美、俄核潜艇为什么看不到排水孔?

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题目中问的是流水孔吧,也就是潜艇上部的开口。潜艇上都设有有流水孔的,这点美俄的潜艇也不例外。

众所周知,潜艇的耐压壳是圆形的,但有的潜艇水上部分并非是圆形的,而是其他形状的,这就是潜艇的上层建筑。一般来说,潜艇都设计有上层建筑,只不过有的大,有的小而已。所谓的上层建筑就是用来遮挡缆桩,绞盘等,以减小潜艇航行时的噪音,提高隐蔽性。

上层建筑并不是密封的,在潜艇下潜时里面是完全充满海水的。当潜艇上浮时,除了要排空压水舱内的水外,还要让上层建筑里面的水流出来,不然的话就变得头重脚轻,不利于潜艇的稳定性。

可以看到,美国的核潜艇几乎没有流水孔。之所以如此,主要有两个原因:第一,为了降低潜艇航行时的阻力,美国核潜艇的流水孔开的地方比较隐秘,不仔细看根本看不出来。第二,美国潜艇的上层建筑几乎消失了,也就没有必要设置那么多的流水孔。

要知道美国核潜艇的噪音可是全球最低的,为了达到降噪的目的,是能用的方法都用了。而流水孔也是潜艇噪音的来源之一,

当海水流经流水孔时,流场中的非定常性会产生各种尺度的漩涡和湍流引发的脉动,作用于艇体外表面导致压力波动,破坏表面附面层内的流动从而产生流噪音。通过研究表明,当流水孔为正方形时,产生的流噪音最低。

所以说,为了降低噪音,美国的核潜艇是将流水孔的数量减到最低。此外,流水孔在潜艇上浮时,呈现开启状态,在下潜时,呈现关闭状态,这样也可以降低航行时的噪音。

由于美国核潜艇采用了单壳体结构,其艇体的上层建筑相比其他潜艇来要小的多,除了指挥台围壳之外,几乎没有什么上层建筑。这也就是其流水孔的数量很少的原因。一般来说,都设计在围壳与艇体相连的地方。比如海狼级,弗吉尼亚级,洛杉矶级。

而俄罗斯的潜艇流水孔就更加明显了

无论是亚森级,北风之神级,基洛级,拉达级,阿库拉级,德尔塔级都可以很明显的看到流水孔,只不过没有我国核潜艇上的多而已。

事实上,战略导弹核潜艇由于龟背的存在,流水孔是必不可少的,一般都设计成流水缝。如俄亥俄级,北风之神级。而攻击型核潜艇的相对少一些。(图片来自网络)


江山何沉


所有潜艇、包括核潜艇和常规潜艇都有排水孔/口,只不过由于结构设计不同,不同国家、型号的潜艇,其排水口的的位置和结构形状也不尽相同。美、俄两国的核潜艇技术处于全球前两位,艇型设计也最具代表性,但是不论是美国最新的“弗吉尼亚级”还是俄罗斯最新的“亚森级”核潜艇,外观上都有明显的排水口结构,只不过排水口的位置、结构形式不同,有时不容易发现罢了。全球主要战略核潜艇对比,侧面都有不同结构形式的排水孔



核潜艇排水口是实现上浮、下潜操作必要的结构,主要功能就是作为潜艇水舱中水、气的进出通道。从外形上来说,排水口有格栅式、裂隙式等形式,从布置上来说有整体式也是分散式。不论是什么形式,其设计目标都是在满足潜艇上浮、下潜等战术动作要求的情况下,尽量降低由于排水孔外形结构造成的流体噪音、阻力。核潜艇航行时的流体噪音是需要关注的关键因素之一

美国的核潜艇均为单层壳体设计,其外壳就是耐压艇壳,这种设计的储备浮力相对较小,因此对于排水孔的流量需求也比较低,在设计是需要设置的排水孔数量或者流通面积也就比较少,因此,在艇体外形上排水孔所占的空间也比较低。美国现役的“洛杉矶级”、“弗吉尼亚级”以及“海狼级”攻击型核潜艇的排水孔均分布在艇艏和艇尾部分,结构形式是类似蜂窝的格栅形式,开孔数量较少,对艇体外形影响很小,也利于降低流体噪音;美国现役唯一的一型战略核潜艇“俄亥俄级”的排水孔则在潜射导弹舱段的下部,采用的是一体式的裂隙结构设计,上浮状态时排水孔处于水线附近,很难能观察到。

建造完成等待下水的“弗吉尼亚级”核潜艇,外表光滑,看不到排水孔“俄亥俄级”战略核潜艇,排水孔在导弹舱段下部

俄罗斯的核潜艇型号繁多,结构形式也各不相同,而且绝大部分为双层壳体设计,普遍具有较大的储备浮力,调节空间大,需要开的排水孔数量也相对较多一些。俄罗斯最新的“北风之神级”战略核潜艇的排水孔也在导弹发射舱段下部,不过由于储备浮力较大,在上浮状态时可以明显的看到两侧各有一条裂隙式排水孔;而最新型的“亚森级”攻击型核潜艇,其排水孔则是散布于艇体前后的多处独立的格栅式设计,与美国的核潜艇有相似之处,但是数量要远多于美国核潜艇,这也是俄罗斯核潜艇体型、储备浮力较大的原因。“亚森级”核潜艇侧面有散布式排水孔

“北风之神级”战略核潜艇导弹舱下部有整体裂隙式排水孔

核潜艇的结构形式确实能够反映一股核潜艇技术水平,包括排水孔等局部结构的设计也能够在一定程度上反映核潜艇的性能,我国的核潜艇的排水孔一般处于水线上部,从最初贯穿艇身的紧密格栅设计到目前的分段裂隙式设计,排水孔结构的变化也体现了核潜艇性能的提升。虽然排水孔的形式并不能全部体现核潜艇的性能优劣,但是局部细节的优化肯定有利于提升潜艇性能,对于核潜艇这样的“重器”,任何一点的设计优化都有可能决定对抗的胜败,“吹毛求疵”没问题!

国产核潜艇的排水孔设计也越来越能体现性能的先进性


威呐解析


兔哥回答;潜艇做为水下潜航的兵器是海军的重要武器装备。潜艇只所以能够或潜航于水下或上浮于水面,是利用潜艇本身注水与排水来进行的。潜艇的重量轻于水的浮力潜艇就会上浮,而潜艇的重量重于水的浮力潜艇就开始下潜。掌握上浮和下潜全凭潜艇内部调节压载水舱装入多少水来实现。因此,潜艇必须要有能够进水和能够排水的水流口。



潜艇的进水口通常都在底部,而需要进水时需要把调节水柜里的空气抽出来,这样才能进水,潜艇开始下潜。而上浮时需要往调节水柜注入高压空气,把水排出去,潜艇开始上浮。潜艇都有流水孔,只所以有的基本看不到,而有的却非常明显和潜艇所采用的结构有关系。潜艇有单壳体结构的潜艇,有双壳体结构的潜艇。而流水孔的多少和潜艇的单双壳体结构有必然的联系。


单壳体结构的潜艇的流水孔少而小,表面看似光滑,这是因为单壳体的潜艇的压载水舱在壳体的内部,为了平衡通常是潜艇的艏艉设置调节水舱,用于调节水量控制潜艇上浮下潜。这样单壳体的潜艇并不需要有很多流水口,压载水舱的储水量由高压空气进行调节即可,如果流水口多反而使空气压力下降,不利于潜艇上浮,甚至是由于流水孔多使空气压力失去作用浮不起来,这也是单壳体潜艇表面光滑的原因。(↓单壳体潜艇实体分段)





双壳体潜艇采用的是里外两层壳体,里层为耐压壳体,属于受力壳体。外壳体是一层保护性壳体,比较薄,属于非受力壳体,下潜时会有水流入。双层壳体和单层壳体潜艇最大的区别除了壳体结构外,就是双壳体潜艇的压载水舱、燃油舱、调节水柜、甚至是高压空气瓶等等都在耐压壳体外部,两个壳体之间。双壳体的调节水柜的流水孔也不多,和单壳体潜艇一样,流水孔很少也不大。但双壳体压载水舱并不像单壳体的潜艇只有艏艉布置调节水柜,而是前后舯部都有,几乎是遍布整个潜艇,但都是在潜艇左右舷侧两个壳体之间,通常多达十几个储水舱。剩下的都属于非受力空间,也就是自然进出水的空间,这些空间在潜艇没有下潜时里面有空气流通,下潜时需要自然排出空气并自然进水。同样上浮时也需要水能自然流出,如果流水孔太少会影响潜艇的下潜上浮速度,因此设计成筛子状,流水孔既多而且大,看起来满身都是流水孔,密密麻麻。其实这些流水孔是为潜艇的内外壳没作用的空间保留的。(↓双壳体潜艇结构图)


所以,流水孔多的都是双壳体的潜艇,而单壳体的潜艇通常有上部平台的,只会有一条的流水孔,而没有平台的根本不用在水线上部设计流水孔,看起来非常光滑。虽然双壳体的外型流水孔多不好看,但储备浮力高达30%,抗攻击性能,抗沉性能也好。耐压壳体内的空间也比单壳体的潜艇好很多,各种管线由于有一部分布置进了两个壳体之间,潜艇内部简洁宽敞。单壳体的潜艇由于水柜在耐压壳体内部,各种燃油柜、储水柜、高压气瓶等等都需要布置在壳体内部,其空间狭小,而且储备浮力也很低,通常只有13%左右,有的甚至只有7%的储备浮力。所以单壳体的潜艇的抗沉性、抗攻击性能要比双壳体的差很多。


但单壳体结构简单,流体特征好,造价也低,总之是各有所长各有所短。通过以上兔哥的讲解大家应该明白了为什么双壳体的潜艇的流水孔多,而单壳体的流水孔少了。另外,美国的潜艇都采用单壳体,但俄罗斯却是双壳体的多,为什么俄罗斯的双壳体的流水孔不多呢?(↓俄罗斯双壳体潜艇结构图)

俄罗斯的双壳体的流水孔并不少,少了不够用,但俄罗斯对流水孔采取了补救措施,在流水孔的位置外面设计了一层技术屏避措施,把流水孔的开口都进行的遮挡,既保证光滑又不影响使用,但缺点也有,就是结构复杂。这也是俄美等国的潜艇表面看似光滑的原因。


兔哥42928


因为美、俄用了几十年的双壳体后发现还是单壳体潜艇有优势。至于国内就是外壳所用钢材不过关,加上设计问题,自然就得用双壳体潜艇喽


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