回答: 战略核潜艇的设计思想---科普贴　 由 最爱莫扎特 于 2012-08-04 13:16

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指挥台围壳 www.6park.com
    苏联战略核潜艇的围壳都过长，无论D级还是“台风”。从潜艇流体线型和流体噪声角度讲，指挥台围壳最好没有。这个问题在美国争吵至今。一项研究表明，指挥台围壳视大小可以使潜艇航速降低1.5~3节。1957年，美国太平洋舰队和大西洋舰队的潜艇部队联合向美国海军舰船局提议取消指挥台围壳。他们认为取消后可避免潜艇的突然模滚。但海军舰船局固于传统观念还是压住了提案。指挥台围壳不仅加大了声波反射面积，也是螺旋桨振动噪声的根源。水流经过指挥台固壳的阻挡会上抬，在到达艇艉处来不及掉落到艇体表面，不能顺着艇体表面流向螺旋桨主轴，因而会不停地撞在螺旋桨上方桨叶上。由于这股水流与周围水流的强度不一致，因而每片桨叶转到此处都引起干扰振动。如果一个7叶桨以每分钟300转的速度转动那么每分钟的振动次数便是2100次，这种桨叶振动噪声的频率便是35赫兹（这种频率并非声频，是指出现次数）。当然这种振动也取决于多种因素，比如若桨时厚度大，水流就可能振不动桨叶。另外如果航速不同，经过指挥台因壳的水流的速度及下落距离就会不同，冲击到桨时的位置也将不同，因而其振动效应并不一样。
    从上述角度讲，指挥台围壳的宽度越窄越好。从航行转弯角度讲，指挥台会产生异常复杂的影响，所以围壳越低越好。比如潜艇转弯时指挥台围壳形成了一个倾转力矩，围壳越高力臂越大。因此大围壳的潜艇高速过弯容易倾覆。再如，围壳本身会造成一个向上的偏转力矩，使潜艇出现不利纵倾，也是围壳越高力臂越大。又如，胆体在回转过程中形成一个迎角时，产生升力的指挥台围壳顶端的后方将会形成一个根强的泄涡。它不仅会改变指挥台围壳的迎角，还会在指挥台围壳后方的艇体上诱导出横向水流，从而改变了原来作用在胆体上的回转力。此外，胆体自身存在的迎角也会从艇体的上部和下部产生涡系。指挥台围壳顶端的后方形成的泄涡造成的影响以及在艇体上的响应，又使得艇体上下产生的这种涡系发生改变。这两种涡流相互作用的结果，产生了在垂直面内作用于艇体的力和力矩，此时如果艇上不进行操纵控制，会发生纵倾及深度改变。这种复杂作用的最常见结果是潜艇抢脂旦深度增大。而有些潜艇由于设计上的微小区别会出现相反情况，即发生拾眶且深度减少。更有甚者，有些潜艇在向左回转和向右回转时分别出现这两种情况。另外，在指挥台固壳与艇体相交之处还会产生另外的涡。指挥台围壳前缘形成一个局部驻点，水流从这一驻点向指挥台围壳的两侧分流、形成一对旋向相反的所谓“马蹄涡”，“马蹄涡”经过围壳两侧延伸到艇体眶段上方。它增大了潜艇的阻力，并使得复杂化的流场进入到推进器的流场中。
    所以从航行性能看，围壳最好没有。但围壳取消后也会带来一些难以弥补的困难。取消围壳后只能用脂水平舵，会出现前述的相关问题。另外吴众多任务桅杆的布置问题。由于水流的；中击，桅杆不能露出艇体太高，因此在港望及侦测时，潜艇艇体就得上移接近海面，提刀幅度应是一个指挥台围壳的高度，比如4米左右。这4米的水深不能小视，它能使潜艇在空中的目视效果由灰黑变成灰亮。虽然艏水平舵比围壳舵的下潜效率更高，但未必能弥补这4米的差距。更主要的是潜艇在近海面深度航行时受海浪影响很难避免纵倾及纵摇。一旦艇艏或艇艉露出海面一下，极可能被反潜机甚至卫星发现。目前美国反潜机在海情良好时能发现100公里处海面上的可乐易拉罐，而侦察桅杆乃至艇体的反射面积比之大了几个级别。另外，艇体贴近海面时，螺旋桨的转动将像农村水车一样造成海面水流涌动，甚至将水流翻出海面，同样会被雷达发现。
    因此，指挥台围壳的去留都不是。折中方法只能是变矮、变流线，至于长度，只能因各国潜艇设计师的理解而定。D级和“台风”级的固壳长度远超“俄亥俄”，弊端大得多，但也有好处。这使其能布置下较相约苏联潜望镜及光电桅杆，而且布置上能比美国的更稀疏。潜望镜镜筒粗使进光量更大，但产生的湍流和水面伴流就越大。桅杆之间布置稀疏可减小耐压壳贯穿孔的应力缺陷。围壳内的桅杆多是沿围壳边缘呈椭圆形排列，如果一字排列只能加剧应力集中。尽管如此，指挥台国壳的长度差异很难说好坏，只能靠个人倾向。
    还令人不解的是“海狼”级的困壳前面与艇体结合处的过渡圆角。其实加装这个导流罩是很自然的事，连运货的卡车都在司机楼上集装箱之前加个减阻风罩，而“洛杉矶”和“俄亥俄”在建造时却想不到加装这个圆角，“海狼”级以及跟风的“弗吉尼亚”级又不将改良进行到底去直接效仿V级、“阿尔法”及“阿库拉”的流线围壳。其实美国海军中很多人欣赏苏联这几型艇的设计，而且苏联自己的  “台风”、D级、“雅森”及“北风之神”也没沿用该技术。应该有这个意识，存在的并不都是合理的。总设计师当道，他的好恶有时决定了这个国家的人民是否过得踏实。潜艇界对很多好处明显的设计长期无动于衷，也可看出传统习惯在各国的强大。