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見過現代潛艇的人,恐怕都會爲其中一些潛艇身上加穿一件黑色的厚“外衣 ”而感到好奇;如果有機會登上艇,再近看這件“外衣”會進一步發現它塑料不像塑料,海綿不像海綿;要是剝落幾塊,往往變得斑斑駁駁,煞是難看!那麼這件“外衣”究竟是用什麼材料做成的呢?潛艇又爲什麼要穿這麼一件“外衣”呢?
“狼羣戰術”引發的產物
這件“外衣”的學名叫“消聲瓦”。由於俄羅斯海軍應用得最普遍,因而不少人都認爲,是俄羅斯海軍最先發明並給潛艇穿上這件“外衣”———消聲瓦的。實際上,最早給潛艇穿“外衣”的是德國海軍。在二戰中德國海軍大量地建造潛艇(到二戰結束時共建造潛艇1000多艘),並瘋狂地使用“狼羣戰術”,在很長一段時間內幾乎掐斷了歐美海上運輸線,險些扼殺了其經濟命脈。爲了對付潛艇,英美等國迅速、全力批量建造水面戰艦進行護航和反潛。到二戰末期德國潛艇損失急劇增加。德國海軍爲了挽回敗局,減少被對方發現的概率,逃脫被追殲的命運,便嘗試給部分潛艇包裹一層“外衣”。這件“外衣”由橡膠製成,厚約 30毫米,內部有直徑3.5毫米左右的空腔。它的工作原理並不複雜,主要是利用聲波在空腔內振盪,來降低聲波反射強度,達到隱形的目的。
讓潛艇悄悄接近航母
戰後,蘇聯獲取了不少有關潛艇消聲瓦方面的重要資料,同時弄到了幾名這方面的專家和研製人員,隨即展開了這方面的研究。特別是在水面戰艦一時難以與美國相匹敵的情況下,蘇聯只好退而求其次加速建造各型潛艇,以圖與美國強大的航母編隊等進行對抗。爲此,儘快發展能夠最大限度地、隱蔽地接近美航母的高性能潛艇,就成爲當時蘇聯海軍研製關鍵武器裝備中的重中之重。而消聲瓦正是解決這個問題的一項關鍵技術。從20世紀60年代起,蘇聯海軍經多次潛艇試驗,證實消聲瓦的功能有效,於是全力攻關,力圖儘快解決包括消聲瓦在內的潛艇所有減振降噪技術。首艇設計於20世紀70年代、建造完成於20世紀80年代中葉的蘇聯海軍“塞拉”級核動力攻擊型潛艇是一個最好的例證。時至今日它依然是俄海軍4級現役核動力攻擊型潛艇中隱形性能最好的。
爲了達到“塞拉”級潛艇的最佳隱蔽目的,蘇聯海軍在艇型設計上採用了拉長水滴形,艇體表面被設計得非常光滑流暢,表面突出物幾乎完全被取消,指揮台圍殼與艇體交接處採取弧形圓滑過渡(降低了彼此間的流體干擾,並降低了阻力和噪音);艇體表面流水孔被減至最少(從而有效地降低了流水噪聲)。除了上述舉措外,該級艇的一項極爲有用的隱蔽措施就是在艇體表面敷設一層厚薄相間的消聲瓦。這層消聲瓦的厚度在80~150毫米之間,長寬比爲90~85,由合成橡膠製成。其結構分爲內外兩層,外層爲實心固體,內層則設置了各種不同尺寸與形狀的孔洞。該消聲瓦既能吸收對方主動聲吶的控測聲波,又能隔絕和降低本艇的噪聲。據稱,俄羅斯潛艇敷設這種消聲瓦後,已使對方的探測能力下降了50%~70%,本艇的自噪聲下降了20分貝。除“塞拉”之外,俄羅斯海軍還對20世紀 70年代建造的V-Ⅲ級核動力攻擊型潛艇、80年代建造的“阿庫拉”級核潛艇等貼敷了消聲瓦。
如今,潛艇敷設消聲瓦早已不是俄羅斯海軍的專利,美國、英國、法國、德國、日本等不少國家海軍潛艇都敷設了消聲瓦。多年來,美國海軍一直認爲,核動力攻擊型潛艇是消滅對方潛艇最有效的平臺。但面對數量佔優的蘇聯潛艇,美國海軍只好在安靜性和隱蔽性上作文章。美國海軍從1985年建造“洛杉磯”級“ 聖胡安”號潛艇開始,敷設了消聲瓦,並採取了其他各種先進的降噪措施。此後的日本“春潮”級、“夕潮”級也都安裝了橡膠材料製作的消聲瓦。
潛艇“外衣”的3大功用
各國海軍之所以越來越青睞在潛艇上安裝消聲瓦,就在於消聲瓦有着不同尋常的降噪和消聲本領。隨着消聲瓦技術的不斷髮展和該項技術在實踐中的廣泛應用,人們對其功效產生越來越大的興趣,改變了最初認爲它僅能吸收對方聲吶波的片面觀念。目前經初步證實,消聲瓦的功用至少有3個:首先,能夠吸收對方主動雷達發出的聲吶波,即利用消聲瓦材料的阻尼作用和瓦內空腔或填充物的作用,使對方發射出的聲波波形發生變化,將聲能轉換爲熱能消耗掉,從而使折射回去的聲波能量大爲降低,達到急劇減少主動聲吶探測的目的。據報道,俄羅斯滿載排水量2.65萬噸的“颱風”級潛艇由於敷設了150毫米厚的消聲瓦,因而使美國MK-48和MK-46型魚雷的主動聲吶探測距離減少到原來的1/3。由此可見它的戰術效能非同一般。其次,能夠隔離潛艇內部噪聲向艇外輻射。噪聲是潛艇水下行動的一個大忌。尤其核潛艇的噸位大、塊頭大、噪聲大,更是容易被對方在極遠的距離上探測發現。消聲瓦能部分緩解這方面的矛盾。潛艇包上一層層的消聲瓦,就相當於用一件棉襖包裹一臺收音機一樣,聲音明顯減弱。在這種情況下,艇內的噪聲向外輻射自然受到很大的抑制。不過,實踐也證明:一種消聲瓦難以同時具備良好的吸聲和隔聲性能,而且低頻吸、隔聲性能難以滿足實踐使用的需要。再次,能夠抑制艇體的振動。潛艇在活動和作戰使用時,其動力裝置和機械設備產生的振動是不可避免的,也是始終存在的。因此,如何最大限度地減少振動,便成爲了潛艇設計師矢志不渝追求的目標和時刻夢想攻克的難關。目前很多潛艇都將艇上的動力裝置及其機械設備安裝在筏形基座上,而且該基座與潛艇體保持柔性連接。這些措施採取後,仍有相當大的振動波要傳到潛艇的內壁,而緊貼艇體的消聲瓦自然起到了吸收振動的作用,使振動得到最大限度的減弱和緩解。當然,有一些專家還在研究消聲瓦水面狀態的變化隱形保護色等問題。
儘管消聲瓦的技術現在已日漸成熟,應用也日趨普遍,但它仍有一些關鍵技術需要改進和提高,如粘貼術,又如消聲瓦的厚薄與潛艇總體匹配技術等等。這些,各國均在加緊攻關克服。
看來,消聲瓦的風靡安裝與使用將是大勢所趨。未來的潛艇肯定是一些採用消聲瓦等技術在內的、更加安靜的“海狼”。
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