前言
在美国核潜艇服役历史中，曾有有一艘叫独角鲸号（Narwhal）核潜艇。正如它的名字一样，这艘舷号SSN-671的潜艇是这一级的独苗。它的满载排水量只有5300吨，在核潜艇里算是小个头，但在这一型潜艇上应用的新式反应堆和降噪技术，使得它成为70年代静音能力最强的核潜艇，因而常常被部署在北极、大西洋和地中海地区用于侦查和跟踪苏联的潜艇，无一失手。它的静音设计且深深地影响了后世的海狼级、俄亥俄级，而且由于过于超前，后世的核潜艇也并没有采用它身上的所有创新。今天就来探究一下独角鲸号核潜艇的超前设计。
SSN-671 独角鲸号核潜艇航行中
独角鲸号的独特设计
反应堆自然循环
上个世纪60年代初期，美国海军委托通用动力电船公司（General Dynamics Electric Boat），以鲟鱼级船体，制造一艘原型潜艇。这就是SSN-671独角鲸号。这艘潜艇在1966年1月开始动工建造，仅用了一年零八个月就下水了；1969年7月这艘潜艇就正式服役，这还是船厂1968年发生过罢工后的进度。
SSN-671独角鲸号的下水仪式
独角鲸号的动力舱比起她的姊妹级洛杉矶级，那是相当宽敞，而且动力室采用了两个独立的水密隔舱，即便一侧进水，潜艇也不会沉没，而且动力不会完全丧失。为保证潜艇足够静音，通用电船首先确定了几个可以改进的地方。第一个措施就是改进是主反应堆冷却机制。
这里首先简单说一下潜艇的噪声来源。在潜艇上，任何的活动部件所产生的周期性的振动都可以构成一种带有高识别度的噪声，比如特定的频率和特定的波形。而一旦被敌方声呐搜集到这些噪声，加以分析和识别，就可能建立起这艘潜艇的“声纹”档案，如同为犯人建立指纹档案那样。下次搜集到潜艇噪声时，只要与数据库中已有的声纹对比就可以识别这是否是潜艇，是哪一种潜艇。传统的舰用反应堆都需要用冷却主泵（Primary Coolant Pump）将冷却水循环地抽运，以带走反应堆产生大量热能，而冷却主泵在工作时在重负载下旋转，产生了固定频率的噪声，为核动力潜艇的“声纹”贡献了不少可识别特征。
对核潜艇来讲，反应堆冷却泵，蒸汽轮机，螺旋桨都是主要的噪声来源
为了解决这个问题，通用动力通过为独角鲸公司设计了独一无二的S5G压水堆（（Pressurized Water Reactor））。它的主堆被放置在潜艇耐压壳体靠下的位置，而2部蒸汽发生器位于反应堆上方，目的是促成反应堆主冷却剂的自然流动。一回路中的水在高压下顺着管路进入蒸汽发生器，在那里能量被交换到二回路，产生蒸汽。失去热量的冷却水，沿着回路被送回到反应堆中，开始下一循环。
核潜艇上的压水堆和动力系统
传统的二回路压水堆，主泵必须参与冷却剂的循环
这个简单的设计，完全是依靠热力学循环来驱动冷却剂，不需要机械泵来参与，在低速状态下只需要自然循环就可以满足功率输出的要求。当然独角鲸号仍然保留了主泵，在两种情况下，主泵必须参与工作。一个是反应堆功率过低已经处于临界状态的时候，这个时候温度和压力不足以维持自然循环，必须用主泵维持冷却剂循环；第二种情况则是核潜艇高速行进的时候，此时必须开启主泵加速冷却剂循环，来保证功率输出。不过因为自然循环解决了很大一部分问题，主泵的体积可以大大减小，既减少成本，同时也节省了空间。这也是独角鲸号比洛杉矶号动力舱宽敞很多的一个原因。
浮在水池中进行测试的S5G反应堆
这种设计因为静音能力超强，直接被应用到了后来的海狼级上。而青出于蓝的海狼级应用了更多的静音设计，比如将螺旋桨换成泵喷，取代了独角鲸成为世界上最安静的潜艇。
海狼级在独角鲸级基础上将螺旋桨换成泵喷，成为更为静音的潜艇
自流海水注入式冷却技术
除了这种独特的静音技术以外，独角鲸上还应用了一种技术，那就是自流海水注入冷却（Scoop Seawater Injection）。如今自流冷却技术在舰船上应用的已经较为普遍了，然而在当年却是一种比较超前的技术。这套系统主要是用来给二回路的蒸汽冷凝器进行降温，促进蒸汽冷却凝结。
不过这套系统有一个限制，就是只能在高于5-7节的速度下才能工作，如果是静止和倒车的情况下无法使用。这是因为速度越高，单位时间内海水流量越大冷却效果越好。这套系统与S5G反应堆自然循环有着同样的目的，那就是尽量不让机械泵工作，来避免额外噪音的引入，这样也可以把泵做的比较小。
潜艇的自流海水冷却系统示意图
除去这些以外，独角鲸还用了许多其他的独特技术来降低噪音，比如直接涡轮驱动（不使用变速箱）、
服役30年功勋累累
网上关于独角鲸的事迹经不算多，可能是尚未解密的关系。尽管没有记录在案的实战记录，但可以相信的是，独角鲸这对苏联的船只和潜艇执行了多次特种“作战”任务，这从它获得的嘉奖记录就可以看出，1972年独角鲸号全体官兵获得了海军部队奖章（Navy Unit Commendation），1971、1977、1979、1994和1998年则获得了功勋部队奖章（Meritorious Unit Commendation）。她还获得了五次战斗效率奖，四次工程奖。以及反潜作战奖，通讯奖和补给奖各一次。
总结
独角鲸号尽管只是一艘实验性质潜艇，却彻底奠定了对苏联在潜艇技术上的优势，并将这个优势一直持续到了苏联解体。它先进的静音技术被广泛应用到后来的攻击型及战略核潜艇上，使苏联深刻认识到这一领域与美国的巨大差距。在它身上应用的承前启后，带有开创性意义的技术，至今仍然助力美国维持着全球的海洋霸权。
