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英国第一艘攻击型核潜艇建造背后的故事

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发表于 2021-9-27 10:27:44 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
英国是继美苏之后世界上第三个掌握核潜艇技术的国家。1959年6月12日,“无畏”(Dreadnought)号攻击型核潜艇在英国坎布里亚郡巴罗因弗内斯的维氏阿姆斯特朗造船厂开工建造;1960年10月21日,英女王伊丽莎白二世主持了该艇的命名下水仪式;1962年,该艇装备核反应堆;1963年1月,该艇在拉姆斯登码头首次下潜;1963年4月17日,“无畏”号攻击型核潜艇正式服役,比原计划提前了一年。以“无畏”号的入列服役为标志,皇家海军从此跨入了核动力时代的门槛。


1963年4月17日,皇家海军“无畏”号攻击型核潜艇正式服役
前言
由于具有不依赖空气的显著优点,原子能推进装置的构想一经提出,就被认为是潜用动力的理想选择。这一点对于皇家海军有着特别的意义。作为一个象征性的历史事件,印度的独立预示着第二次世界大战结束后的10年是英帝国逐渐趋于瓦解的10年,但即便如此,英国仍然拥有世界上最多、分布最广的海外领土。截止到苏伊士运河战争后的1957年,英国共拥有16个分布全球的皇家属地、特殊属地、海外领地和自治领地,分别是马恩岛、泽西群岛、根西群岛、福克兰群岛、皮特凯恩群岛、南乔治亚和南三明治群岛、亚克罗提利与德凯利亚、安圭拉、百慕大群岛、英属印度洋领地、英属维尔京群岛、开曼群岛、直布罗陀、蒙特赛拉特、圣荷勒拿群岛、特克斯和凯科斯群岛。同时,英国王室仍然统治着世界上16个国家,分别是英国、澳大利亚、加拿大、新西兰、巴布亚新几内亚、安提瓜和巴布达、巴哈马、巴巴多斯、伯利兹、格林纳达、牙买加、圣基茨和尼维斯、圣卢西亚、圣文森特和格林纳丁斯、所罗门群岛、图瓦卢。英国国王是世界上名义统治面积最大的国家元首,也是英联邦之首。另外还需要指出的是,按1000人以上的主要军事基地计算,1957年之后,英国仍然长期拥有海外军事基地14个,分别为爱尔兰、塞浦路斯、德国、直布罗陀、阿富汗、肯尼亚、塞拉利昂、福克兰群岛、加拿大、文莱、苏伊士运河、百慕大、开曼群岛、英属圣马丁,在数量上多于美国(不包括共享基地)。显然,无论基于政治上的考量还是军事上的现实性需求,这一连串地名意味着一支规模小、装备精良、又能够“无限续航”的核动力舰队,对于皇家海军有着极大的吸引力,将这种技术首先在大型攻击型潜艇上进行验证则是很自然的想法。不过,尽管皇家海军是原子能推进潜艇的最早探索者之一,但其第一艘攻击型核潜艇“无畏”号的设计、建造与服役却并不是一帆风顺的,整个过程所经受的挫折从侧面反映了英国国力的衰落。


尽管皇家海军是原子能推进潜艇的最早探索者之一,但其第一艘攻击型核潜艇“无畏”号的设计、建造与服役却并不是一帆风顺的,整个过程所经受的挫折在一个侧面上反映了英国国力的衰落


第六艘“无畏”号为1875年建成的蒸汽动力装甲舰,10886吨


从德雷克到纳尔逊,从特拉法尔加到日德兰,英国皇家海军是一支讲究传承的海上力量,所以在其舰队的战斗序列中,以“无畏”(Dreadnought)来命名的军舰必然不是等闲之辈
从“无畏”这个舰名说起
作为英国第一艘攻击型核潜艇,“无畏”这个名字本身就不简单。从德雷克到纳尔逊,从特拉法尔加到日德兰,英国皇家海军是一支讲究传承的海上力量,所以在其舰队的战斗序列中,以“无畏”来命名的军舰必然不是等闲之辈。在以“无畏”来命名第一艘攻击型核潜艇之前,皇家海军历史上共有7艘军舰被命名为“无畏”——第一艘“无畏”号,建造于1573年,是一艘装有41门火炮、360吨的帆船,于1648年沉没;第二艘“无畏”号建于1654年,是装有52门炮的三级舰,1690年10月沉没于对荷兰的海战;第三艘建于1691年,是装有60门炮的四级舰;第四艘建于1742年,也是装有60门炮的四级舰,1784年退役;第五艘建于1801年,是配备98门炮的二级战列舰,2110吨,1857年沉没;第六艘为1875年建成的蒸汽动力装甲舰,10886吨;至于第七艘“无畏”号,则是最著名的一艘“无畏”号,于1906年下水,满载排水量20730吨,在武备、动力、防护等方面都进行了革新,尤其是火力和动力装置在设计上的革命性,受到各主要海军国家的关注。主要海军强国纷纷按照“无畏”号的理念建造新型战列舰,以至于引发了新一轮的海军军备竞赛。结果,作为战列舰建造技术的分水岭,在“无畏”号之前的战列舰干脆被称作“前无畏舰”,“无畏”号本身则被视为一个划时代的独立舰种,“无畏舰”的称呼也由此而来……有人认为,在人类军舰的建造史上,还没有一艘军舰像1906年的“无畏”号那样产生过如此重要的历史影响,具有如此重要的历史地位,在世界战舰发展史上写下过如此重要的一页。也正因为如此,当1960年1月,皇家海军决定将“无畏”这个充满了象征性意义的舰名赋予正在建造中的第一艘攻击型核潜艇时,足见英国人对其所饱含的寄托及寄予的厚望。




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 楼主| 发表于 2021-9-27 10:28:19 | 只看该作者
“水下无畏舰”的技术路线之争
1947年1月,英国内阁做出独立制造核武器的决定,在这一决定指导下, 5月,英国政府正式决定在坎伯兰郡 (Cumberland) 塞拉菲尔德 (Sellafield) 战时TNT工厂附近建造两个以空气为冷却剂、石墨为慢化剂、天然铀为燃料的反应堆(随后这一地区被重新命名为温茨凯尔 (Windscale))。令人感兴趣的是,这两个反应堆不但担负着用以生产军用钚的任务,还担负着为皇家海军进行舰用核推进装置可行性的探索任务。不过,虽然温茨凯尔反应堆建造于1947年11月,1号堆和2号堆于1950年10月和1951年6月开始投入运营,皇家海军通过这两座原始的天然铀反应堆初步得出了原子能的确可用于舰用推进装置的结论,但由于天然铀反应堆体积过大,是否能将之直接用于潜艇皇家海军内部尚存在争议。尽管当时已经有皇家海军的工程师指出,潜用原子能推进方案可以考虑采用水为工作介质,从而制造出一种功率大、体积小、适合于装入潜艇的核动力装置,为建造“水下无畏舰”提供技术条件,但当时的工党艾德礼政府正在进行一轮新的重整军备计划,潜用压水堆装置的研究受到了影响。1950年朝鲜战争爆发,美国要求所有的北大西洋公约组织国家都要承担额外的军事开支,进行重整军备。作为当时北大西洋公约组织西欧成员当中军事力量最强的国家,英国开始领导欧洲迅速地重整军备。英国需要美国财政上的援助以解决国际收支平衡的问题。但是在美国毫无任何正式保证的情况下,“英国政府就同意在未来的三年中为防御计划增加8亿英镑,1950年9月,随着朝鲜战争的加剧,英国在防御计划上的支出又增加了2亿英镑,1951年1月,中国加入到朝鲜战争中,英国的防御计划支出又增加了11亿英镑,此时整个防御计划的支出总额为47亿英镑”。这些数字意味着英国本已有限的国防资源要被优先配置于应对“现实性威胁”,潜用压水堆装置在资源分配上的优先级别并不太高,因为此时的苏联海军对英国海上交通线还构不成实质性威胁。


“无畏”号核潜艇采用了类似水滴形的鲸鱼形艇体外形,艏部形状更与抹香鲸的头部形状十分相似。指挥台围壳更加偏靠艇艏,其长宽高分别为10.06米、1.83米、7.07米。图为北大西洋海域航行中的“勇士”级攻击型核潜艇“征服者”号
由于当时英国的财力难以支持对于核潜艇的进一步研制,皇家海军认为潜艇动力核推进的实现还是遥遥无期的事情,因此,皇家海军内部有部分人士转向支持研究闭式循环汽轮机在潜艇推进方面的应用。二战末期纳粹德国曾在XXVI型潜艇上对闭式循环汽轮机进行过试验,有关资料和部分实物则在战争结束后被设法运回了英国进行研究。XXVI型潜艇的闭式循环汽轮机(MESMA/IP)系统主要由4个分系统构成:液氧储存罐,燃料储存罐及一、二回路系统。其中燃料为乙醇,存放在储存罐中的橡胶袋中;一回路系统包括高压燃烧室、热交换机、冷凝器;二回路系统包括蒸汽发生器、蒸汽轮机、冷凝器。具体工作原理及过程:将储存在绝热罐中的低温液氧送到加热器中加热成气态,乙醇和气态氧在高压燃烧室里燃烧,燃气通过蒸汽发生器后大部分被冷却,这些经冷却的燃气重新回到燃烧室,用于冷却烟道壁,调节燃烧壁壁温,使其保持在1000℃以下,同时稀释乙醇/氧气的混合气体,使其燃烧温度保持在700℃的最佳状态。一小部分未经冷却的燃气有些直接排出艇外,有些以液态方式储存在艇内。水在蒸汽发生器吸收燃气热量后变成高温高压蒸汽,温度达500℃ ,压力大约为18千克/平方厘米,这些蒸汽推动蒸汽轮机做功,驱动交流发电机和整流机组产生直流电,为推进系统提供能量。水蒸汽冷凝成水后,返回蒸汽发生器,完成循环过程。在对德国闭式循环汽轮机的资料和实物进行分析后,皇家海军认为采用汽轮机装置的潜艇同样能够实现不依赖空气的水下航行,并且比潜用核动力装置更具工程可行性。基于这样的判断,皇家海军认为可以通过闭式循环汽轮机(MESMA/IP)的技术途径建造 “水下无畏舰”,所以核推进装置的研究工作在1952年10月被无限期停止,同时开始了“沃尔特”闭式循环汽轮机的研制。就这样,在有关“水下无畏舰”技术路线之争的问题上,核推进方案似乎被打入了冷宫。不过,情况很快又发生了变化。


在与皇家海军的后续演习中,“鹦鹉螺”号展示了核潜艇对抗英国反潜部队的优势
1955年,美国海军建成了世界上第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号,在与皇家海军的后续演习中,“鹦鹉螺”号展示了核潜艇对抗英国反潜部队的优势。皇家海军部对核潜艇的表现表示赞赏,同时“沃尔特”闭式循环汽轮机的研制也陷入了困境——整个系统非常庞大,辅助机械设备较多,主要部件有燃烧室、蒸汽发生器、二氧化碳冷凝器、蒸汽冷凝器、涡轮交流发电机、各类泵,所以系统安装布置比较困难,需较大舱室空间,而且与“鹦鹉螺”号采用的压水堆装置相比,闭式循环汽轮机热效率低、经济性较差,整个推进系统的实用性较差。在这种情况下,第一海军大臣威尔弗雷德•伍兹爵士重新制订了核潜艇研制计划,同时为能减少在发展和研究核反应堆的费用并节省时间,英国希望能从美国获得核潜艇的技术经验。皇家海军上将蒙巴顿和美国海军作战部长阿利•伯克之间的良好关系加快了这一计划的进行,但美国负责核潜艇研制的海曼•乔治•里科弗最初却不同意任何形式的核潜艇技术转让,并且阻止了蒙巴顿视察“鹦鹉螺”号核潜艇。直到1956年,里科弗访问英国时,才撤回了反对意见。不过,虽然里科弗这位“美国海军核动力之父”不再反对向英国政府提供潜用压水堆装置的某些关键技术,但来自政治层面的阻碍并没有消失,1946年通过的《麦克马洪法案》仍然在发挥着作用。在这种情况下,英国政府不得不再次尝试依靠自己的力量来解决建造核潜艇的关键问题。1956年7月,英国政府委托罗罗公司开始建造潜用核反应堆的陆上模式堆,要求1960年达到临界状态,但在建设中遇到了材料、焊接、设备加工和检验等一系列工程问题,工程估计要到1965年才能达到临界。由于陆上模式的推迟,皇家海军的“水下无畏舰”又一次遭遇了重大挫折。令人感到欣慰的是,就在山穷水尽之时,转机又一次到来,希望仍然来自大洋彼岸。


1963年4月17日,英国皇家海军“无畏”号攻击型核潜艇正式服役。这艘潜艇继承了1906年服役的全世界第一艘单一口径主炮的“无畏”号战列舰的舰名,成为英国皇家海军第一艘核潜艇


1957年6月初,美国与皇家海军关于核反应堆的合作关系进入了一个新的阶段,美国海军“核潜艇之父”里科弗同意提供给英国“鳐鱼”级攻击型核潜艇的S3W压水反应堆
苏伊士运河危机似乎使英美关系降到了谷底。这一事件一方面使英国人看清了同自己有“特殊关系”的盟友并不忠诚——这正是后来英国人坚持发展独立核力量的重要原因之一;另一方面也给了他们一个教训:离开了美国这个真正超级大国的支持,自己将一事无成。1957年,麦克米伦就任英国首相,强调与美加强合作。同年3月,他与艾森豪威尔举行了危机后的首次和解会谈。恰好此时美国政府已经意识到由于苏联核打击能力的提升,美国需要英国在战略上的支持。所以麦克米伦与艾森豪威尔的这次和解会谈取得了丰硕的成果,双方就交换核技术和核武器设计问题达成了协议,发表了“共同声明”,正式提出两国“相互依赖”的合作原则。在“共同声明”的指导下,1957年6月初,美国与皇家海军关于核反应堆的合作关系进入了一个新的阶段,皇家海军被允许参观美国制造潜艇用核反应堆的工厂。接着,美国与英国签订了一项协定,根据这项协定,英国可以以十分优惠的价格从美国购买用于核反应堆的浓缩铀。之后里科弗同意向英国提供 “鳐鱼”级攻击型核潜艇的S3W压水反应堆。在这种情况下,皇家海军对于潜艇核推进与“沃尔特”闭式循环汽轮机推进作了客观的比较。由于美国可以直接向英国提供全套核反应堆系统并且价格十分优惠,皇家海军因此可以在相当短的时间内建成核潜艇;而“沃尔特”闭式循环汽轮机推进方面虽然取得了令人可喜的试验结果,但是该推进系统的燃料过氧化氢在潜艇上的储存、保护和使用方面尚存在着不少难以克服的障碍,因此,“沃尔特”闭式循环汽轮机推进距实用阶段还有相当大的距离。最终皇家海军放弃了对闭式循环汽轮机推进系统的进一步研制,及时地把战后潜艇技术研制的主攻方向转向核潜艇的研制。皇家海军内部关于“水下无畏舰”的技术路线之争就此宣告结束,第一艘“水下无畏舰”的建造工作也随之提上了日程。

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 楼主| 发表于 2021-9-27 10:50:43 | 只看该作者



当1959年6月12日,被命名为“无畏”号的英国首艘攻击型核潜艇在英国坎布里亚郡巴罗因弗内斯的维氏阿姆斯特朗造船厂开工建造时,这艘潜艇不但排水量超过了“鳐鱼”级的一半(水面排水量为3500吨,水下排水量为4000吨),而且在艇体线型上吸收了美国“大青花鱼”号试验艇的最新成果
主要技术特点与结构细节
美国政府同意向英国出售S3W压水堆装置,同时也在原则上同意向皇家海军提供“鳐鱼”级攻击型核潜艇设计资料,这为英国政府下决心建造一艘类似于“鳐鱼”级的“水下无畏舰”开了绿灯。然而,皇家海军却并不满足于此。“鳐鱼”级攻击型核潜艇本身带有浓烈的试验味道,比如首艇“鳐鱼”号和3号艇“棘鬣鱼”号装备了堆体高度较小的S3W型反应堆,而2号艇“剑鱼”号和4号艇“海龙”号装备的则是堆体高度较大的S4W型反应堆。由于高度不同,因此各自布置在反应堆舱上部的屏蔽走廊的形状也不同。“鳐鱼”号和“棘鬣鱼”号的屏蔽走廊是隧道式的,横截面为圆形。而“剑鱼”号和“海龙”号由于反应堆较大,因此在屏蔽走廊的底面形成一个明显的凸起。为了不影响艇上人员通过,“剑鱼”号和“海龙”号最后采用的是平底圆拱式的屏蔽走廊,其横截面为拱形。S3W型和S4W型压水堆是在“鹦鹉螺”号上装备的S2W型反应堆的基础上改进研制成的小型反应堆,由于原理和基本结构大体相同,而且S2W型在装备“鹦鹉螺”号前已经有了STR-I型陆地模式堆的经验,因此S3W和S4W都是直接上艇。虽然反应堆尺寸缩小,但是S3W型和S4W型压水堆的核燃料工作时间更长,因此“鳐鱼”级的续航力比“鹦鹉螺”号的要大。但由于反应堆的小型化,降低了航速,而且在减少潜艇总重方面并不十分明显,因此皇家海军并不认为S3W压水堆装置是一种成功的设计,他们盯上了更高的目标——美国人手中最新型的S5W压水堆装置。


“无畏”号与“鲣鱼”级攻击核潜艇的显著不同之处在于,“无畏”号采用了可以收放的艏水平舵,而不是“鲣鱼”级的围壳舵
事实上,皇家海军的眼光的确不差,S5W压水堆装置堪称一代经典。S5W压水堆由威斯汀豪斯电气公司和贝蒂斯核动力研究所研制。由于借鉴了S2W、S3W和S4W反应堆的经验,所以没有建造陆上模式堆。该型堆从1955年美海军正式订购“飞鱼”级攻击型核潜艇开始研制,至1959年4月15日“飞鱼”号核潜艇服役,历时4年。S5W压水堆当时造价1200万美元。S5W压水堆装置共有两型。S5W-Ⅰ型装备“飞鱼”级和“乔治•华盛顿”级核潜艇;S5W-Ⅱ型装备其余各级核潜艇。两种型号只是功率不同,性能上Ⅱ型比Ⅰ型稍有改进。S2W反应堆热功率60兆瓦,可提供轴功率9849千瓦(13400马力),而S3W、S4W反应堆热功率30兆瓦,可提供轴功率5145千瓦(7000马力)。S5W-Ⅰ、Ⅱ型反应堆热功率为80~100兆瓦,可提供14.7~18.38兆瓦(20000~25000马力),既能满足高速艇的需要,也能满足更大吨位的弹道导弹战略核潜艇的需要。作为一代经典,S5W标准型压水堆装置是美海军影响最大、使用最广、装艇数量最多的潜艇堆,总计装艇100艘,包括“长尾鲨”级、“鲟鱼”级攻击型核潜艇,“乔治•华盛顿”级、“伊桑•艾伦”级、“拉菲特”级弹道导弹核潜艇等。虽然在向美国政府申请购买S5W压水堆装置的过程中,由于技术上的高度敏感性,皇家海军受到了来自各方面的阻挠,不过蒙巴顿还是利用他的影响为皇家海军争取到了S5W,从而为皇家海军第一艘“水下无畏舰”的建造打开了最后的绿灯。需要指出的是,皇家海军为其第一艘“水下无畏舰”设定的目标是高标准的,这不仅仅体现在以更先进的S5W压水堆装置取代了S3W压水堆装置,也体现在这艘“水下无畏舰”的艇体选型上——它抛弃了美国人推荐的“鳐鱼”级攻击型核潜艇艇体线型。“鳐鱼”级攻击型核潜艇的设计十分保守,是“刺尾鱼”级常规动力潜艇的核动力版本,所以不但排水量偏小(水面排水量为2552吨,水下排水量为2851吨),而且航速偏低(最大航速只有18节)。显然,“鳐鱼”级攻击型核潜艇与皇家海军心目中的“水下无畏舰”相距甚远(其实美国海军也对“鳐鱼”级攻击型核潜艇并不满意,只建造了4艘),英国想要的是更大、更快的核潜艇。


“鳐鱼”级攻击型核潜艇的设计十分保守,本质上是“刺尾鱼”级常规动力潜艇的核动力版本,所以不但排水量偏小(水面排水量为2552吨,水下排水量为2851吨),更重要的是航速偏低——最大航速只有18节


“无畏”号以美国海军的“大青花鱼”号潜艇和“鲣鱼”级攻击核潜艇为母型,结合了英国皇家海军对核潜艇结构、强度和流体动力等方面的要求,尽管美国电船公司向英国提供了核潜艇的外形和建造经验,但英国最终自行设计了核潜艇的艇体和战斗系统
英国人是这样想的,也是这样做的。当1959年6月12日,被命名为“无畏”号的英国首艘攻击型核潜艇在坎布里亚郡巴罗因弗内斯的维氏阿姆斯特朗造船厂开工建造时,其排水量大大超过“鳐鱼”级(水面排水量为3500吨,水下排水量为4000吨),而且在艇体线型上吸收了美国“大青花鱼”号试验艇的最新成果。20世纪上半叶,潜艇的水下续航力是有限的。第二次世界大战期间,美国建造的舰队型潜艇都是长而窄的,长宽比为11.5∶1。为提高潜航速度而做的工作证明:长而窄的艇型稳性不好。因此新的设计采用了舰船局在戴维•泰勒船模水池所做的试验成果。这种新艇体的长宽比为7.6∶1,外形短而宽,截面接近圆形,全船呈流线型,像条鲸鱼,为验证其主要流体特性专门建造了一艘试验艇。美国根据1950财政年度计划,决定建造具有水滴线型的“大青花鱼”号试验潜艇。该艇于1953年12月5日建成,随即进行了一系列试验并取得了出色的成果。尤其是水下33节的航速创造了美国海军潜艇的水下最高航速。为了将“大青花鱼”号的水滴线型尽快应用到作战潜艇上,美国决定在1956财政年度同时建造均具有水滴线型的“长颌须鱼”级常规潜艇和设计编号为EB-269A的“鲣鱼”级攻击核潜艇,战后建造高速核潜艇的序幕由此拉开,而英国皇家海军则绝不甘心屈居人后。“无畏”号以美国海军的“大青花鱼”号潜艇和“鲣鱼”级攻击核潜艇为母型,结合了英国皇家海军对核潜艇结构、强度和流体动力等方面的要求,尽管美国电船公司向英国提供了核潜艇的外形和建造经验,但英国最终自行设计了核潜艇的艇体和战斗系统。


为了使“大青花鱼”号的先进水滴线型尽快应用到作战潜艇上,美国决定在1956财政年度同时建造均具有水滴线型的“长颌须鱼”级常规潜艇和设计编号为EB-269A的“鲣鱼”级攻击核潜艇


水滴形艇体线型的采用,使“无畏”号的长度在相同排水量的情况下减少了15.24米,潜艇长度减小意味着艇体湿表面积减少,加上采用了一个直径为4.88米(相当于艇体最大直径的一半)的5叶螺旋桨,使其水下航速提高了近6节
具体来说,“无畏”号核潜艇采用了类似水滴形的鲸鱼形艇体外形,艏部形状与抹香鲸的头部形状十分相似。指挥台围壳更偏靠近艇艏,其长、宽、高分别为10.06米、1.83米、7.07米。指挥台围壳内部并排布置了穿透耐压艇体的攻击潜望镜和搜索潜望镜,潜望深度19.5米。此外还布置有搜索雷达的升降装置、鞭状天线升降装置、电子对抗设备升降装置、柴油机通气管装置的进气管升降装置等。另外,在指挥台围壳里还布置有驱动围壳舵的液压机。“无畏”号为圆锥形艇艉,末端有一个呈十字形的尾翼。垂直舵虽然比较小,但整个舵面能够在左右各37°的范围内移动,因此具有较高的效率。水滴形艇体线型的采用,使“无畏”号的长度在相同排水量的情况下减少了15.24米,潜艇长度减小意味着艇体湿表面积减少,加上采用了一个直径为4.88米(相当于艇体最大直径的一半)的5叶螺旋桨,使其水下航速提高了近6节。值得注意的是,虽然同样采用了经典的水滴型艇体线型,但“无畏”号与“鲣鱼”级攻击核潜艇显著不同之处在于,“无畏”号采用了可以收放的艏水平舵,而不是“鲣鱼”级的围壳舵。这是由于皇家海军认为,指挥台围壳作为潜艇回转中心一侧的凸起结构物,由于水流的作用会对潜艇形成一个偏转力矩。这个力矩产生的效应是使潜艇的艏部向上抬起,造成潜艇在水下的不利纵倾,潜艇在水下航速越高,水流作用于指挥台围壳所形成的偏转力矩就越大。因此“无畏”号这种大尺寸围壳会对水下航行产生非常不良的影响。而采用装在艏部两舷的艏水平舵的布置方式可以使“无畏”号在潜望镜深度上进行低速航行时具有比较好的操纵性,同时这种布置方式还可以使指挥台围壳的尺寸更小一些,从而可以减小该艇水下航行时的阻力。同时,不采用围壳舵也有利于提高潜艇在冰区的活动能力。 “无畏”号具有流线型的球形艇艏,内部设有声呐,锚穴布置在艏部鱼雷发射管下方,内有一个1814千克的蘑菇状锚,收放后锚冠外表面与艇体外表面形成光滑的整体,减小了潜艇水下航行时的阻力。作为世界上第一批采用水滴线型的核动力潜艇,在一套美国西屋公司S5W压水堆装置(花费了约2500万美元)的驱动下,“无畏”号的水下设计最大航速高达28节,完全能够满足为舰队护航的需求。仅凭这一点就足以使其跻身世界一流攻击型核潜艇的行列,也因此被皇家海军骄傲地称为“舰队型潜艇”。


“无畏”号采用了单双壳体混合结构,其中的大部分艇体采用单壳体结构,主压载水舱布置在双壳体结构的舱段以及首尾两端,耐压艇体分为5个舱室
另外,“无畏”号的结构设计也足够成熟合理。“无畏”号采用了单双壳体混合结构,其中大部分艇体采用单壳体结构,主压载水舱布置在双壳体结构舱段以及艏艉两端,耐压艇体分为5个舱室,从艏至艉依次是艏鱼雷舱、指挥控制兼居住舱、反应堆舱、辅机舱和主机舱,这5个舱段之中只有艏鱼雷舱和辅机舱采用的是双壳体结构。“无畏”号指挥控制兼居住舱是最大的一个舱室,最大外径为9.75米。该舱利用3层甲板把艇内空间分隔为4层。上甲板为指挥控制区,在这个区域里布置有2个潜望镜平台、2个采用舵轮和操纵杆方式的操纵台、注水排水控制板、指示控制器的配电盘、航迹自动记录仪、海图工作台、水下攻击指挥控制台以及巡航导弹制导装置等。该舱中还设置了声呐工作室、轮机部门工作室、无线电通信室以及电子支援室等。中层甲板为生活区,包括艇长室、军官寝室、军官会议室、配膳室、军官淋浴室和厕所等,另外还有士兵艇员餐室、厨房、空调室以及二氧化碳处理室、食品冷冻室和低温蔬菜储藏室等。下层甲板主要是士兵的居住区,有居住舱、洗漱室、淋浴室、厕所、放射性检测室以及泵室等。下层甲板下面是蓄电池舱和各种装液体的舱室,这里有艇上的1号、2号和3号洗涤水舱、快潜水舱、由126个电池单元组成的蓄电池室,其两舷为淡水舱以及1号和2号辅助水舱等。“无畏”号的反应堆舱位于该艇的最大直径部位处,除反应堆外,还有一回路管路系统、主循环泵、稳压器以及蒸汽发生器等。屏蔽走廊布置在反应堆舱上部,供艇内人员安全穿越反应堆舱,是个重要的通道。屏蔽走廊两侧,各有一个一回路冷却水用的供水箱。除了一些海水管路的开口部分外,整个反应堆舱室全部用数层铅块包裹起来,形成一个防辐射生物屏蔽层。反应堆舱的后面是辅机舱,由于这一舱段是双壳体结构,耐压艇体直径相对较小,因此仅用一层甲板将其内部空间分隔为2层,下层是2台柴油发电机组。在辅机舱内还布置有制水装置、高压空气压缩机以及空调主机等设备。由于这一舱段是双壳体结构,所以轻外壳与耐压艇体之间用作主压载水舱,在主压载水舱里还布置了1361千克重的高压气瓶。


美国海军的第一艘攻击型核潜艇“鹦鹉螺”号采用了非水滴线型,皇家海军的第一艘攻击型核潜艇“无畏”号则起点更高
“无畏”号主机舱尺寸非常大,分为上、下两层,上层布置一台两级齿轮减速式汽轮机,在靠近齿轮箱的主轴上方布置一台辅助推进电机,主机舱的下层布置有冷凝器,备用给水舱,供主机、螺旋桨轴以及柴油机用的润滑油舱,液压用油舱,艉部纵倾平衡水舱等。柴油机排气管的走向经过了特别的设计,首先排气管在辅机舱里垂直向上,在穿过耐压艇体之后则沿着艇体表面转向指挥台围壳,当排气管进入指挥台围壳之后又垂直上升。从“鲣鱼”级核潜艇的外形上,可以发现从指挥台围壳后部的根部至辅机舱的上方这一段是脊翅状的突起结构,这一结构物的内部放置的就是通气管装置的排气管。“无畏”号攻击型核潜艇另外一个显著的特点是艏部6具新型液压平衡式鱼雷发射管,鱼雷的装填、存放和再装填采用了轨道和推杆式液压装载装置,从而提高了鱼雷再装填时的速度和安全性,共能携带24枚鱼雷。“无畏”号的艏部装有大型的2001型主动/被动式声呐,该型声呐的换能器为马蹄形布置,总长度为12米,有效部分高度为1.8米,声呐功率为25千瓦,远距离探测时使用1.5千赫兹~2.3千赫兹的工作频率,近距离探测时则使用5.5千赫兹~6.5千赫兹的工作频率。“无畏”号在航速为5节时,其主动声呐的探测距离为25海里;当艇速为20节时,声呐探测距离为8海里。除了艏部声呐基阵之外,在“无畏”号的指挥台围壳后部还装备了197型侦察声呐,艇的两舷侧装备了2007型远程被动搜索声呐。2007型声呐是在186型声呐的基础上加以改进的,它增加了对波束的控制功能,可用于背景噪声较大时对目标的探测。“无畏”号装有采用I波段的1006型警戒雷达,该雷达亦可作导航和领航用,其探测距离为1000千米。另外,“无畏”号上还装有Mk-1惯性导航系统。该导航系统是由皇家海军罗经观测研究所研制的,但是系统中的陀螺是从美国购买的。该艇采用航空操纵杆式的操舵方式,作战指挥中心采用操纵台式的布置方式。




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 楼主| 发表于 2021-9-27 10:56:10 | 只看该作者
主要服役经历
不可否认,从美国整机购进的S5W压水堆装置大大提高了英国第一艘“水下无畏舰”的建造进程。1959年6月12日,“无畏”号开始安放龙骨,由于技术和装备基本上都是现成的,因此其建造速度快得出奇。1960年10月,英国女王亲自主持了该艇的下水仪式。“无畏”号下水后便开始了一系列试航,1963年1月10日,在一切准备就绪后进行了第一次下潜,同年4月17日,“无畏”号正式服役并开始了大西洋的水下巡逻生涯。20世纪60年代中期,“无畏”号在短短5年的时间里航行了14万多海里,先后访问了美国东部一些港口、荷兰的鹿特丹、西德的基尔港和令所有海上舰只胆寒的百慕大。1967年9月19日,它又开始了亚洲之行。经典的S5W压水堆装置令其不用担心自己的燃料补给问题,可以在水下连续航行几十天,此次亚洲之行“无畏”号充分展示了这一性能。在由亚洲返回苏格兰港口之前,它在海面进行了大约7000海里的航行,在水下航行了4000多海里,实际上是一次赤裸裸的武力炫耀。在这期间,“无畏”号还发生了一个有意思的小插曲。1967年6月24日,“无畏”号被皇家海军授权击沉一艘因事故而被放弃的德国危险化学品货船“化学家埃斯贝格尔”号,该船当时满载着6000加仑(1加仑=3.78升)的丙酮。为了击沉该船,“无畏”号发射了3枚MK8直航鱼雷,但尴尬的是,虽然3枚鱼雷全部命中了目标,但爆炸过后,“化学家埃斯贝格尔”号仍然在海面漂浮着,无奈之下,最后只得由附近的一艘护卫舰开炮,将这艘巨型货轮送入了海底。尽管此次事件令“无畏”号有些脸面无光,但几年后的北极之行却令它彪炳史册。1971年2月,皇家海军效仿美国海军和苏联海军,派“无畏”号驶入北极海域。在艇长肯尼迪上校的指挥下,该艇在冰下连续航行2200海里后于3月3日破冰浮出北极海面,从而成为皇家海军历史上第一艘抵达北极的潜艇,英国也因此成为世界上第三个向北极派出核潜艇的国家。


“无畏”号攻击型核潜艇舰徽
不过,在“无畏”号的服役生涯中,真正的亮点要算这艘“水下无畏舰”与马岛的纠葛。马尔维纳斯群岛(英国称福克兰群岛)位于南纬 51°40'~53°00'、西经57°40'~62°00',由346个岛礁组成,以索莱达岛(东福克兰岛)、大马尔维纳岛(西福克兰岛)为主,不论在战略地缘上还是资源价值上都极为重要。英国、阿根廷马岛争端的重点就是马尔维纳斯群岛的主权归属,同时还涉及南乔治亚群岛、南桑德维奇群岛的归属问题。这是历史遗留问题,焦点是谁先发现并有效占领了这些群岛。 联合国1958年开始处理这一问题。1960年,在联合国第24特别委员会(非自治领土委员会)的推动下,联大以89票赞成、0票反对、0票弃权的绝对多数通过亚非43国提出的《关于给予殖民地国家和人民独立的宣言》,即1514(1958)号决议。1965年12月16日,联大2065号决议“念及准许殖民地国家及民族独立宣言实施情形特设委员会报告书有关福克兰群岛(马尔维纳斯群岛)各章,特别是该委员会就上述领土所通过之结论及建议”,要求英国、阿根廷迅速谈判以和平解决该问题。但谈判久无进展。到了1977年,阿根廷国内再一次群情激奋,希望军政府收复被英军占领达300年之久的马岛,在这种情况下,皇家海军派遣由“无畏”号攻击型核潜艇、2艘护卫舰、2艘补给舰组成的特混舰队开赴南大西洋海域,对企图收复马岛的阿根延进行海上威慑,行动代号为“熟手作战”。耐人寻味的是,虽然“无畏”号的出动是秘密的,但媒体还是很快披露出英国派遣攻击型核潜艇的消息,或许正是慑于“无畏”号的威力,阿根延此次没有轻举妄动。


英国女王伊丽莎白二世出席了“无畏”号的下水仪式


20世纪60年代中期,“无畏”号在短短5年的时间里,航行了14万多海里,先后访问了美国东部一些港口、荷兰的鹿特丹、前西德的基尔港和令所有海上舰只胆寒的百慕大
到了1982年4月2日清晨,阿根廷舰队突然袭击马岛首府斯坦利港,迫使英国驻马岛总督和守军投降。消息一到英国,所有媒体无不呼吁对阿根廷采取军事行动,指责政府软弱无能。4月3日,议会召开紧急会议,许多议员愤怒地要求首相、外交大臣、国防部长集体辞职。压力之下,撒切尔夫人撤换了外交大臣,并决定成立战时内阁,统筹指挥收复马岛的军事、外交行动。根据外交与联邦事务部的咨询意见,战时内阁制定了战时外交的总目标。“福克兰群岛不再需要永久性、高代价的军事防务,也不存在再次出现动荡局势或危机的可能性。”这一目标进而被分解为几个方面:短期内迫使阿根廷撤军,同时保住阿根廷的面子、防止其卷土重来;基于长远考虑,致力于获得国际社会对英国实际控制马岛的明示或承认,至少不反对英国控制该岛。可见,阿根廷占领马岛对英国而言并非单纯的危机,而是一劳永逸解决问题的机会。由于有积极明确的目标作指引,皇家海军展现出了惊人的高效率,4月3日当天,特遣舰队的先头舰只就已经向南太平洋进发了。但令人遗憾的是,此时在皇家海军舰队战斗序列中,却没有了曾令阿根廷人投鼠忌器的“无畏”号的身影,因为在这次战争爆发前的1980年,服役达17年之久的“无畏”号已经退出了现役。


当1960年1月,皇家海军决定将“无畏”(Dreadnought)这个充满了象征性意味的舰名,重新分配给正在建造中的第一艘攻击型核潜艇时,英国人对其所饱含的寄托无疑是清晰而直白的
结语
作为英国皇家海军的第一艘攻击型核潜艇,“无畏”号有许多可圈可点之处。首先,它是皇家海军历史上造价最贵的军舰之一,即便不算耗资2500万美元从美国进口的S5W压水堆装置,其舰体造价也高达3000万英磅,超过了一艘“皇家方舟”级舰队航母与一艘“郡”级舰队防空驱逐舰造价的总和,着实令人咂舌;其次,“无畏”号虽然是皇家海军核潜艇的处女作,但它绝非是“鹦鹉螺”号那样的“入门级”产品,而是综合水平超过了美国海军“鲣鱼”级攻击型核潜艇的一流作品,其代表了英国皇家海军对舰艇质量的一贯高标准要求;再次,“无畏”号在服役过程中整体上表现出了高度的可靠性,除1970年更换了一次反应堆堆芯外,始终是皇家海军在航率最高的潜艇之一,这对于一艘带有试验性质的潜艇来说是难能可贵的。不过也应该指出,“无畏”号虽然是一艘富有英国特色的高质量舰艇,但其关键技术却均来自于美国,这也从一个侧面反映出英国国力在战后的确是无可争议地衰弱了。

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