当然,蛟龙级潜艇的设计指标非常高,它的性能也是同时代最为出众的,不过潜艇本来就是一种非常复杂的海上武器平台,设计建造的复杂程度要远远超过之前的快速炮艇。同时,一艘潜艇的价值也是炮艇的十数倍,动辄就是上百万美元。
从设计的角度来说,潜艇和其他的舰艇一样,都是综合各方面的因素之后进行折衷的结果。但是,在潜艇设计过程中,由于设计师必须满足各种相互矛盾的条件,兼顾各种因素进行折衷实际上是非常困难的。
首先要考虑的就是潜艇的水下性能优秀,也要权衡潜艇的水面性能。另外一个需要考虑的折衷就是潜艇的排水量、主要尺寸和潜艇的总体性能之间的平衡。比如说,排水量的增大,可以带来很多好处,武器携带量增加,燃油也增加了,作战持续能力提高,但是排水量的提高,必须要有足够的动力作为支撑,如果动力不足,潜艇的性能就会大幅度下降,甚至是得不偿失的。
在进行潜艇设计时,还必须要保证潜艇具有足够的浮力,使其能够从水下浮到水面上来。当潜艇处于水下状态时,潜艇水密部分的排水量必须等于潜艇的总重量。潜艇下潜之后,对潜艇进行控制的基本条件是使潜艇既不下沉又不向水面上浮,要保持一个平衡的状态,而水下航行期间所发生的微小上下起伏,都是靠水平舵和推进器来控制的,要做到这些是很不容易的。
潜艇的另外一个高难之处,就是潜艇是水下航行的船舶,所以它需要承受海水的巨大压力,下潜深度越大的潜艇,设计建造就越是困难。容积是潜艇设计的基本参数,潜艇设计的最开始,就是从预测需要的内部空间开始,而耐压艇体则有效地包复了这些容积。减少潜艇的重量并没有减少潜艇的排水量。这是因为实际上没有减少耐压艇体内的空间,潜艇可以下潜到很大深度,直到它的耐压艇体所受的载荷达到临界状态为止。
潜艇上的动力装置,是属于重量高密集型的。蓄电池通常占了很大的重量比例,还占据了大量的内部容积。所以在设计时就要尽可能使这些动力装置的重量和体积减小,保证潜艇具胡足够浮力,不会沉没。
所有的一切,对龙魂兵工联合体来说。都是全新的课题。在肖卫国的提议下,设计小组选择了雪茄型的艇体设计,这是一种非常超前的设计,本来应该在二战后才出现的,二战前的潜艇设计都是船型的。当然,从力学原理上说,理想的耐压艇体应该是球型结构,因为球形结构是最牢固的形状,但是它的内部容积有限,直径太大之后强度变得很低。所以并不适合排水量达到几百吨,上千吨的潜艇。
所以龙魂兵工联合体的雪茄形耐压艇体,就是一种折衷的方案。它的中部是圆柱形,艇首是半球形,艇尾是圆锥形。不管从力学原理上说,还是从水下流体力学上来说,它都是一种不错的外形。肖卫国之所以没有上最好的水滴形艇体,是因为这时候的材料和技术都达不到要求。
蛟龙级潜艇的设计潜深达到了150米,这是一个很高的指标。因为这个时候的潜艇,一般来说潜深都不超过100米。
从潜艇的总体布置方面来说。具有圆形横截面的潜艇耐压艇体所提供的内部空间,是一种很难进行有效处理的空间,把它充分利用起来是比较困难的。曾经有设计师采用椭圆形横截面潜艇耐压艇体,但是强度不足而失败。之后又有二次世界大战期间德国建行的xxi型潜艇。采用了横截面为8字型,这样增加的容积用于装载更多的蓄电池,提高水下续航力和航速。不过这样的外形,显然在阻力上要付出很大代价,实际上是得不偿失的。所以肖卫国并没有采用这种设计。
在潜艇艇体结构的选择上,蛟龙级潜艇采用了双壳体结构。从三种艇体结构形式来看。双壳体结构有着明显的优势。单壳体结构的潜艇,其压载水舱全部布置在耐压艇体的内部,与其他两种结构相比,单壳体结构的特点是潜艇尺寸小,艇体表面积也小,因此水下航行时的阻力较小。但是由于单壳体的潜艇在耐压艇体内布置了压载水舱,所以艇内的有效容积就小了很多。
双壳体结构的潜艇设计是由法国的潜艇设计师马克西姆最行在1896年提出的。当时这种双壳体结构的潜艇被称为可潜舰,它大部分时间在水面航行,只有目标出现时才潜入水下。在双壳体结构的潜艇上,耐压艇体的外面还有一层轻型非耐压艇体,这层艇体通常被称作轻外壳。在轻外壳与耐压艇体之间的空间,就被用作压载水舱或是燃油舱,有时甚至用于装载武器,这样便可以为潜艇提供储备浮力、增加潜艇的续航力和战斗力。
此时的单壳体潜艇储备浮力只有百分之十左右,而双壳体潜艇的储备浮力却高达百分之三十。另外,双壳体潜艇还有优良的艇体外形,苏联的潜艇设计师们非常愿意采用双壳体结构,这是由于苏联潜艇经常在寒冷结冰的海域中航行,单壳体结构潜艇一旦与冰层相撞有可能发生艇体破损,而双壳体结构则可以起到保护作用,另外双壳体潜艇在遭到攻击时,也能起到很好的保护作用。
由于瑞典和苏联相邻,所以瑞典海军的潜艇活动区域和苏联潜艇倒是差不多,所以选择双壳潜艇也是一种出于使用条件的考虑,同时也有安全性的考虑。另外,肖卫国提出的蛟龙级潜艇
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