双壳体潜艇_上层建筑_流水_结构

  双壳体潜艇是指有两层壳体的潜艇，即外围是非耐压仓（可储水），内部是耐压仓，保护设备与人员。指挥室围壳也属于上层建筑范畴。潜艇的上层建筑用来容纳柴油机的进、排气管系、高压空气瓶组、可伸缩的导缆钳、带缆桩、系泊羊角、失事救生浮标、救生平台等等多种设备。它还起着连接首尾端结构，保证潜艇外部纵向连续性的作用。其构成的上甲板结构，也是人员在艇外操作时的甲板通道。所以，上层建筑是双壳体潜艇很重要的，不可或缺的组成部分。

  双壳体结构潜艇的上层建筑较大，旁边是退役后的国产033型 常规潜艇 ，看着拆的挺惨其实只是拆除了上层建筑和围壳部分。这艘艇也不是要报废，而是重新整修，现在该艇作为潜艇博物馆在上海东方绿洲主题公园展出。还有一幅是在坞修的一艘033艇，也拆除了上层建筑，露出内部众多的管系和高压气瓶等装置。双壳艇的上层建筑空间有多大，一看便知。

  由于上层建筑属于非耐压非水密结构，潜艇在水下时这部分空间处于自由浸水状态。为了能够更好的保证潜艇在上浮下潜时，水能够自由流畅

  的进出，上层建筑上就必须开立少数的流水孔。因而，上层建筑内自由浸水面积大的潜艇，开立的流水孔数量就多。上层建筑小的潜艇，流水孔开口数量自然就少。双壳艇因为主压载水舱布置在舷间，艇体宽度增大，为满足潜艇水下航行性能的需要，保证潜艇线型的流畅，现代双壳体潜艇（国产潜艇采用双壳体结构）的上层建筑和外壳体往往形成光顺曲线，成为一体。所以双壳体艇的上层建筑自由浸水面积较大，为了能够更好的保证潜浮时上层建筑内的剩水能及时的流出，上层建筑上的流水孔开口数量也就较多。

  左边涂成阴影的为单壳体潜艇的上层建筑区域，与双壳艇相比上层建筑空间要小的多。而像右边这艘单壳体结构的美国弗吉尼亚级攻击核潜艇，除了一个围壳外就无另外的上层建筑部分，其流水孔就更少，只有在艇首等部位有不起眼的开口。

  单壳体艇因为主压载水舱只布置在首尾端，没有舷间结构，所以单壳艇的上层建筑外型线不需要像双壳艇那样，为了顾及水下航行需要，和艇体形成整体流线型，上层建筑空间也就比双壳艇要小的多。流水孔开口数量也就很少，个别极端的如美国人那样，只有一个围壳为上层建筑空间的潜艇，流水孔的开口数量就更稀少，只有在围壳和艇艏部有少量的难以观察到的流水孔。让很多人觉得西方潜艇艇表开口很少，外形也显得异常光滑。实际上这是东西方两个潜艇设计流派，采用不一样的壳体结构及形式所造成的差异。我国潜艇的设计体系传承自前苏联，在设计思想和建造工艺上基本一脉流传,壳体结构上也和前苏联一样，选用了双壳体结构，上层建筑上的流水孔就比较多。双壳体艇燃油压载水舱（可作超载燃油舱）的通气阀、通海阀示意图。下潜时位于底部的压载水舱通海阀打开，水从通海阀进入水舱内，水舱内的空气通过上部打开的通气阀进入上层建筑内，再由上层建筑上的流水孔外溢到艇体外，如果流水孔数量过少，或者开口面积不够，进入上层建筑的空气将难以及时外泄到艇体外，压载水舱会形成一定的空气垫，影响水舱进水速度，延缓潜艇下潜时间。

  对于双壳体潜艇来说，流水孔开口较多是有不得已的缘由的。如果流水孔开口面积过小，双壳艇在下潜过程中，压载水舱通过通气阀排出的空气将难以迅速的由流水孔溢出艇外，这会影响潜艇的快潜品质。早期的潜艇因为水面航行为主，为了尽最大可能避免航空反潜的威胁，就很看重潜艇的快潜指标。在上层建筑上不但有众多的流水孔，甲板上也开立密密麻麻的通气孔，以加速潜艇的下潜速度。现代潜艇虽然以水下航行为主，通气孔已经大为减少，有的彻底取消，但是为了能够更好的保证潜艇临战时一定的下潜速度，合理的流水孔开口数量是必须的。

  双壳体艇的上层建筑空间大，所处位置又高于潜艇的重心和稳心，当潜艇上浮时，如果流水孔开口面积不合理，会导致非常严重的背水（上层建筑内的水在潜艇上浮时候没有及时流出艇体，而滞留在上层建筑内），占据总吨位5%-10%左右的上层建筑背水容积，对双壳艇上浮时本就脆弱的横稳性会造成巨大的影响，对潜艇上浮经过稳性瓶颈区时的安全不利。如果海面海情大，潜艇横稳出现一些明显的异常问题，有可能会出现过大的横倾，甚至发生整艇倾覆，对艇内人员和潜艇都会导致非常严重的威胁。

  右边这艘F级双壳体潜艇在紧急上浮后，上层建筑内的水通过围壳与艇体上的流水孔及时外泄到艇体外，如果流水孔开口面积不合理，大量背水无法流出艇体，滞留在上层建筑内，双壳体潜艇上浮过程中脆弱的横稳将难以保持，一旦潜艇失稳造成倾覆会严重威胁潜艇的安全。

  另外，还要考虑到当潜艇水下失事或出现严重故障时，潜艇会用紧急上浮法，以最快速度上浮至水面。此时潜艇的上浮速度和出水的角度都会非常大，流水孔开口面积不够就会造成更严重的背水，几百吨乃至上千吨（战略核潜艇的上层建筑容积可以占总吨位的15%，以92艇为例如果水下满排达到9000吨，上层建筑容积将达1350吨）的剩水将彻底破坏事故潜艇的横稳性。失事后的潜艇自救能力本就十分脆弱，一旦上浮后潜艇出现倾覆，事故潜艇残余的生存力将彻底丧失，毁艇伤人的严重事故将没办法避免。国产039（宋）型潜艇使用的挡板纵缝流水孔，虽然有阻力系数高的问题（由于挡板的存在打断了流体的均匀性，加剧了流水孔内外流体的交换，增加了艇体边界层的厚度，提高了潜艇的粘压阻力，对潜艇的快速性不利。）但对于水下战术航速要求不高的常规潜艇影响并不大。而挡板流水孔通过在纵缝开口中增加竖立挡板的方式，用简单的工艺较低的建造成本，就解决了双壳艇薄壳体板上连续开口的工艺问题，成本低经济性好，对于大量建造的常规潜艇是适用的。毕竟039型设计时期还是上世纪的80年代中期，当时国内的经济环境很难，国防费用相当拮据，装备研发过程中成本控制也是设计中需要兼顾的。

  039A/B型元级虽然采用了AIP动力，但是其水下最高航速的可持续性与柴电动力潜艇变化不大。AIP混合动力的水下长航时间是慢速指标，正常情况下不会超过4-6节。元级继续采用挡板纵缝流水孔也就能够理解了。实际上元级上的流水孔与宋级相比，也有了明显的改进。在元级第三艘上，不难发现艏艉部分流水孔的挡板档距很小，挡板向前外侧的角度很大。这种新设计的挡板形式,能抑制较高航速下流水孔内外流体的交换强度，改善流水孔区域流场的均匀性，减小挡板流水孔的阻力系数，降低艇体的粘压阻力，提高元级的水下快速性。

  移出厂房的美国弗吉尼亚级攻击核潜艇艇表开口少，艇体光顺度很优秀。对于单壳体潜艇来说，控制艇表开口有着较为显著的优势。返回搜狐，查看更加多