潜艇单双壳体结构的差异与利弊

浅述潜艇单、双壳体结构的差异与利弊

在建中的德国214型单壳体潜艇分段

一、潜艇单壳体与双壳体结构的区别。

单壳体潜艇的艇体由耐压壳体组成，在耐压壳体外没有包覆物，耐压艇体直接裸露在外。双壳体潜艇的耐压艇体全部被耐压和非耐压的外壳体所包覆，这层外壳除了在舯部有一段是耐压的（耐压液舱），其余都是非耐压的轻外壳。为了让第一次接触潜艇壳体结构的朋友，有个一目了然的感受，下面通过一系列的结构图来阐述两种壳体结构之间的差异和特点。

图 1 单壳体结构潜艇的横剖面图图 2 双壳体结构潜艇的横剖面图

图1为德国205型艇的艇体横剖面图，在该图上可以清楚的看到单壳体潜艇的一些特点。如耐压壳体直接暴露在外，耐压艇体外也没有任何包覆物，艇体结构也较为简单。图2是前苏联633型R级双壳体潜艇的横剖面图，可以清楚的看到在该艇的耐压壳体外还有一层轻外壳包覆，两层壳体之间形成了一个舷侧空间。双壳体艇的主压载水舱、燃油舱、燃油压载水舱、浮力调整舱等都布置在这里。由于双壳体潜艇比单壳体潜艇多一层壳体，多一个舷侧空间结构，所以双壳体潜艇的结构要比单壳体艇复杂一些。

光看结构线图可能比较抽象，为了直观明了下面再用实艇图来做对比。

图1 建造中的双壳体结构潜艇图 2 建造中的单壳体结构潜艇

左图为在建中的双壳体艇，内外壳体已基本完成，上层建筑尚未搭建。舷侧空间里可以看到用于维持舷间液舱稳定的肘板、肋骨和大量支撑角钢等构件。右图为在建的一个单壳体艇分段，与左图的双壳艇相比，结构简单的多，舱段内可以看到单壳艇内置的肋骨。

图1 单壳体的凯旋级战略核潜艇的纵剖面图

图2 双壳体的VIII型攻击核潜艇的纵剖面图

上两图为单、双壳体结构潜艇的纵剖面图。图1里是单壳体结构的凯旋级潜艇，现代单壳体潜艇的主压载水舱一般都像凯旋级这样布置在艏艉部分。主要是利用艏艉段耐压锥壳直径较小的特点，在耐压锥壳外包覆一层轻外壳较为容易，两层壳体间的空间就可以便利的布置为主压载水舱（艏艉浅绿色部分即为凯旋级的主压载水舱）。凯旋还有一段较小的非耐压、非水密的上层建筑，用来容纳导弹发射筒超出耐压壳的部分。除此之外，艇体的绝大部分都和其他的单壳体潜艇一样，耐压艇体是直接暴露在外的。

图2是一艘俄罗斯的671RTM型VIII级攻击核潜艇，为典型的双壳体结构，耐压艇体外从首至尾都有轻外壳包覆。像VIII这样的双壳艇，不仅有艏艉组主压载水舱，舷侧空间内还有数量不等的中组压载水舱。而一些耐压液舱如调整水舱、快潜水舱等，双壳体艇也布置到舷间，单壳体艇则要布置到耐压壳内，会占据宝贵的耐压舱室容积。

经过上面详细的图片对比后，相信大部分朋友都会对单、双壳体潜艇的结构形式有了基本的认识。在这个基础上，就可以来简单的说一说单、双壳体潜艇各自的一些性能特点，及其衍生的利弊关系。

在建中的美国弗吉尼亚级核动力潜艇，该艇属于单壳体结构

二、单壳体结构的特点与利弊。

1、单壳体结构的优点。

（1）结构简单

与双壳体艇相比，单壳体艇因为少了一层外壳体，也没有了双壳体艇复杂的舷侧空间结构，所以结构相对简单。在工程施工量上要比双壳体艇少。就单纯的工程角度而论，单壳艇的建造公时、占用人工和建造材料都会比双壳体艇少。如设计要求相同，则采用单壳结构有利于减少建造时间，扩大建造产量，降低单艇建造成本。

（2）水下快速性好

与双壳体和个半壳体以及混合壳体结构相比，在耐压舱室容积相同的前提下，单壳体艇的湿表面积最少。因为单壳体艇的耐压艇体外没有包覆物，耐压艇体直接裸露，湿表面积就是耐压艇体的浸湿面积。而其他的壳体结构，在耐压艇体外或多或少都包覆有比耐压艇体直径更大的轻外壳，大大增加了艇体的浸湿表面。其中双壳体艇的湿表面积最大，因为双壳体潜艇从艏至艉都完整的包覆有轻外壳，舷侧空间也最为宽裕，外壳体直径往往比耐压艇体要增加1.6-2米之多，所以其浸湿表面积要比耐压艇体裸露的单壳体艇大的多。湿表面积越大潜

艇在水下与水接触的面积越多，摩擦阻力也就越高。潜艇的总阻力值中摩擦阻力占比84%左右，湿表面积大的潜艇阻力大，水下快速性差。单壳体艇因为最小的浸湿表面积，水下快速性也最佳。

单壳体艇主压载水舱只有艏艉段有，储备浮力低一般只有13%左右，低的甚至不到7%。储备浮力低当然有其弊端（后面详细展开），但是也有其优势。与双壳体艇30%左右的大储备浮力相比，单壳体艇在水下的满排吨位就要小的多。打个比方，两艘水上正常排水量同为6000吨的单双壳体艇，到了水下单壳艇的满排最多增加13%的储备浮容积和4%左右的其他非耐压非水密结构容积，此时单壳艇水下满排不过7020吨。双壳体因为高达30%的储备浮容积和10%以上的非耐压非水密容积（双壳体艇上层建筑较大），水下满排将达到8400吨之巨。换句话说两艘水上排水量相同的单、双壳体艇，到了水下双壳的要比单壳的多带1380吨的水。在同等推进功率下，水下吨位少的潜艇自然跑的更快，因此单壳艇的水下快速性远比双壳艇要优秀的多。

对于潜艇来说，水下最高航速指标有重要意义，关系着潜艇能否及时到达指定地点，去完成指挥部下达的重要任务。在潜艇占位攻击和逃避敌反潜力量追剿过程中，较快的航速指标也能提高潜艇的攻击成功率和规避成功率。所以，让潜艇拥有良好的水下快速性几乎是每个国家海军的基本要求。在这点上，单壳体结构潜艇具备原生性的无以复加的优点，是其他壳体结构潜艇不能比拟的。

建造中的214型单壳体艇的分段

（3）下潜速度快、艇表开口少艇体光顺度好、声反射面积小隐蔽性好

单壳艇的主压载水舱容积小，只有艏艉端有两组主压载水舱，储备浮容积不过13%左右。相比双壳体艇的十几个主压载水舱，单壳体艇从水面状态转入水下状态的时间少下潜速度快。现代潜艇逐渐以水下航行为主，但是非核动力潜艇水面航行时间还是较长的，为了避免敌航空反潜力量攻击，提高潜艇生存力，一定的下潜速度还是较为重要的，在这点上单壳体艇因为主压载水舱容积小，储浮少下潜时间快，有一定的优势。