戰略導彈核潛艇透過核反應堆提供動力,能夠長期隱蔽於海底潛行,發現難度不亞於大海撈針。蘇聯海軍在上世紀80年代對“北風之神”核潛艇提出了研製要求。新一級彈道導彈核潛艇要具有攻擊世界上任何戰略目標的作戰能力;其主要活動海域為北冰洋。該艇應具有一系列適於在北極冰層下活動的結構特點,如儲備浮力大,艇體結構堅固,且需易突破冰層,由於通常在北極冰區活動,一定要很容易破冰而出發射導彈。
從艇體尺寸看,“北風之神”級長度約為170米,“颱風”級長度約為171.5米,而“北風之神”級的排水量為1.7萬噸,“颱風”級的排水量為2.65萬噸,創下了戰略導彈核潛艇排水量的世界紀錄。二者長度接近而排水量差異明顯,“北風之神”級核潛艇的艇體結構更加修長。細長的艇身和較小的排水量,說明體積較小的“北風之神”級核潛艇擁有更好的隱蔽性,而“北風之神”為此付出的代價,是比此前研製的“颱風”級核潛艇雖然長度僅減少了1.5米,然而戰略導彈對的攜帶數量卻少帶了4枚,如果以“北風之神”級潛艇攜帶的新型戰略導彈每發可攜帶10個核彈頭計算,一艘“北風之神”比一艘“颱風”少攜帶40枚核彈頭。
攜帶核彈頭數量的減少並不影響“北風之神”作為未來俄羅斯核反擊力量的最新型戰略核潛艇。由於艇體尺寸減小,很多新材料達到最優強度尺寸。經過對潛艇關鍵部位的重新設計,“北風之神”級潛艇最大下潛深度達到450米,遠高於“颱風”、“德爾塔-Ⅳ”、“俄亥俄”等同類戰略核潛艇300米的極限下潛深度。這樣的效能來自於一種名為“雙殼體結構”的設計。
“北風之神”級潛艇採用了俄羅斯紅寶石設計局擅長的雙殼體結構設計,使潛艇不僅抗壓能力強,能夠下潛至更深的海底,而且抗打擊能力和抗擊沉能力也十分出色。
與潛艇雙殼體設計相對的是單殼體設計。兩者相比最明顯的區別,就是雙殼體設計就是將潛艇外部又增加了一層像導流罩一樣的外殼,就像一枚雞蛋有兩層雞蛋殼。由於單殼體潛艇的外殼材料既需要具有一定的韌性承載水下壓力,有需要一定的硬度滿足潛艇內部裝置的需求,所以材料成本往往過高。而雙殼體潛艇外層作為耐壓艇體,負責承載水下壓力,可以採用柔韌度較高的鈦合金鋼板焊接而成;內層作為非耐壓艇體,負責承擔不同艙室的重量,可以採用硬度較強、重量較輕的高碳鋼製造。
“北風之神”在設計之初要求具有良好的破冰能力
由於“北風之神”等俄羅斯多種潛水艇採用了雙殼體設計,與美國核潛艇採用單殼體設計相比,不僅下潛深度更深,而且節省了大量生產預算,能夠將有限的經費撥付到動力或武器系統的改造升級。
從實戰角度看,雙殼體設計的潛艇為了獲得相同的艇內空間,雖然外輪廓尺寸會適當加大,理論上影響了潛艇的隱蔽性,但從實際使用效果看,雙殼體潛艇的鈦合金耐壓艇體與高碳鋼非耐壓艇體之間的舷空間具有較好的隔音效果,使潛艇在水下更難被反潛聲納探測到。
俄羅斯潛艇遍佈消聲瓦
俄羅斯的設計師還習慣在潛艇艇體表面貼敷厚度達150毫米以上的消聲瓦,並在消除紅外特徵、磁性特徵、尾流特徵等多方面都採取了一些獨到的隱身措施。在這些細節的幫助下,“北風之神”級潛艇能夠輕鬆實現在總體隱身效能方面超越美國“俄亥俄”級潛艇。近年來,隨著俄羅斯在潛艇製造技術上有了較大幅度的提高,在動力裝置艙的減震、降噪、消聲等方面又有了新的突破,水聲工程及水聲對抗技術方面也取得了長足的進步。而“北風之神”級戰略導彈核潛艇,可謂是最新科研成果的集中體現。
劉曉峰:裝備專家,長期從事武器裝備論證、預研製工作,主持軍工企業省部級重點專案1項,為國防裝備建設提供決策性重要參考1項,參與新一代裝備關重件試製工作2項,為裝備研製和使用部門提供重要建設性改進意見並得到採納2項,擁有行業內著作1部,在《坦克裝甲車輛理事會論文集》發表裝備發展規劃論文1篇。
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出品 /科普中國
作者 /劉曉峰
策劃 /金赫
監製 /光明網科普事業部
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