潜艇为什么要装消声瓦?

任何见过现代潜艇的人,大概都会对其中一些穿着厚厚的黑色“外衣”感到好奇;如果有机会上船,仔细观察这件“外衣”,会进一步发现它的塑料不像塑料,海绵不像海绵;如果剥开几片,往往会变得斑驳难看!那么这件“外套”是什么材质的呢?潜艇为什么要穿这样的“外衣”?

“狼群战术”的产物

这种外套的学名是“消声瓦”。因为俄罗斯海军应用最为广泛,所以很多人认为是俄罗斯海军首先发明并给潜艇穿上了这件“外衣”——消声瓦。事实上,德国海军是第一个给潜艇披上“外衣”的。二战中,德国海军建造了大量潜艇(到二战结束,* * *建造了超过65438艘潜艇+0000艘),疯狂使用“狼群战术”,几乎长期切断了欧美海上运输线,几乎扼杀了其经济命脉。为了对付潜艇,英美等国迅速全面批量建造水面战舰,用于护航和反潜。到二战末期,德国潜艇的损失急剧增加。为了挽回败局,降低被对方发现的概率,逃脱被追赶的命运,德国海军试图用“外衣”包裹一些潜艇。这种“外衣”由橡胶制成,厚度约30毫米,内部有一个直径约3.5毫米的空腔。它的工作原理并不复杂,主要是利用声波在空腔内振荡来降低声波的反射强度,达到隐形的目的。

消声瓦等技术的联合应用,让基洛成为一个可怕的“海洋黑洞”。

让潜艇悄悄接近航母。

战后,苏联获得了很多关于潜艇消声瓦的重要资料,同时得到了几名这方面的专家和研究人员,并立即展开了这方面的研究。尤其是在水面战舰暂时无法与美国抗衡的情况下,苏联为了对抗美国强大的航母编队,不得不退而求其次,加快各种潜艇的建造。为此,研制能尽可能接近美国航母、尽可能隐蔽的高性能潜艇,成为当时苏联海军发展关键武器装备的重中之重。消声瓦是解决这一问题的关键技术。自上世纪60年代以来,苏联海军经过多次潜艇试验证明消声瓦的作用是有效的,于是全力攻关,试图尽快解决包括消声瓦在内的潜艇所有减振降噪技术。苏联海军的塞拉级核动力攻击潜艇,第一艘设计于70年代,完成于80年代中期,就是最好的例子。时至今日,它仍然是俄罗斯海军4级核动力攻击潜艇中隐身性能最好的。

为了达到“塞拉”级潜艇的最佳隐蔽目的,苏联海军在艇体设计中采用了拉长的水滴形状,艇体表面被设计得非常光滑平整,表面突起几乎完全消除,指挥台围板与艇体的连接处是弯曲光滑的(减少了彼此之间的流体干扰,降低了阻力和噪音);尽量减少船体表面的流水孔(从而有效降低流水噪音)。除了以上措施,该级艇一个极其有用的隐蔽措施就是在艇面铺上一层厚薄不一的消声瓦。这种消声瓦的厚度为80 ~ 150 mm,长宽比为90 ~ 85。它是由合成橡胶制成的。它的结构分为两层,外层是实心的,内层有大小不同、形状各异的孔。消声瓦既能吸收对方主动声纳的受控声波,又能隔离和降低艇内噪音。据说俄罗斯潜艇降低了对方50% ~ 70%的探测能力,这艘潜艇的自噪声降低了20分贝。除了“塞拉”,俄罗斯海军还将消声瓦应用于70年代建造的V-III型核动力攻击潜艇和80年代建造的阿库拉号核潜艇。

如今,在潜艇上铺设消声瓦已经不是俄罗斯海军的专利。美、英、法、德、日等国的多艘海军潜艇都铺设了消声瓦。多年来,美国海军一直认为核动力攻击潜艇是摧毁对方潜艇的最有效平台。然而,面对数量占优的苏联潜艇,美国海军不得不在静音和隐蔽上做文章。从1985年“洛杉矶”级“圣胡安”号潜艇建造开始,美国海军铺设了降噪瓷砖,并采取了其他各种先进的降噪措施。此后,日本的“春潮”和“晚潮”班也安装了橡胶材料制成的消声瓦。

潜艇“外衣”的三大功能

世界各国海军之所以更喜欢在潜艇上安装消声瓦,是因为消声瓦具有非同寻常的降噪和消声能力。随着消声瓦技术的不断发展和在实践中的广泛应用,人们对其功效越来越感兴趣,改变了它只能吸收对方声纳波的片面观念。目前已经初步证明,消声瓦至少有三种作用:一是可以吸收对方主动雷达发出的声呐波,即利用消声瓦材料的阻尼作用和瓦内空腔或填充物的作用,使对方发出的声波波形发生变化,声能转化为热能而被消耗,从而使折射声能大大降低,主动声纳探测的目的大打折扣。据悉,由于俄罗斯满载排水量26500吨的台风级潜艇上铺设了1.50毫米厚的消声瓦,美国MK-48和MK-46鱼雷的主动声呐探测距离降低到1/3。由此可见其战术效力非同一般。其次,可以隔绝潜艇内部噪声向潜艇外部辐射。噪音是潜艇水下作业的大忌。特别是核潜艇吨位大,体积大,噪音大,很容易被对方在极远距离探测到。消声瓦可以部分缓解这一矛盾。给潜艇盖上一层层消声瓦,就相当于给收音机裹上一件棉袄,声音明显减弱。在这种情况下,船内的噪声向外辐射自然受到很大抑制。但实践也证明,消声瓦很难同时具备良好的吸声和隔声性能,低频吸声和隔声性能难以满足实际使用的需要。第三,可以抑制船体的振动。潜艇在活动和作战使用时,其动力装置和机械设备产生的振动是不可避免的,是一直存在的。因此,如何使振动最小化成为潜艇设计人员矢志追求的目标,也是他们时刻梦想攻克的难关。目前,许多潜艇将动力装置及其机械设备安装在筏基上,筏基与潜艇艇体柔性连接。采取这些措施后,仍有相当大的振动波传递到潜艇内壁,附着在艇体上的消声瓦自然起到了吸收振动的作用,可以最大限度地削弱和缓解振动。当然也有专家还在研究消声瓦的水面状态变化和隐形保护色。

虽然消声瓦的技术越来越成熟,应用也越来越广泛,但是还有一些关键技术需要改进和提高,比如粘贴,消声瓦的厚度与潜艇整体技术的匹配等。所有国家都在加紧努力解决这些问题。

看来消声瓦的普及安装和使用将是大势所趋。未来的潜艇必须是使用消声瓦等技术的更安静的“海狼”。