基本介紹
- 中文名:全潛船
- 外文名:underwater ship
- 別稱:潛水船
- 定義:能夠在水下運行的船舶
簡介,全潛船任務,舉例——全潛油船,突出作用,發展狀況,
簡介
自古以來,波濤洶湧的海洋,強烈地吸引著人們。在人們的幻想中,海洋深處有龍王居住的宮殿,有珍奇的藍寶石,在皎潔的月夜,美人魚會從浪花中湧現出來,唱起動人的歌……。
在揭開海洋秘密的歷程中,全潛船(艇)是首屆一指的尖兵。它既能象普通輪船那樣,在海面上破浪航行,也能象魚那樣潛入水中,在水下行動自如。
對於全潛船為什麼能下又能上,我們從魚的浮沉談起。絕大多數的魚都有一種本領:體積能大也能小(圖1)。需要下沉時,體積變小;上浮時體積變大;懸在水中,體積變得使浮力與重量一樣大。它們所以具有這種本領,是因為魚肚裡有魚鰾。魚鰾上有氣腺,它能把溶解在血液里的氣體抽進魚鰾,使魚鰾的體積變大,魚的軀體向外凸出;也能把魚鰾里的氣體送回血液,魚的體積於是變小。
能下能上的全潛船,同大多數魚有些相似,它也有“魚鰾”,這就是外殼和內殼之間的水箱(圖2)。當打開水箱的閘門,使海水進入水箱時,全潛船的重量增加,便向下沉;當重量與浮力相等時,全潛船就懸浮在水中,:不下也不上;用高壓空氣把海水從水箱裡排出去,當全潛船的鯊蜇小於浮力時,它就向上浮。
全潛船和大多數魚在浮沉原理上稍微有些不同,魚是靠改變體積從而改變浮力來實現浮沉的;全潛船是改變重量來實現浮沉的。
全潛船在水面下航行,還可以利用升降舵來實現浮沉。平時,升降舵的葉面在水平位置。當前部的升降舵的葉面上傾、後部升降舵的葉面下傾時(圖3),水流經過升降舵便產生一個向上的升力,使全潛船上升。相反,當前部升降舵的葉面下傾、尾部升降舵的葉面上傾時,全潛船就下沉。
普通的全潛船約能下潛數百米。而海洋的平均深度為3795米。在同大自然的鬥爭中,人類還設計、製造了各種類型的深潛艇。
有一種深潛艇很有趣(圖4),內部是一隻由特殊鋼材製成的十分堅固的座艙,用於載人和安放各種測量儀表。座艙的外面是一隻用輕鋁合金製成的浮體。它和座艙之間充滿比水輕的汽油,深潛艇便能懸浮在海水中。浮體的上部有排油孔,下面設有進水口一一10000米深的水壓力,可使汽油的體積減少10%左右,而水只能減少5%,有了進水口,可以使浮體在任何深度都能保持一定的形狀。還有許多金屬小球用電磁鐵固定在浮體的圓筒內。
這種深潛艇的原理是很簡單的:用斷電的方法丟掉一些金屬小球,重量就減輕,於是向上升;放掉一些汽油,海水湧入浮體內,便向下沉。
1960年1月23日,有一隻叫“的里雅斯特號”的上述類型的深潛艇,曾到達海洋最深的溝——美國關島北面的馬利亞納海溝。這條海溝全長2000多公里,平均深度7000多米,如果把珠穆朗瑪峰搬到這裡最低凹的地方,不僅沒頂,而且峰頂還在洋面之下二千多米!
全潛船任務
同宇宙飛船一對比,就容易了解到全潛船的目的。
以阿波羅11號為例,宇宙飛船的最終目的是在月球表面著陸,對月球進行科學調查、並取回樣品。同時,在飛行過程中,對地球用圍狀態進行科學調查、觀測太陽、進行月球周圍狀況和月球表面情況的觀察等,完成各種各樣的科學計測和樣品收集作業。以百聞不如一見的態度,了解未知的宇宙空間這個對手,是首要目的。第二個目的大概就是實現阿波羅計畫以後的計戈,積極地利用宇宙,爭取在月球表面建立永久性基地,以擴大人類的生活空間。
全潛船的目的與此類同。當前的目的是乘全潛船進行海中和海底的科學觀測,必要時致力於收集和取回樣品。觀測海流流速、流向、水溫、鹽度、浮游生物密度、魚群分布等。至於海底的問題,則是以海底地形、土壤、海底動植物等為對象的。
當前最重要的是,探索沉睡在海底的石油和礦物等有用的礦物資源。旨在加深對海洋本身理解的科學觀測和通過肉眼進行的觀察,可以通過乘坐全潛船直接潛入海中,取得令人滿意的成果,如果只利用過去那種海洋調查船之類的間接方法,難免令人有隔靴搔癢之感覺。
全潛船的第二個目的是進行海中和海底作業。為了進行海底居住和建築海中結構物、採掘礦物資源、支援捕漁業、建立和維修海底農場等各種海中作業,都需要使用全潛船。比如,潛水工作船為修補艦船體的破損、消除螺旋槳和船上的附著物,搜尋和打撈沉沒物品等水下作業提供保障。
沉睡在海底的龐大礦物資源、能從農牧化魚場獲得的豐富糧食資源以及可以無限利用的能源資源,這三者中任何一種的獲得,不利用全潛船就無法徹底進行開發。
舉例——全潛油船
突出作用
因為在海上活動的戰鬥艦艇消耗最大的是燃油和滑油,海上活動的飛機也需要消耗大量的航空汽油。所以,二戰中建造或改裝的運輸潛艇,有很大部分是潛水油船,或潛水油船兼載部分乾貨物資。
由於地面機械化部隊油料的消耗也非常高,所以,油料保障的任務也十分艱巨。但由於當時潛艇的油料裝載量相對很小,不能從根本上解決問題,所以戰後許多國家的運輸潛艇設計方案大多為潛水油船或超級油輪。
從運輸潛艇的特點上看,困在水下航行,潛艇不可能在耐壓船體內設定過多的貨艙.但由於油料為可以耐壓的液體,部分品種的油料也允許與海水接觸,因而比較適合將油艙設定在耐壓船體外的舷間,這樣,相對來講就可以設定容積較大的貨油艙。所以,在所有運輸潛艇中.潛水油船是運輸效率最高的,其載油量可以高達數萬噸至數十萬噸。
另外,據美軍海灣戰爭”中後勤補給的有關統計資料,美海軍各類作戰物資消耗的比例大約為:油料59%,彈藥18%,其它23%。美海軍在基本沒有受到威脅的情況下,保障了大約85~94萬噸的各類物資的補給任務,其中艦載機燃料l8~23萬噸,艦用燃料約21.4萬噸,彈藥18.5萬噸,其它物資26.8~30.8萬噸。可見,在現代戰爭中,油料補給在全部後勤補給物資中是需求量最大的部分。
從上述分析中可以看出,潛水油船在戰時的作用相對其他種類的運輸潛艇來講最重要,也是戰時海上後勤保障的有效手段之一。
發展狀況
自第二次世界大戰以來,在40年代末期至60年代初期,潛水油船曾經是各主要海軍國研究的潛艇發展項目之一,但在和平環境下,保持軍事威懾作用是主要發展目標,故各國均將主要經費集中到戰鬥潛艇尤其是核潛艇的研製上。由於多用途的魚雷潛艇可以兼顧運輸任務,或者稍經改裝即可擔任運輸任務。因此,也決定了戰後潛艇主要發展的是多用途攻擊型潛艇,集中體現於總體動力、武器上的改進。有了多用途攻擊型潛艇的基礎,就有條件在戰爭期間根據需要來建造或改裝運輸潛艇。所以,二戰後專用運輸潛艇的發展受到了限制,雖然一些國家提出了運輸潛艇的設計方案,但實際建造的很少見報導.只有個別國家建造了試驗性運輸潛艇,一般是改裝現役或退役戰鬥潛艇。近年來,由於極地運輸油料的需要.國外正在重新考慮從水下運油的可能性,認為潛水油船作為極地能源的運輸船是最有希望的。
幾年內俄羅斯海軍將有數量較多的核潛艇和常規潛艇退役,他們擬把這些已退役或將退役潛艇中的一部分改裝為潛水油船,在主壓載水艙中採用軟式薄膜將油料與海水分開。用於在北極冰層下運輸油料,在到達預定地點後可以破冰上浮至海面。
這些都表明國外已認識到潛艇運油在特殊環境下的重要作用,在研製潛水油船方面仍然在進行不懈的努力,也在為已退役或擬將退役的潛艇尋求再利用的新途徑。