核潛艇在北極冰層下是怎麼破冰而出的?

合作成大事



這是美國海軍核潛艇去年3月份在北極地區進行演習(代號:北極優勢,兩年一次)的時候,破冰而出的場面,可以看見指揮塔圍殼邊上那些冰塊厚度至少也有1米厚!
“海狼級”攻擊型核潛艇破冰而出的情景,核潛艇破冰要求水櫃裡的水快速排除,這樣上浮衝擊力才能大。

目前世界上只有:美俄英三國的核潛艇具備在北極冰層的破冰能力,由於北極氣候寒冷冰層也非常厚,這就給核潛艇提供了很好的隱蔽場所,敵方的“水聲偵察設備”在冰層的阻隔下難以發揮效能!同時,在大面積冰蓋上核潛艇即便是浮出冰面也很難發現!而且作戰時在冰面停留時間很短,不到一小時內就能發射出16 枚戰略核導彈,然後迅速下潛…蹤跡皆無,根本來不及發現,也沒發進行反潛作戰。

正因為有了這樣隱蔽的活動場所,靠近北極的 美俄英三國的核潛艇都具備北極破冰能力,以便在戰時迅速浮出水面給對手以出其不意的核打擊! 但是,要想撞破冰北極1~3米厚的冰層,在核潛艇製造上就要加固指揮塔,採用高強度HY-100鋼製造、並且鋼板厚度要超過耐壓殼體鋼板的厚度、還要在指揮塔內部加強多道“球扁鋼”(肋骨)進行強化!只有這樣指揮塔在巨大的上浮力的作用下,才敢與冰層“硬碰硬”!否則一下子就撞癟了!


“洛杉磯級”核潛艇也參加了這次演習,並不示弱撞開冰層的厚度也有1米。

核潛艇在冰層下活動和衝出冰層上浮都是有講究的,通常情況下找冰蓋相對薄地方,最好冰蓋有裂縫(可通過水下攝影機尋找),但是永凍層可絕對不行,那裡的冰都在5米厚左右,這個厚度任何潛艇都不行!如果實在找不到薄弱的冰層只能採用爆破的方式,通常情況下使用魚雷!潛艇要進行仰角發射…不過需要冰蓋下面水域寬闊,否則魚雷爆炸的回波會傷及潛艇自身。
俄羅斯和以前的蘇聯戰略核潛艇都要具備破冰的能力,這也和蘇/俄的地理位置有關,由於出海口都被北約把守,戰略核潛艇進出不安全,加之核潛艇基地也靠近北極圈,核潛艇出港後再往北潛航不長的距離就進入到北極冰蓋下面,這裡由於環境惡劣、人跡罕至


,北約的反潛機/艦很難抵達這裡,並且從北極發射戰略核導彈打擊北美大陸目標的飛行距離是最近的,為了適應這樣的環境條件,蘇/俄核潛艇在建造時都強化了指揮塔圍殼的抗冰強度。
所以,俄羅斯的核潛艇對於北級的依賴性要比美英兩國都高,而美英主要是攻擊型核潛艇進入北極,就是要尋找和跟蹤蘇/俄的戰略核潛艇。

總之,核潛艇北極活動,水下破冰上浮是一個重要的演練科目,一般來說戰略核潛艇在北極活動的次數多,它需要整個上半部艇身浮出冰面,這樣才能打開核導彈發射筒的蓋子進行核導彈的發射。


當然,也有破冰失敗的記錄,圖片上是美軍“洛杉磯級”核潛艇,由於破冰技術和破冰時機沒有掌握好,結果就是在巨大的上浮力作用下與厚冰層相撞,造成了指揮塔圍殼與艇體斷裂…相對而言,俄軍在北極的破冰經驗要比美英豐富一些,並且更加強化核潛艇指揮塔。


皇家橡樹1972


北極因為其絕佳的地理位置(從這裡發射導彈,距離最近)和深厚的冰層(屏蔽各種探測信號),成為核潛艇最佳的隱匿活動地點,美、俄、英、法等國潛艇經常在北極上演你方唱罷我登場的好戲,其中尤以俄羅斯潛艇活動最為頻繁。從蘇聯時代起,北極就一直被作為紅色帝國潛艇核反擊力量的最佳部署地點之一,在這裡活動的核潛艇攜帶的核彈頭能夠摧毀美國數次,但是要確保潛射導彈的發射,核潛艇首先必須擁有強悍的破冰能力!



要破冰,核潛艇的強度要過關,斯拉夫人比較簡單粗暴,他們直接將核潛艇設計成雙層殼體,而且變態的使用了昂貴的鈦合金製造潛艇外殼,這也使得俄羅斯潛艇的破冰能力達到了世界第一!當然了,潛艇破冰最主要的還是高高的圍殼指揮塔以及潛艇上半部殼體,在這些區域,各國都進行了仿鯨背的材料結構加強設計,因此論破冰能力,各國核潛艇都是具備的,只是破冰厚度不一樣罷了,俄羅斯的颱風級據說最厚能夠破開五米冰層,不知真假!
(美國弗吉尼亞級潛艇分段)

有了技術實力,接下來就要講究方式方法,核潛艇破冰並不是想當然行事,必須準確選擇地點,合適控制速度,總結一句話就是:速度要快,姿勢要帥!首先必須做好準備工作,避免破冰過程中誤傷潛艇設備,主要就是將潛艇指揮塔上的潛望鏡以及各種天線收回,並且將圍殼舵反轉90°,保持與潛艇平行狀態,避免被冰層壓壞。

萬事俱備,只欠東風!接下來就是破冰了!核潛艇破冰主要有方案1和方案2兩種。方案1其實就是利用大數據分析,結合自己國家在北極的衛星和水文觀察數據,選擇附近暖流活動頻繁的冰層融冰區或者冰間湖上浮,這類地方的冰層通常很薄,甚至是冰水混合體,如果運氣好,碰上這些地方,核潛艇直接上浮就好了,和別的海域幾乎沒有什麼區別,不存在強行破冰一說,遇到這種地方,就偷著樂吧!


(冰間湖上浮)

但是如果運氣不好,那就只能開啟暴力破冰模式了!首先要做就是使用聲吶探測冰層厚度,選擇冰層較薄,冰層底部較平整的區域進行破冰(底部有錐形冰分分鐘刺破殼體),如果冰層厚度在一米以下,潛艇通常會選擇撞擊模式,也就是在冰層下較深處就開始衝刺,利用加速度動能直接撞開冰層。


但是如果冰層厚度在一米以上,那就只能使用擠壓模式,潛艇先是緩慢將圍殼貼上冰層,然後將壓倉水一點點的排出去,逐步增加浮力,圍殼作用在冰層上的力量也緩慢增加,直到冰層被擠壓出現裂縫,再快速排水,迅速增加浮力,最後用圍殼發起最後一擊,完成破冰過程。當然了,核潛艇破冰雖然帥,但是也經常會發生令人尷尬的事情,美國“康涅狄格”號核潛艇就曾經在破冰過程中被卡在冰層中,上不能上,下不能下,只能讓水兵拿著鐵鍬客串工兵,一鍬一鍬的鏟冰,最後將核潛艇救出來,更尷尬的是,這一幕全程被打醬油路過的俄羅斯圖142偵察機拍攝了下來,最後很配合地進行了全球直播,美國人此時此刻心裡估計一萬隻草泥馬在飛!


軍史吐槽君


潛艇因為在水下工作,在隱秘性方面遠非普通船隻可比,因此各個國家都在大力發展潛艇,也是一個國家海軍的根本性力量,不過隨著如今的雷達和聲吶逐漸發達,潛艇在一般海域的隱秘性越來越得不到保障。因此俄羅斯等一些國家就計劃把潛艇放在北極。不過我們都知道北極常年覆蓋著堅冰,那麼潛艇在北極怎麼發射導彈呢?


根據俄羅斯的消息,其北方艦隊有一支潛艇,長時間在北極航行,其大部分時間都是在冰層之下,不過這也依靠著其核潛艇的超長續航力。俄羅斯的潛艇在北極已經存在很長時間,似乎並不打算離開此地,足以看出其對北極有多麼重視。

我們從一些圖片可以看出,潛艇似乎只有一個指揮塔是浮出表面。有人猜測是利用強大的航行能力,強行使指揮塔衝撞冰層。其實事實並不是這樣,俄羅斯的潛艇在設計的時候就已經考慮到了這個問題,甚至指揮塔可以旋轉方向變為垂直形態。在需要破冰時,在極短的時間內迅速排水,然後依靠巨大的浮力迅速上升來撞擊冰面。這也是為什麼通常圖片中只能看到指揮塔露出水面的原因。

不過這個衝撞可不是這麼隨意的,需要是先通過雷達或者探冰裝置事先探測出冰層的厚度,選擇一些較薄的冰面。一般來說在冰層板塊之間較為薄弱,通常只有幾十釐米。而那些較厚的冰層甚至可以達到十幾米這麼厚的厚度,如果潛艇貿然猛衝的話,很可能會導致指揮塔損壞。因此如何選擇衝撞位置也是一個非常重要的難題。

這也並不是所有的潛艇都有能力進行破冰,能夠進行如此劇烈的衝撞,對指揮塔材料的選擇也有較強的侷限性,會對甲板和艦艏進行特殊金屬的加固,主要使用的是鎢合金製造,在快速上浮帶來的撞擊中,能夠保持指揮塔不被損壞。

其實這個設計也是人類仿照了鯨魚的結構,在暫時需要發射導彈時,藏在北極的潛艇迅速上浮,破冰而出發射導彈,減少了被敵人發現的幾率,而且北極厚厚的冰層可以隔絕噪音和雷達等信號,如今的反潛手段很難發現,在這其中俄羅斯的颱風級潛艇破冰能力非常厲害,甚至三米之下的冰層也能夠瞬間破開。


水鏡曉先生


首先普及個小知識,潛艇只有指揮塔,沒有所謂的“艦島”,艦島是針對航母的指揮中樞而言的,驅護艦的航行指揮中樞叫艦橋。在當前現役的核潛艇中,也只有美國、俄羅斯和英國的戰略核潛艇具備破冰能力,當然這和這三國緯度有關係,美俄英三國戰略核潛艇時常在北冰洋活動,必須具備破冰能力。

戰略核潛艇破冰並非許多人想象中的那樣高速機動破冰,而是依靠浮力來破冰的。北極冰層厚度不均,有厚達幾十米的冰層,也有幾十釐米的浮冰層,如果搞不清楚狀況就用鐵頭撞上去,非常危險。現代戰略核潛艇都裝備有先進的反水雷和探冰裝置,可以探測到冰層相對較薄的位置,然後進行排水上浮,利用靜浮力來衝破冰層,完成破冰上浮。


美、俄、英三國的戰略核潛艇在設計之初就考慮到了在北極地區航行的破冰問題,因此其指揮塔圍殼、垂直尾舵和水平潛水舵等破冰過程中的主要承力部件都是經過加固處理的。以美國“洛杉磯”級核潛艇為例,該型潛艇的指揮塔圍殼能夠撞穿1米厚的冰層。在裝備有指揮塔圍殼舵的核潛艇中,如“俄亥俄”級戰略核潛艇,其指揮塔水平舵是可以90度旋轉的(如上圖所示),在破冰過程中指揮塔圍殼舵可以旋轉到垂直狀態,減小受力面積,同時增大破冰時的局部壓強,提高破冰的成功率。


軍機圖


在一片冰天雪地的北極,整個冰面靜悄悄的一片,遠處海鳥也無精打采的在地面站著,突然間這些海鳥產生了躁動然後就集體像受到威脅似的飛走了,這時冰面上慢慢豎起了一個黑乎乎的人造物體,沒錯這就是核潛艇,穿越厚厚的冰層在北極上浮,那麼到底是怎麼破冰而出的呢?

面對如此厚重的冰層和如此龐大的潛艇,想要破冰也只能採用笨辦法了,暴力頂出來。這個力由於本身潛艇將自身的水箱水吹出以後的浮力就很強因此依靠浮力就夠了,這個頂的物體就依靠潛艇自己了龐大身軀了。由於冰層較厚,因此為了能夠頂破就不得不對關鍵部分進行加固了。首先要加固的就是指揮塔的圍殼了,要知道上浮時圍殼是最先接觸冰面承受浮力帶來的力量,其受力面積也是最小,要是有圍殼舵的話還有將圍殼舵轉個90度,使得受力面積最小加強結構強度和壓強。

其次要加固的就是艇身了,這個加固還好,因為先前由於圍殼已經將冰層破壞外加艇身的結構受力面積本身就較大,因此其受到的壓強就沒有那麼高的,也許都不要特別加固了,因為潛艇本身的艇殼就要承受500-600米身的水壓。

綜上所述,潛艇破冰是其實也是很簡單,就類似於使用逃生錘破玻璃那樣暴力頂開就是了,但是為了達到這個目的就需要在幾個重要的部位進行加固,使得其能夠起到逃生錘中那個鎢合金頭的作用。


楠竹一



在北極破冰而出並非是所有潛艇都具備的能力,這個看著壯觀、霸氣的破冰動作具有很高的戰略價值,但是對潛艇的要求也是非常多的,只有滿足了以下幾點要求,才能完成這一戰術動作。

第一、核潛艇指揮台的圍殼和甲板外殼要足夠的結實、堅固。

這些會被派往北極執行任務的潛艇,都會對指揮台圍殼、甲板外殼、尾部垂直舵、艇首的聲吶罩進行加強加固,當然使用的會是非常高規格的金屬材料。



第二、要找到較薄的冰層是潛艇破冰而出的關鍵。

並非潛艇具備了非常結實加固的外表就可以想在哪裡破冰而出就破冰而出,北極冰層有很多地方厚度超過20米以上,在這些地方破冰而出就等於是自殺式的行動。

所以找到較薄的冰層就顯得尤為重要,而事實上北極冰層並不是完整的一塊,而是由無數的小塊冰層擠壓在一起而組成,而這些板塊之間就是冰層最為薄的地方,甚至很多接面都會有較大的冰窟,潛艇破冰而出也就會選擇這些地方。



第三、找到這些冰層較薄的地方就成為了關鍵,潛艇在水下又是如何知道哪裡的冰層薄呢,再來分析。

現代的潛艇都會裝備非常先進的探冰、導航定位以及通訊設備和相關儀器,利用冰層厚度探測聲吶進行探測,同時本國的偵察和海洋檢測衛星能夠對冰層的厚度及變化情況進行偵測,多樣高科技的融合,才能夠使潛艇在北極冰層裡完成這一壯觀的動作。


綜合,沒有強大的整體科技實力和綜合國防實力,這看似簡單的破冰而出也是很多國家所不能完成的。


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