规潜艇如果要改装成核潜艇，就要加装反应堆舱和后辅机舱（如果不采用电力推进，还要再加上主机舱）。这样以来，艇长就要增加50%左右，不仅严重影响机动性，还会使结构强度大大降低。另外，还要加装很多设备，主要有：
（1）制氧装置，电解水制氧需耗费大量电能，常规潜艇一般没有此装置，主要依靠化学药品反应产氧。但核潜艇人较多（一般为常规艇的2倍以上），一次出航一个月很常见（常规艇一般不超过15天），全靠化学药品不足以维持。制氧时会产生大量氢气，使制氧装置非常的不安全，而后辅机舱有大量高温蒸汽管道存在，所以只能将其安装在前3个舱室或舵机舱内，这样就要对原有结构作较大变动。

　　（2）制冷机组，同样是一种大功率用电器，常规艇一般没有，或者功率很小，核潜艇内蒸汽管道很多，反应堆舱也需要冷却，虽然可以安装在后辅机舱，但其冷却水管道却要贯穿全艇，改装也相当麻烦。

　　（3）主变流机组, 常规潜艇一般有两台，但核潜艇对可靠性的要求较高，一般在3台以上，它的体积也相当的大。如果安装在后辅机舱，就会使本来已经很狭小的空间更为拥挤，安装在原有舱室也需要对结构作很大变动。

　　（4）其它诸如通风、空调、液压、高压气管路、海水系统、配电盘也要做较大改动。
　　由此可见，把一艘常规潜艇改装成一艘核潜艇是相当困难的，工程量甚至超过新建一艘核潜艇，世界上凡是有能力建造核潜艇的国家，包括小日本，都不大可能干这种吃力不讨好的事。

　　四、反应堆会爆炸么？
　　
　　这个问题我已经不记得有多少亲戚朋友同学问过我了，女友也是没事就“关心关心”：“小心啊，别弄爆炸了，好担心你啊!”，好像这世界上“核”的同义词就是“爆炸”。要解释这个问题，需要运用复杂的核物理知识，显然不适合在这里讨论，我就按照我“自创”的一套理论作简要分析。首先，给大家介绍一下反应堆和核弹（具体说应该是原子弹）的基本原理。反应堆和核弹都是利用人工诱发放射性材料（铀、钋）进行链式反应时放出的裂变能的装置，不同之处是反应堆中的链式反应是可控的，而核弹中的链式反应是不可控的。由此我们有如下表述：

　　A、 按照可控链式反应方案制造核装置；
　　B、 按照不可控链式反应方案制造核装置 ；
　　C、 核装置产生可控链式反应(就是不爆炸) ；
　　D、 核装置产生不可控链式反应(就是爆炸) ；
　　E、 反应堆；
　　F、 核弹；

　　很显然，A <=> C <=> E ; B <=> D <=> F ; A <≠> B

　　现在我们要证明： E => D 是否成立，也就是反应堆会不会爆炸。

　　假设 E => D，则 E => D => F <=> B ，
　　因为 A<=>C<=>E ， 所以 A => B ，与A <≠>B矛盾， 所以 E≠> D ，也就是反应堆不会爆炸。

　　好啦，这下大家可以放心睡觉了，可我还得继续给我那个没有数学头脑的老婆解释………

　　核潜艇是一个国家工业和科技实力的综合展示平台，是任何一个海洋大国展示国力和地位的重要工具，是国家安全的基石。在上个世纪六七十年代那个外忧美苏，内忧文革的多事之秋，正是包括核潜艇在内的一批国防成果，奠定了中国五十年的和平和世界地位，每当想到这里，我就止不住有股作为一名共产党员的自豪感和作为一名军人的使命感。生于忧患，死于安乐，虽然我们的国家和民族所面临的安全环境比之几十年前已大有改观，但我们依然要居安思危，枕戈待旦，台独势力和日本帝国主义日渐猖獗，美国对我们的敌视有增无减，维护民族尊严和经济建设任重而道远。我是中国人民的儿子，我深深的爱着我的祖国，我向所有曾经或正在为了我们的民族复兴而奉献青春和热血的中华儿女敬礼，而那些流着炎黄子孙的血液，却整日以辱骂和恶毒攻击我们祖国和民族为荣的败类垃圾，必将和所有敌视我们的势力一起灰飞烟灭。

Ｌ

好长的科普帖，看不完了。顶一下

xj.117

没看完太长了

martinchi

现代潜艇声纳的换能器基阵多采用贴镶式，布设在艇壳表面，如在艇首外壳布设马蹄形阵，或沿整个舷侧或耐压壳体上部布设线列阵。贴镶式基阵不破坏艇体线型，不占据艇内空间位置，能争取到较大的基阵尺寸，提高基阵性能。
潜艇声纳
　　装备在潜艇上的各种声纳的统称。用于对水面舰艇、潜艇和其他水中目标进行搜索、识别、跟踪和水声通信等。核动力攻击潜艇装备的声纳种类繁多，性能优良，有的装备各种声纳达15部左右。核动力战略导弹潜艇和常规动力攻击潜艇装备声纳5～10部。
　　潜艇声纳的种类与水面舰艇声纳基本相同，但在声纳配置、换能器布阵和战斗使用方式上，有自己的特点。现代潜艇大多按多站系统设计和配置各型声纳和水声测量设备。典型的潜艇声纳系统由警戒声纳、攻击声纳、探雷声纳、通信声纳、识别声纳、被动测距声纳、环境噪声记录分析仪、声速测量仪、声线轨迹仪和有关计算机设备等组成。有的系统还包括一部拖曳线列阵声纳。系统内各声纳之间可进行数据传递，有的几部声纳共用一个换能器基阵或某些信号处理部件，或共同配合完成一项任务。有的多站系统还配置集中显示和操纵的显控台。多站声纳系统的优点是信息综合性强,便于集中控制,各站功能互相配合。现代潜艇声纳的换能器基阵多采用贴镶式，布设在艇壳表面，如在艇首外壳布设马蹄形阵，或沿整个舷侧或耐压壳体上部布设线列阵。贴镶式基阵不破坏艇体线型，不占据艇内空间位置，能争取到较大的基阵尺寸，提高基阵性能。20世纪60年代开始，大批核动力潜艇已将有利于声纳工作的艇首空间用来安装大型换能器基阵，而把艇首鱼雷发射管移至基阵后两侧(见图)。为保持潜艇的隐蔽性，潜艇声纳系统在大多数情况下 ，以被动工作方式对水中目标进行警戒、探测、跟踪、识别和定位。只是在鱼雷射击前，以主动方式对水中目标定位，为鱼雷武器射击指挥系统提供目标精确坐标数据。潜艇声纳系统还不断对所在海区的声传播条件和本艇噪声进行监测和分析，以便选择最佳的战术机动和声纳使用方式。
　　现代潜艇声纳一般都能选择利用直达声、海底反射声和深海声道三种水声传播途径进行工作。在潜艇以低速航行时，潜艇声纳对舰艇最大探测距离的典型值(海里)如下表。
　　第二次世界大战期间及其以前的潜艇声纳多采用单一换能器或简单基阵，通过机械旋转产生水平方向上的单波束扫描，只能对单个目标进行定位和跟踪。工作频率集中在20～30千赫，主动式发射功率不超过800瓦。信号处理限于简单的滤波和放大。对目标存在与类型的判断主要靠操作人员的听觉 、视觉和经验。只能利用直达声传播途径,探测距离很近,主动式1～1.5海里，被动式2～3海里。测向精度1°～3°。主动测距精度约±1％，不能测定目标深度，没有被动测距的功能。
　　第二次世界大战后声纳技术的发展，使现代潜艇声纳具有以下主要特点：采用低的工作频率，主动式工作频率的典型值为3～3.5千赫，被动式0.5～3千赫；加大发射功率,最高已达1兆瓦；加大换能器基阵尺寸，装在潜艇首部的大型球形阵直径已接近5米,贴镶在潜艇舷侧的线列阵长达60 米左右，潜艇拖曳线列阵长度在百米以上；使用可作垂直波束扫描的换能器基阵，能选择利用三种传播途径；采用先进的信号处理技术,其中最重要的有多波束形成,时间压缩相关接收,分波束相关定向,高分辨力谱估计和线谱检测等；采用集成电路和微型组件，实现全数字化。70年代初以来,普遍采用数字计算机和微处理器,进行信号处理和全系统的控制和监视，使提取和综合信息的数量和质量大幅度提高，操纵控制和检修更为方便。在提高声纳的战术技术性能，使声纳具有多功能、高可靠性与可维修性等方面，都取得长足的进步。
　　发展趋势：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。

martinchi

　　传统上潜艇安装声呐的主要位置是在最前端的位置，由于现代潜艇非常依赖被动声呐的探测效果，巨大的收音装置不仅仅让潜艇的直径水涨船高，原先在这个位置上的鱼雷管也得乖乖让出位置而退到两旁去。
　　其他安装在潜艇上的声呐型态还包括安装在艇身其他位置的被动声呐听音装置，利用不同位置收到的同一讯号，经过电脑处理和运算之后，就可以迅速的进行粗浅的定位，对于艇身较大的潜艇来说比较有利，因为测量的基线较长，准确度较高。
　　另外一种声呐称为“拖曳声纳”，因为这种声呐装置在使用时，以缆线与潜艇连接，声呐的本体则远远的拖在潜艇的后面进行探测，拖曳声呐的使用大幅强化潜艇对于全方位与不同深度的侦测能力，尤其是潜艇的尾端。这是因为潜艇的尾端同时也是动力输出的部分，由于水流的声音的干扰，位于前方的声呐无法听到这个区域的讯号而形成一个盲区。使用拖曳声呐之后就能够消除这个盲区，找出躲在这个区域的目标。
　　有趣的是，声呐并非人类的专利，不少动物都有它们自己的“声呐”。蝙蝠就用喉头发射每秒 10-20次的超声脉冲而用耳朵接收其回波，借助这种“主动声呐”它可以探查到很细小的昆虫及0．1mm粗细的金属丝障碍物。而飞蛾等昆虫也具有“被动声呐”，能清晰地听到40m以外的蝙蝠超声，因而往往得以逃避攻击。然而有的蝙蝠能使用超出昆虫侦听范围的高频超声或低频超声，从而使捕捉昆虫的命中率仍然很高。看来，动物也和人类一样进行着“声呐战”！海豚和鲸等海洋哺乳动物则拥有“水下声呐”，它们能产生一种十分确定的讯号探寻食物和相互通迅。
　　海豚声呐的灵敏度很高，能发现几米以外直径0．2mm的金属丝和直径lmm的尼龙绳，能区别开只相差200卜s时间的两个信号，能发现几百米外的鱼群，能遮住眼睛在插满竹竿的水池子中灵活迅速地穿行而不会碰到竹竿；海豚声呐的“目标识别”能力很强，不但能识别不同的鱼类，区分开黄铜、铝、电木、塑料等不同的物质材料，还能区分开自己发声的回波和人们录下它的声音而重放的声波；海豚声呐的抗干扰能力也是惊人的，如果有噪声干扰，它会提高叫声的强度盖过噪声，以使自己的判断不受影响；而且，海豚声呐还具有感情表达能力，已经证实海豚是一种有“语言” 的动物，它们的“交谈”正是通过其声呐系统。尤其是仅存于世的四种淡水豚中最珍贵的一种－我国长江中下游的白鳍豚，它的声呐系统“分工”明确，有为定位用的，有为通讯用的，有为报警用的，并有通过调频来调制位相的特殊功能。
　　多种鲸类都用声来探测和通信，它们使用的频率比海豚的低得多，作用距离也远得多。其他海洋哺乳动物，如海豹、海狮等也都会发射出声呐信号，进行探测。
　　终身在极度黑暗的大洋深处生活的动物是不得不采用声呐等各种手段来搜寻猎物和防避攻击的，它们的声呐的性能是人类现代技术所远不能及的。解开这些动物声呐的谜，一直是现代声呐技术的重要研究课题。

神仙小亮

感谢以上各位的耐心解答，这帖慢慢变得像科普贴了，呵呵