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花小錢辦大事,淺析潛艇上最不起眼的黑科技

提到潛艇的各項性能指標中最重要的一項,相信大家都會選擇靜音性。而談到靜音性,可能大家首先會想到發動機,螺旋槳等等,不過,今天我要給大家扒一扒這個不起眼的部件—消音瓦。

消聲瓦的起源要追溯到二戰後期,其時德國海軍的水下狼群U2潛艇已經不再像戰爭初期一樣所向披靡,盟軍不斷加強的反潛能力給U2潛艇帶來了滅頂之災,為了拯救敗局,減少U2型潛艇的損失,德海軍嘗試在部分潛艇的外殼上加裝一層名為「阿里貝里奇」的合成橡膠,厚約30mm,材質的內部有直徑2-5mm的圓柱型空洞。它運用聲響進入橡膠里的氣泡後對氣泡產生形變來吸收聲能,在降低反射及艇內雜訊方面有非常好的效果。這應該是最早期的消音瓦。

著名的U2潛艇

二戰後,前蘇聯和英美瓜分了「阿里貝里奇」技術資料,在此基礎上分別研製各自的消聲瓦。經過幾十年的開展,終究形成風格各異的消聲瓦體系。

因為前蘇聯粗放型的工業體系導致其出產的潛艇發動機往往雜訊很大,為到達在全球和美國爭霸的意圖,前蘇聯對潛艇消音瓦技術極為重視,早在二十世紀五六十時代就開始研製並於1965年在潛艇上正式敷設消聲瓦,目前現役潛艇均有敷設,並且根據用途研發了種類繁多的品種。

「阿庫拉」級核潛艇,可以看出艇艏的蒙皮與中部不同

比如攻擊核潛艇與戰略核潛艇由於承擔的使命不同,所以前蘇聯在規劃時,前者要突出機動性,後者要優先考慮隱蔽性,為此,兩者所選用的消聲瓦技能也是有很大區別的。「阿庫拉」級攻擊核潛艇舯部與艉部殼體均敷設了50-150mm厚的消聲瓦,艏部殼體運用的則是一種蒙皮。這種蒙皮類似海豚皮,在水下時能有效地減小阻力。而「颶風」級戰略核潛艇,整艇均敷設了高達100-200mm厚的消音瓦,沒有選用蒙皮,反映了前蘇聯對攻擊潛艇和戰略核潛艇在消音瓦上的不同規劃思路。

「颱風」級全身覆蓋厚厚的消音瓦

此外,由於前蘇聯潛艇均選用雙殼體,科研人員充分運用這一結構,在潛艇的內外殼體上均敷設了消聲瓦。外殼體消音瓦首要是減小反射信號,內殼體消音瓦則主要是下降本艇自噪音。並且由於不同厚度、材質的消音材料對不同音頻的聲音吸收效果不同,所以同一條潛艇不同部位敷設的消聲瓦也不相同。在消音瓦運用方面,戰鬥民族居然展現出少有的「取巧」和「靈活」,可以說是目前在消音瓦研製使用方面最強的國家。

而同樣從德國搶奪了消音瓦技術的英國,卻在二戰後國力衰落,對消音瓦的研製儘管起步很早,但水平並不先進。於20世紀70年代中期才開始消聲瓦的敷設實驗,雖取得了很好的效果,可是消聲瓦掉落問題一直無法解決,其潛艇在出海歸來時消聲瓦往往都會掉落多半。所以,英國已放棄先預製消音瓦再經過粘合劑在實艇敷設的工藝,而直接選用現場一體澆注成型,但是效果上仍然要低於俄羅斯。

英國「特拉法爾加級」核潛艇

「特拉法爾加級」表面消音瓦脫落嚴重

和其他軍事技術不同,美國的消音瓦研究起步很晚,是在前蘇聯將消聲瓦在潛艇上成功運用之後,特別是前蘇聯獲得東芝公司的後先進機床後,前蘇聯處理好了螺旋槳精細加工,使其潛艇的隱「聲」性大增,美國才意識到事態嚴重,於是憑仗是英國「大哥」的優勢,友好的取得了英國多年研究的消音瓦技術,並迅速開展研製。於1988年在「洛杉磯」級核潛艇首次敷設了消音瓦,其敷設方式還借鑒太空梭隔熱瓦的敷設工藝。只可惜,美國人廢了半天勁,還是繼承英國技術的缺點,那就是無法解決的脫落問題。

「海狼」級表面脫落的消音瓦

消音瓦脫落問題即使最新「海狼」級也無法避免

日本作為一個海洋國家,由於二戰後的種種限制,無法全力發展水面作戰力量,因此把潛艇作為其「海自」發展的重點,也投入了很多的人力物力進行消聲瓦的研製,但它的消聲瓦技能相對於世界先進水平而言還處於起步階段。最新下水的潛艇消聲瓦仍然使用了螺釘固定,可見日本還沒有很好處理消聲瓦的粘貼問題。

「蒼龍」級潛艇的表面凹凸不平,打臉其一直宣稱的精細工藝

綜上所述,隨著反潛勘探手法的不斷進步,對潛艇的隱蔽和生存將變得越來越困難。而消音瓦由於既可以降低自身噪音又可以避免敵方主動聲吶的探測,既可以減少水下阻力又可以減少水流噪音。甚至在潛艇表面防污都有重要作用。雖然不如泵噴推進,AIP等技術看上去高大上,但卻是同樣是最具發展價值的技術。


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