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为什么海狼级潜艇能够被称为水下最安静的核潜艇?
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
为什么海狼级潜艇能够被称为水下最安静的核潜艇?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
历史小挖客说:反对八股,讲干货。“海狼”最重要优势是20多节速度下时还能保持“安静”,依赖“独门”技术(据说东亚大国也有了,所以引号)——“自然循环”反应堆!我后面尽量通俗地讲讲这个技术,顺便也带上了军迷们喜欢的“压水堆”“金属堆”等等。另外有传说它用了主动降噪技术。其它的什么减震浮阀、隔音瓦、泵喷推进、核电推进……虽然也很先进,但已经不是它独有的技术了。
核反应堆的两个回路
核潜艇的动力系统,核心当然是反应堆,你可以把它理解成一个不需要加燃料就持续发出高温的火堆。要把高温变成动力,得把热能引出来,通常是水送进去吸收热能再导出来,这部分被称为“1回路”。为了不让水到100度就气化,要给1回路的水加压,高压之下水可以升到更高温度都不气化,因此可以带更多的热能出来。所以这类反应堆被称为“压水堆”。
1回路的高压高温水在管道里加热“2回路”的水,二回路的水变成蒸汽,进入蒸汽轮机,转换成动能,再往后或者通过减速机推动螺旋桨,或者发电带动电动机再推动螺旋桨,潜艇就跑起来了。为什么要有2个回路?因为1回路水流经堆芯,容易被污染带上放射性,所以不宜直接气化成蒸汽去做功,当然现在也有直接气化去做功只有1个回路的,这叫“沸水堆”,“大名鼎鼎”的福岛就是沸水堆。这不是我们今天是主要话题。
1回路能不能不用水来传热呢?当然可以!美国用过熔盐,苏联的“水下截击机”A级潜艇用的是一种铅铋合金,导热效率非常高,堆做得很紧凑,功率还很大。但是,这两种介质常温下会凝固!导致用这种堆的潜艇即使停在港口,甚至检修的时候,都不能停堆,一停下来介质凝固反应堆就废了!偏偏用这些介质的管道、阀门当时都不太完善,还很容易坏,结果这些潜艇就成了“非常火辣”的“港口皇后”,令人很是头疼。
反应堆的“自然循环”
说回常用的“压水堆”,1回路的水要循环,尤其是大功率输出的时候,就需要用到循环泵,就是第二张图中的主冷却剂泵,看那个头!这个高温高压的循环泵是重要的噪声源。不启动它的时候,1回路的水自然流动,就是“自然循环”状态,功率一般比较小;开启它的时候就是“强制循环”状态,输出功率比较大。
美国海军很早开始研究如何让反应堆在“自然循环”下提高功率,1969年就造出的上图这艘“一角鲸”号,它上面的S5G反应堆采用纯粹自然循环模式(一说是50%功率自然循环),结果造成个头和“洛杉矶”级艇的反应堆一样大,功率只有一半,最大航速只有25节。这对用惯了30节攻击潜艇的海军大佬们来说很难接受,况且当时苏联P级核潜艇(如下图)都44节了,于是“一角鲸”只造了一艘。事实上P级潜艇的44节也只试了1次,试航时的噪音大到“整个大西洋都能听见”,而且钛合金艇壳当时贵过黄金,苏联也只造了1艘。
“独门”绝技“俄亥俄”和“海狼”
“一角鲸”没有继续造,但它的技术流传下去,首先应用在下图的“俄亥俄”上,使它成为最安静的导弹核潜艇。而且“俄亥俄”级S8G反应堆“自然循环”模式下可以达到20节航速,而“强制循环”模式下能达到25节的高速。
再下来到了海狼级,沿用了“俄亥俄”的经验,自然循环时20节(一说25节),高速冲刺可以到35节。这对攻击型核潜艇意义重大,意味着“海狼”在20节(25节)时还能让自身的主被动声呐工作,抢占发射阵位时灵活性很好。有报道称,“海狼”在25节时比“洛杉矶”级低速还要安静!相比之下号称“海洋黑洞”的“基洛”级常规潜艇撑死也只能跑20节的速度。
再往后呢?没有往后了,后续的便宜货“弗吉尼亚”级自然循环能力基本被阉割了。所以这成了“海狼”级的独门绝技。
最后强调一下,“自然循环”其实核潜艇基本都具备,但谁在“自然循环”时能跑得快,那才叫本事。
回答于 2019-09-11 08:43:50
“海狼”级核动力攻击潜艇,是美国于冷战期间开始规划建造的最后一级核潜艇,原计划取代的是“洛杉矶”级和动机攻击核潜艇的位置。其首舰“海狼”号兴建于1989年,美国海军原本雄心勃勃,计划在20世纪最后10年每一年都按照3艘的速度建造“海狼”级核潜艇,但第一年就发现不妥,立刻砍至年均1艘。
由于苏联解体,冷战的结束,美国的军事霸主地位再无人动摇,所以美国国防部也面临着国防预算削减,首当其冲的便是建造代价极其高昂的“海狼”级核潜艇。美国海军当时兴建一艘“尼米兹”级核动力航母才只需要花费不到10亿美元的代价,而仅仅一艘核动力攻击潜艇,其造价竟然能够达到30亿美元,“海狼”级核潜艇三号舰“吉米•卡特”号造价更是直逼35亿美元,就算是财大气粗的美国也不可能说10年之内砸出30艘。所以到1995年,由于造价过高,与性能不成正比,“海狼”号的剩余订单被全部取消,美国海军仅批准建造三艘该级潜艇就草草了事,数量不够的潜艇由“弗吉尼亚”级核潜艇来取代。
当然,造成“吉米•卡特”号贵了5亿美元的主要原因是它相较于其他两艘“海狼”级核潜艇长了30米,并多安装了一节多任务平台,能够派遣和回收水下遥控载具和蛙人部队,同时能够剪切海底电缆并窃听信息,黑科技十足。由于加装额外的多任务平台,“吉米•卡特”号获得的专属改装。
虽然“海狼”血贵,但不得不说,“海狼”级核潜艇是美国海军乃至当时世界上水下最安静的核潜艇,其前一级“洛杉矶”级号称以量取胜,虽然建造62艘成为美国海军有史以来兴建数量最多的核潜艇,但性能绝对不及“海狼”级。“海狼”级虽然排水量和体型都超过“洛杉矶”级,但反倒更加安静,更不容易被发现。
“海狼”级核潜艇一共有8具660毫米口径的鱼雷发射管,能够携带并发射50枚MK-48型鱼雷,或者100枚水雷。值得注意的是,“海狼”并没有安装有垂直发射系统,这主要是因为“海狼”级核动力攻击潜艇的定性就是取得海战优势,比如说在发现敌方的水下战略弹道导弹核潜艇之后,通过其强大的鱼雷发射能力,将其摧毁。
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