現代潛艇，離你并不遙遠

竇光宇

潛艇是一種能夠潛入水中航行并具有一定功能的艦艇，原本用于軍事偵察和作戰。現在，潛艇的應用領域大為擴展，在人們的工作和生活中同樣能夠大顯身手。

潛艇之父：約翰·霍蘭

在潛艇的設計和研制中，愛爾蘭人約翰·霍蘭有著杰出的貢獻，被后人親切地稱為“潛艇之父”。

1841年2月24日，約翰·霍蘭出生在愛爾蘭的利斯凱納鎮。因父親是英國海岸警衛隊員，所以，霍蘭從小就對海洋及戰艦充滿了好奇。由于家境貧寒，霍蘭中學還沒畢業就開始工作。在那段時間，霍蘭一邊工作，一邊設計自己喜歡的潛艇。在當時，潛行水中的想法一直被人們視為不誠實的鬼鬼祟祟的行為。而且早期出現的潛艇設計幾乎都是形狀怪異。所以，他不僅遇到了技術上的難題，還經受著道德觀念的壓力，從理論到實踐都不被人們所接受。

1875年，霍蘭來到美國。在這里，他得到一個愛爾蘭社團的資助，開始自行研制潛艇。1881年，霍蘭設計的“霍蘭－2”號潛艇順利下水。這艘潛艇長約10米、排水量19噸、裝有1臺15馬力的內燃機。潛艇上首次安裝了使潛艇在前進中下潛而保持縱向穩定的升降舵。這一設計在潛艇發展史上被認為是一個重要的里程碑。后來，霍蘭因為和資助他經費的社團意見不和，只得被迫中止了這項潛艇的研制試驗。

1893年，美國海軍部舉行了一次潛艇設計大賽。霍蘭在大賽中奪魁，還接到了制造一艘潛艇的訂單。為了建造更為像樣的潛艇，霍蘭設計了采用最新雙推進裝置的潛艇“霍蘭一5”號。這艘潛艇在水面航行時使用蒸汽機動力裝置，而在水下潛航時使用電動機動力推進裝置，所以被稱作雙推進裝置。

1897年5月17日，時年56歲的霍蘭再一次成功地制造出另一艘傳奇式潛艇。這艘潛艇長15米、裝有33千瓦汽油發動機和以蓄電池為動力的電動機，下潛迅速機動靈活，能在水下發射魚雷。這是霍蘭設計的第6艘潛艇，也是他一生中設計建造的最后一艘潛艇。為了紀念霍蘭這位偉大的先驅者，人們將這艘潛艇稱為“霍蘭”號。1899年12月，“霍蘭”號潛艇在華盛頓舉行的潛艇展覽中，在水下航行了5100英里，超過了當時任何潛艇的航程。

1924年，約翰霍蘭終因積勞成疾和滿懷憂郁而病逝，享年73歲。他的一生，創業路程歷經艱難，然而，對人類未知領域勇于突破的理念和追求科學的不屈不撓的精神，至今仍為人們所贊頌。

龐大的潛艇家族

潛艇可以說是一個人丁興旺的家族，按推進動力源劃分，可分為常規動力潛艇和核動力潛艇及超導潛艇等類別。

常規動力潛艇也叫“柴油蓄電池動力”潛艇，主要動力源是柴油機、蓄電池和電動機等。

核潛艇也叫核動力潛艇，是一種以核能為推動力的新型潛艇。核能的先進性使得核潛艇具有許多常規動力潛艇所不及的優點。一是續航能力強，換裝一次核燃料，可連續使用3～10年。二是潛艇在水下逗留時間長。一艘潛艇能在水下呆多久，主要取決于潛艇上的空氣再生設備和它的再生方法。常規動力潛艇采用氧氣再生法，潛艇上人員在水下逗留時間通常為600小時左右；而核潛艇采用的是電解水法，能連續供氧。從理論上講，人員可長年累月在水下航行，但考慮到入長期在水下工作和生活所能承受的體力，通常不超過3個月。三是排水量大，大型常規動力潛艇的排水量在2000噸以上，而核動力潛艇排水量通常在3000噸以上。別看它排水量大，在水下航速卻比常規動力潛艇快得多，可達20～42節(1節等于1海里／小時)。四是下潛深，核潛艇下潛深度通常為300～600米，最大可達900余米。核潛艇的問世是潛艇發展史上的一次重大飛躍。從1955年美國建成世界上第一艘潛艇以來，至今美、俄、英、法、中等國在役的核潛艇近400艘。當前的核潛艇美中不足之處是水下輻射噪音大，容易遭敵方聲納探測，以后的方向是提高無聲航速，發展“寧靜型”核潛艇。

現在，一種具有優異性能的軍用超導潛艇已經問世。與正在使用的常規潛艇或核潛艇相比，超導潛艇具有結構簡單、推力大、航速高、無噪聲、無污染、造價低等顯著優點。超導潛艇獨特的推進原理和極高的能量利用率將使潛艇具有更好的動力性能，航行速度無疑將會大大提高。據推算，超高速超導潛艇的航速可達60節以上。其次，潛艇所載彈藥數量將因動力系統體積的減小而大量增加，潛艇的攻擊力將顯著增強。一艘性能十分先進的超導潛艇，其外型尺寸可能只有今日同類潛艇的一半，但所載彈藥數量可能是現在的幾倍。最重要的一點是由于磁流體推進技術取代了傳統的螺旋槳推動，超導潛艇的噪音顯著降低，普通的反潛聲納對它束手無策，這將大大提高潛艇的隱蔽性和生存能力。隨著超導技術的不斷完善，動力先進、隱身性好、攻擊力強的小型高速超導潛艇將成為未來海戰兵器中一顆耀眼的新星。

先進性能集于一身

目前，日本擁有世界一流的潛艇技術，在新型潛艇的研發制造技術上不斷取得成就，最突出的特點是把各種先進性能集于一身。

靜音性在潛艇所有性能指標中擺在頭等重要的位置。據日本媒體報道，為了切實增強靜音性能，新研制的潛艇在外觀設計上參考比目魚的造型，制成純流線型艇體，盡可能減少海水在艇身結合部流動時引起的噪音和阻力。新潛艇還將取消螺旋槳，改用泵噴推進裝置。這樣一來，潛艇的航速雖然會有所下降，但原來螺旋槳運轉而產生的空泡噪聲隨之消失，從而大幅降低潛艇的推進噪聲，提高隱蔽性。此外，潛艇還在表面鋪設大量由內部設有消音空腔的橡膠板塊或聚氯酯材料制成的消音瓦，既能大幅度吸收探測聲波的能量，減少對聲納聲波的反射，又可抑制艦體振動，減小潛艇內部產生的機械輻射噪音，還可以改善艇體表面的流體動力特性，減少航行阻力。使潛艇像“海底礁石一樣寂靜”，從而可以迅速發現目標，執行遠洋作戰任務。

在制造的材料上，日本近幾年對高強度鋼進行了深入研究，其中包括美國海軍使用的Y-100和HY－130型鋼，先后研制出NS－63和NS－80高強度合金鋼。為獲得品質更好的潛艇艇殼鋼材，日本經過不斷探索和努力，最終生產出了NS－110超高強度合金鋼，使潛艇的潛深達到了350米左右。現在，日本新一代潛艇完全采用NS－110超高強度合金鋼制造艇殼，不僅使潛艇的潛航深度達到500米，而且具有耐沖撞的特性，可以有效地增強潛艇的耐沖擊能力，減少戰斗時沉沒、重創等危急時刻物質和人員的損失。為吸取美俄核潛艇以前發生過水下相撞

事故的教訓，日本科學家還在新艇研制方案中加入了結構強化項目，進一步強化耐沖撞特性。

此外，日本在潛艇上安裝拖曳式聲納，為潛艇提供了有效的探測手段。還加裝了能夠有效偵測潛艇左右舷遠距離目標信號的舷側被動式聲納，在整體上形成一個強大的聲納探測系統，能夠較好地探測來自水中各個方向的遠距離目標信號。

新穎的太陽能潛艇

最近，美國研制出世界上第一艘太陽能自動潛艇，為太陽能交通工具家族增加了新的成員。

太陽能自動潛艇長2米，寬l米，“背部”是一張大大的太陽能電池板。在用于水下監測時，每次可以潛入到500米的深水中。這種潛艇的“腹部”安裝有發動機、傳感器和微型電腦；它的頭部有“鼻子”，可以“聞到”水質的好壞，并把監測結果通過傳感器傳輸到微型電腦；它的“尾巴”上有一根小小的天線，地面工作人員可以通過這根天線控制它的行程。

在試驗中，太陽能潛艇在水中呆了10天，并且一直保持著運轉狀態。在重新潛入深水之前，只需浮到水面上曬一會兒太陽，又可以“精力充沛”地回到水下工作。遇到連續陰雨天氣，實驗人員就把它引到岸邊，讀取采集到的數據。

由于目前太陽能電池板的能量轉化效率還很低，太陽能自動潛艇還不可能作為大型水下運輸工具使用，一般用于水下檢驗河流和海洋的水質，將為各種水域的環境監測提供有用的數據，為生物學家研究水生動物提供幫助。在戰場上或者可能被恐怖分子攻擊的區域，這種潛艇還可以用于檢測水域的安全性，防范敵人從水下進行恐怖襲擊。

個人潛艇進展可喜

荷蘭沃克斯潛艇公司經過長達3年的研發及測試，成功地實現了個人潛艇的下水使用。

這艘個人潛艇長2.8米，寬1.9米，左右及下方各有一個螺旋槳推進器，用電力驅動。充電12小時，可在水下航行2.5小時，最高時速約等于10千米。它浮在海面時穩定性很好，乘員從上方的望圓頂進入，就像登普通船只那樣方便。小艇設計得很輕巧，只有1.03噸重，利用運輸船常備的吊車就能將它放到海面。蓋上頂蓋通過手中游戲桿似的操作桿，就能指揮下潛。在整個航程中，哪怕到達水下50米，座艙始終保持在一個標準大氣壓，潛水人員可以自由呼吸。耳朵不會嗡嗡響，需要面罩、呼吸器，肺部總是維持正常的壓力；返回水面時不會因過快而引起“沉箱病”，可以長時間地待在水下。由于潛艇座艙的氣壓和水面相同，非但能如愿下潛，還能在2分鐘內不作任何停頓、從50米深處浮上水面，不需要減壓措施。

個人潛艇以多重系統測定，配置了速返水面的裝置。而當下沉到臨界深度時，蜂鳴器會發出提醒，潛水員按一個按鈕，就能將空氣泵入容器，擠出“壓艙水”，推動船體上浮。另外，高頻無線電話、水中通訊和聲納，都可能提高特定環境下的安全系數。在個人潛艇中還設有先進的生活支持系統，保證呼吸空氣總是新鮮。在不能升至水面的緊急情況下，艙內的儲氧箱和二氧化碳濾氣器可以維持達36小時，直到救援到達。特別是頂部的圓頂，更是按最嚴格的標準制作。它由計算機模擬程序確定高度，圓弧部分高度同心，以提供最大的承壓力和最好的能見度；圓頂承受壓力的安全系數設為9。特別的不銹鋼護架保護在碰撞的情況下不致受損。

此外，船體用高度可靠的潛水級鋁材制成，輕結構能抵抗水下存在的巨大壓力。聚酯纖維制成的外殼包裹在外，而所有接觸水的部件都設計成水密性。船體送到法國布勒斯特的海洋研究所，根據客戶操作時可能經歷的各個深度逐級測試，確保承受5倍于可能壓力的強度。