彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

世界上一共有6個國家擁有彈道導彈核潛艇,其中技術比較成熟的是美國、俄羅斯、英國、法國和中國這五個常任理事國。但是現在有個問題,中俄的核潛艇很多看起來都有一個隆起的龜背,而且還不小。而美英法這三個國家的核潛艇似乎背部過渡的更好一些。那麼到底是什麼原因導致彈道導彈核潛艇存在一個龜背呢?有這樣一個解釋:

“龜背就是在插了很多長度過長的發射管的耐壓殼體上的一段整流罩”

彈道導彈核潛艇的龜背問題主要涉及到2個問題:

1.耐壓艇殼製造技術。

2.彈道導彈小型化技術。

只有均衡好這兩個問題才能有效降低龜背的高度,進而降低龜背對潛艇帶來的航行和噪聲的影響。世界上完全沒有龜背的潛艇是蘇聯的941“颱風”級,但是他走了另一條極端的道路,導致他的排水量是“俄亥俄”2倍的前提下打擊能力反而不如“俄亥俄”,這個我們後面再說。


舉幾個例子:“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇並不是完全沒有龜背,只是比較小,從下面這張圖還是能看出背上略“鼓”。其搭載的UGM-133A“三叉戟II”型洲際彈道導彈長度13.41米,而“俄亥俄”的耐壓艇殼直徑為12.7米,導彈長度超出耐壓艇殼直徑。所以也是需要一個小龜背來包裹彈道導彈及其發射裝置

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

龜背方面設計的比較好的是法國“凱旋”級彈道導彈核潛艇,從外觀來看“凱旋”幾乎是看不出龜背。M51潛射洲際彈道導彈長度只有不到13米,而“凱旋”的耐壓艇殼直徑也到12.5米,這樣導彈長度僅僅比耐壓艇殼長一點,艇體與耐壓艇殼可以比較容易的融合在一起,幾乎可以看做是沒有龜背。

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

與之形成對比的就是蘇聯667D型“德爾塔I”級彈道導彈核潛艇,他的耐壓艇殼直徑不到10米,而R-29RMU“輕舟”洲際彈道導彈長度近15米,導彈長度比耐壓艇殼直徑多50%,所以龜背極為明顯。

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背


所以從上面這幾個例子我們可以很明顯的看出,彈道導彈核潛艇龜背問題直接影響的2個因素就是:耐壓艇殼直徑、彈道導彈長度。

耐壓艇殼直徑

理論上講,龜背產生的本質就是耐壓艇殼無法完全容納彈道導彈及其發射筒,也就是說如果我們能夠製造出足夠大的耐壓艇殼那麼龜背問題自然迎刃而解。但是耐壓艇殼不可能做到無限大,因為這裡面涉及到材料、卷板、焊接等等問題。比如耐壓艇殼鋼板的校平、耐壓艇殼卷制、耐壓艇殼肋骨彎制和熱處理、耐壓艇殼和肋骨的焊接、曲面開孔、分段高精度無餘量合攏、高屈強比特殊鋼材的焊接及熱處理等。所以這一系列問題就制約了耐壓艇殼製造的最大直徑。

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

就目前來看,世界上最大的耐壓艇殼還是美國“俄亥俄”和英國“凱旋”的12.8米,法國“凱旋”級為12.5米、而“海狼”級、“洛杉磯”級和“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇的耐壓艇殼直徑也都在10-11米之間。而中國在這方面比較薄弱,服役的094型彈道導彈核潛艇也沒有超過10米,未來可能會誕生直徑11米級的耐壓艇殼。

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

其實耐壓艇殼直徑就像一把萬能鑰匙,解決了耐壓艇殼的問題其他一切事情迎刃而解。比如

  • 大耐壓艇艇殼可以容納功率更為強勁的核反應堆,因為核反應堆熱功率和體積是正相關的。
  • 大耐壓艇殼可以有效降低噪音,因為可以減小龜背,也可以搭載像減震浮筏這類降噪設備,還可以搭載高度比較高的自然循環反應堆。
  • 大耐壓艇殼可以搭載更多數量更多、性能更強的武器。

彈道導彈長度

既然上面提到,耐壓艇殼不能做到無限大,那麼自然也要平衡彈道導彈尺寸,靠兩個方面的努力來降低龜背。這裡就涉及到固體燃料技術和固體燃料火箭發動機,比如蘇聯P-39潛射洲際彈道導彈,他的發射重量達到90噸,長度達到16米,但射程只有8300公里,只能帶10個10萬噸級熱核彈頭。而美國UGM-133A在小於60噸發射重量的情況下可以做到11300公里最大射程和12個10萬噸級熱核彈頭。

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

當然可以用另一個辦法縮減彈道導彈尺寸,那就是降低載荷或降低最大射程,比如只能帶3個彈頭或射程控制在8000公里左右,將技術要求降低。這樣也能縮減一部分彈道導彈尺寸,比如中國第一代的JL-1潛射中程彈道導彈,他的載荷為600千克,射程1700公里。對於當時來說,為了做到核潛艇搭載並潛射,只能降低參數。如果以當年的技術直接開發潛射洲際彈道導彈,那麼恐怕根本塞不進潛艇去。


這裡我們要說一個特殊的例子:蘇聯941型“颱風”級彈道導彈核潛艇,他是世界上唯一沒有任何龜背的核潛艇。但為了這個沒有龜背,“颱風”付出的代價極大,因為他用了另一種極端的設計方案。上面我們提到的P-39固體燃料潛射洲際彈道導彈的長度達到16米,而蘇聯的當時的耐壓艇殼加工技術不到10米,也就是說這個龜背恐怕要空前巨大。為了消除龜背,紅寶石設計局採用多個小耐壓艇殼疊加的方案,將長度達16米的P-39夾在耐壓艇殼之間,這樣就不用把導彈埋在耐壓艇殼裡,也就不存在龜背問題。但這樣就導致941“颱風”的寬度達到“俄亥俄”的2倍,排水量也是“俄亥俄”的2倍,但攜帶的導彈數量反而比“俄亥俄”少4枚,總彈頭攜帶量少88枚。

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背

彈道導彈核潛艇技術的典型代表——龜背


龜背其實就是各國在向工業水平妥協的產物,只是妥協的有大有小而已。龜背的存在本身就是不利於核潛艇技術性能的一個結構,因為他打破了潛艇的水滴或加長水滴的流線型設計,增加了潛艇的航行阻力,在同樣航速下有龜背的潛艇需要使用更大的輸出功率,增加反應堆循環泵、蒸汽輪機的噪音,降低了潛艇的噪聲水平。所以其實潛艇的耐壓艇殼是一個非常關鍵的技術。


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