潛艇為何無法實現「無限巡航」:問題出在人身上

2022-05-22   烽火俊赫

原標題:潛艇為何無法實現「無限巡航」:問題出在人身上

【話說軍世】潛艇出海後,會隱藏在深邃而神秘的大海中,通過合理降噪,可以將潛艇自身的噪音隱藏在海洋的背景聲之中,很難被反潛力量發現,不過,不論是常規潛艇還是核動力潛艇,出海的部署任務都是有一定周期的,為何不能想科幻小說中那樣在海下航行數年,甚至是無限巡航呢?

潛艇為何無法實現「無限巡航」:問題出在人身上

潛艇按動力劃分為常規動力潛艇與核動力潛艇,後者在動力性能上更加優秀,不僅可以做到長時間水下航行,水下航速的速度也更快,不過,目前為止,二者都做不到「無限潛航」和「無限巡航」,無法無限潛航的原因很簡單,氧氣不足就是直接限制因素,另外,潛艇出海的時間不會非常長,主要限制因素有三個:

1、長時間巡航的直接問題:吃啥?

潛艇的燃料供給可以維持很長一段時間,但是,食物供給卻無法維持那麼長時間,主要的原因是攜帶的食物有限,二戰德國的U型潛艇,甚至還需要將部分新鮮食材到一個不常用的廁所中,以增加食物儲量,搭載的食物只能維持一定時間段。

食物供給無法維持很長一段時間,攜帶食物有限是一方面,新鮮食物的不足也很重要,即便現代保鮮技術已經很先進,潛艇在出海航行的後半段,依舊經常面臨新鮮的蔬菜和水果不足的問題,這類食物可以提供非常重要的維生素。

也許有人會說天天吃罐頭不也行麼?這種想法,二戰時代的美國大兵其實已經給出了答案,當時得益於強大的後期和穩定的國內情況,美軍的後勤補給和伙食可以說是相當豐盛,不過天天吃午餐肉罐頭,還是讓美軍士兵們「發了瘋」,這還是在野外的狀態,想想潛艇幽閉的環境中,艇員就能難忍受了,而且,以潛艇的有限空間而言,罐頭也不是「管夠」的啊。

2、潛艇可以長時間出航,人卻不行

除了食物因素,潛艇上艇員的狀態也是影響潛艇安全航行的重要因素,一般潛艇在執行任務時艇員的狀態,與部分影視畫面的光鮮亮麗不同,如二戰的德國潛艇,出海時間會在3周到6個月,一般在出海一段時間後,艇員因為淡水缺乏很少洗澡,無法經常更換衣物,所以基本都是蓬頭垢面,不怎麼刮鬍子,不修邊幅的狀態,關於這一點,電影《從海底出擊》中反映的還是非常現實的。

也是由於無法洗澡等問題,甚至當潛艇出航後,艇員甚至需要依靠古龍水或者是爽身粉來掩蓋體味,衣服也很難保持乾燥的狀態,這一點,在現代潛艇上已經改善很多了。

但是,潛艇內部的空間狹小且幽閉,艇員可以活動的空間較少,不僅如此,艇員休息的地方通常就是一個很小的床鋪,部分艇員會直接睡在魚雷上。

且因為潛艇內沒有白天黑夜之分,長時間看不到太陽,空氣會有明顯的潮濕和汗臭的感覺,在這類封閉環境中待上數十天,艇員也很容易出現情緒和心理問題,因此潛艇艇員的耐力和心理抗壓能力一般需要比較好一些,但是,同樣無法忍耐過長時間在水下航行,更不用說在水下航行個一兩年甚至是「無限航行」了。

至於如何理解艇上的幽閉生活,可以參考看看隔/離14天後的許多普通人,即便是在有明亮窗戶和寬敞大床的舒適房間中,呆上十幾天,很多人都會因為無聊而悶到發慌,再想像在一個「黑罐子」中待上一兩個月的潛艇水兵,就不難理解潛艇艇員為何無法長時間在水下航行了。

目前潛艇單次水下航行的紀錄,是1985那年我們海軍核潛艇創造的90天,其實原定目標時70天,完成預定計劃後,因為75%的艇員都希望可以堅持下去完成任務,大家甚至吃點辣椒提提神,最終該紀錄達到了90天,另外美國海軍核潛艇水下航行的紀錄為84天,不同是的是,我們的艇員在歸港後都是自己走出來的,而美國核潛艇首次水下長航時,艇員中有不少人都是被擔架抬出來的。

3、核動力艦艇理論上可以無限航行,機械結構卻不可以

在二戰時代,潛艇水上航行通過柴油機驅動,水下航行則由電驅動,因此不僅水下航行速度很慢,水下可以潛行的距離也不多,如當時德國的U-VIIC型潛艇,水下航速為2節時,也不過才可以航行130海里, 然後就需要上浮換氣,並給電池充電,這一過程需要定期進行,這是一戰二戰時代潛艇的常見狀態。

二戰末,德國21型潛艇首次實現了水下航速超過水上航速,潛艇開始進入新的發展時代,不過即便是現代使用AIP技術的常規動力潛艇,水下航行時間依舊相對有限,這也是核潛艇雖然昂貴,但是仍舊受到各強國海軍所倚重的原因。

使用核動力的潛艇,並不需要擔心動力不足或上浮充電等問題,其在水下航行的時間可以非常長,如世界第一艘核潛艇,美國的鸚鵡螺號(SSN-571),在1955年用了不到90個小時就水下航行了2223公里,遠超當時的常規動力潛艇的潛航能力。

但即便如此,目前核潛艇最長的潛航紀錄也只是上述的90天,這其中不僅僅是人的問題,還有其動力系統本身的問題,雖然核動力理論上屬於無限動力,如現代美軍核動力航空母艦已經可以做到壽命周期內不需要更換核燃料,但是,這卻不代表艦船可以一直「無限航行」,問題就在於組成核動力系統的機械結構。

尤其是在海上的高鹽高濕的環境中,較長時間工作後,艦船需要回港進行機械檢修,否則很容易出現機械故障問題,尤其是服役較長時間的艦艇,這些工作就更重要了。

比如,美國海軍俄亥俄級密西根號核潛艇在2019年靠港後,大修的時間長達17個月,期間需要清潔潛水部件、保養上部結構和壓載艙,更換電池及傳動軸,還要進行結構和推進裝置的檢測,還要修護重要的核動力裝置,這些項目都是潛艇在水下潛航的安全保障,同時也是潛艇長時間水下航行的限制因素。