發展沿革
海豚號潛艇(英文:USS Dolphin AGSS 555 ),主要承擔美國海軍新型技術與先進概念的驗證與研究,具有相當高的機密等級。
美國為了在1980年以後建造能下潛更深,而且具有其它先進戰術性能的新型戰鬥艇,從1960年開始設計,1962年11月開工建造了“海豚”號試驗潛艇,由於設計任務幾度更改(如艇殼穿孔和動力方案),潛艇載船台上放了6年後,才在1968年完工。真可謂十年磨一劍,為美國今後建造深潛戰鬥艇積累了經驗和創造了條件 。
1968年11月,“海豚”號創造了美國海軍潛艇水下914.4米持續航行深度的記錄。除深潛器之外,“海豚”號是世界上下潛深度最大的可載有多名艇員的常規動力潛艇。1969年8月,“海豚”號在大深度上進行了魚雷發射試驗,為美國海軍其後研製的各型魚雷奠定了重要基礎 。
“海豚”號潛艇是20世紀60年代後期服役的,是最老的潛艇之一,也是美國海軍僅有一艘在役的柴電潛艇,但它一直處於潛艇技術研究的前沿。該艇艇員不到50人 。與其它深潛潛艇相比,“海豚”號有更大的實驗室空間,它可攜載超過12噸的科研設備下潛,深度可達3000英尺 。
技術特點
總體概況
“海豚”號潛艇的主尺度為46.3×5.9×4.9米,排水量為950噸,艇員編制66名,可搭乘4~7名科學考察人員。“海豚”號潛艇上裝有潛望鏡、聲吶、雷達和一具魚雷發射管。其聲吶設備的出色性能可與彈道飛彈核潛艇的聲吶相媲美。單管魚雷發射管使用的是高強度鋼,重量強度比小。魚雷發射管可以發射533毫米魚雷,主要用於評價魚雷發射深度和新研製的深海試驗魚雷 。
艇體設計
僅僅從外形上看,“海豚”號似乎與一般的軍用潛艇沒有太大的不同。該艇有指揮台圍殼、艉舵和圓柱形艇體,並且採用了單螺旋槳推進方式。由於“海豚”號不參加海上作戰,其水下最高航速沒有作為主要性能指標,因此沒有採用水下高速的水滴線型。其主要艇體部分也不是深潛器經常採用的壓力球容器形式,而是整個耐壓艇體呈圓柱形。其耐壓艇體外徑為4.6米,艏艉兩端是半球形封頭。
從外形比例上看,“海豚”號的指揮台圍殼尺寸比較小,位於中間偏向舷側。指揮台圍殼頂端的後部是潛望鏡和各種升降裝置的導流罩。為了減輕重量,指揮台圍殼和上層建築等均採用玻璃纖維增強塑膠或鋁等輕金屬材料。外形上的突出特點是其呈“十”字形布置的艉水平舵和艉垂直舵。這2個舵板面積與艇體的比例遠遠大於美國海軍其它各型潛艇。另外,“海豚”號沒有裝備艏水平舵。作為一艘現代化的潛艇,沒有裝備艏水平舵,這不僅在美國海軍潛艇中,就是在世界各國建造的潛艇中也十分罕見。據國外一些潛艇專家分析和推斷,“海豚”號之所以如此,是由於美國海軍在對該艇進行設計時,對其艉水平舵進行了改進,並且採用了利用海水平衡系統來操艇的方式 。
結構特點
由於“海豚”號潛艇的下潛深度比戰鬥潛艇有較大增加,因此“海豚”號潛艇艇體的肋骨間距、殼板厚度均與一般潛艇有所區別。為了保證耐壓艇體在深海中具有足夠的抗壓強度,該艇艇體橫剖面的真圓度要求非常高,並限制在艇體上開設大尺寸的開孔,此外也儘量減少貫穿艇體的電纜和海水系統來減少艇體上的小尺寸開孔數量。與美國海軍絕大多數潛艇上採用的海水冷卻系統不同,“海豚”號潛艇上採用的是特殊媒質的冷卻方式。同時,艇上沒有裝備通氣管裝置,水面航行時,由指揮台圍殼的升降口向艇內主機提供空氣。
在這種思想指導下,“海豚”號潛艇的耐壓艇體上僅保留了3個在大深度潛航時直接受到海水壓力的耐壓艇體較大尺寸的開孔。
第一個是海水平衡系統的開孔。當“海豚”號潛航時,利用海水平衡系統來調節該艇的下潛深度和潛艇在水下的姿態。具體方法是利用海水對位於耐壓艇體內的特種壓載水艙進行注水或者排水。特別是在潛航剛剛開始時,注排水是調節重量和傾差所必需的措施。由於“海豚”號沒有裝備艏水平舵,因此該艇進行水下活動時,其潛航的深度變化以及在水下的姿態,在很大程度上要依靠艇內特種壓載水艙內海水重量的增減。所以,即使在大深度上,仍然需要保留特種壓載水艙的注排水系統開口。排除特種壓載水艙內的海水使用的是高壓空氣。
第二個開孔是魚雷發射管所使用的壓力均衡泵管路系統。由於“海豚”號的下潛深度很大,魚雷發射管的前蓋受到外界海水的巨大壓力。當“海豚”號在大深度狀態下發射魚雷時,首先要利用帶有壓力均衡泵的管路系統使魚雷發射管內外壓力保持均衡,這樣魚雷發射管的前蓋才能開啟。1971年美國海軍在對其進行改換裝時,將該艇上這僅有的一具魚雷發射管拆除了。拆除原因主要有幾方面,其一是為了進一步減少耐壓艇體上開孔的數量,使耐壓艇體的強度得到更加可靠的保證;其二是“海豚”號潛艇擔負海洋深處水文考察和勘測任務的性質,使得該艇極少有與敵人潛艇遭遇並進行水下戰鬥的機會。另外,把該艇上的內部魚雷發射管拆除,換裝成外部魚雷發射管,並在內部魚雷發射管中安放聲吶裝置,是為了開展潛艇聲吶方面的深海試驗與研究。
第三個開孔是艇上深度計的開孔。由於“海豚”號需要經常在較大深度開展各種活動,因此需要利用深度計隨時確切了解“海豚”號在水下的深度,這不僅是“海豚”號潛艇開展各種研究和試驗的基本參數,而且也與“海豚”號的水下航行安全存在著極為重要的關係 。
艇載船電
“海豚”號潛艇造價高達5000萬美元,與一艘同時代的攻擊型核潛艇造價相當。由此可以想像,其上裝備的各種適用於從事特殊水下考察任務的裝置、設備和系統的精密與複雜程度。
“海豚”號的設計相當緊湊,設備和系統均已減小尺寸,並儘可能使其自動化。艇上裝備了三套利用計算機控制的系統。其中一套系統的功能仍處於保密狀態,任何媒體從未披露任何端倪。第二套系統是控制“海豚”號在大深度海水中進行航行機動的控制系統。由於這套控制系統具有十分良好的性能,因此一些媒體曾經披露說,“海豚”號是美國海軍“建造的機動性能最為出色的潛艇”。第三套是安全監視系統。這是一項重大革新,經過適當修改後可以安裝在美國海軍的其它潛艇上。潛艇安全監視系統可以監視艇上所有設備及系統的工作情況,並記錄這些數據,不斷解求艇的運動方程,對潛艇的運動進行預測。當潛艇上的某些設備和系統工作不正常或者潛艇即將進入航行不利狀態時,安全監視系統就會發出警報並指示癥結所在,如果在規定時間內無法糾正,安全監視系統則自動啟動應急控制裝置,使潛艇以5°~30°的縱傾角浮出水面。
為確保“海豚”號在大深度下的安全,艇上用螺栓連線了一個重20噸的可分離龍骨。當艇上的安全系統出現故障、損壞或發生艇內進水事故時,可以將固定可分離龍骨的炸藥螺栓引爆,使龍骨脫落,從而保證“海豚”號潛艇獲得足夠浮力而迅速浮出水面。
“海豚”號的耐壓艇體材料是HY-80型高強度鋼,最大下潛深度為1219.2米時,安全係數(艇體最大耐受深度與最大下潛深度之比)為1.5 。
由於“海豚”號潛艇的下潛深度比戰鬥潛艇有較大增加,因此“海豚”號潛艇艇體的肋骨間距、殼板厚度均與一般潛艇有所區別。為了保證耐壓艇體在深海中具有足夠的抗壓強度,該艇艇體橫剖面的真圓度要求非常高,並限制在艇體上開設大尺寸的開孔,此外也儘量減少貫穿艇體的電纜和海水系統來減少艇體上的小尺寸開孔數量。與美國海軍絕大多數潛艇上採用的海水冷卻系統不同,“海豚”號潛艇上採用的是特殊媒質的冷卻方式。同時,艇上沒有裝備通氣管裝置,水面航行時,由指揮台圍殼的升降口向艇內主機提供空氣 。
性能數據
海豚號潛艇參考數據:
服役時間 | 1968年8月17日 |
滿排噸位 | 500-2000噸 |
技術數據 | |
乘員編制 | 66人 |
艇長 | 46.3米 |
型寬 | 5.9米 |
航速 | 10節 |
水上排水量 | 600噸 |
水下排水量 | 860噸 |
最大潛航深度 | 910米 |
自持力 | 15天 |
服役動態
多種試驗
“海豚”號擔負的是軍用潛艇的預先研製任務,主要承擔美國海軍新型技術與先進概念的驗證與研究,因此其涉及的絕大多數試驗與研究活動都與美國海軍的尖端敏感技術密切相關,具有相當高的機密等級。其貢獻除了極少部分被媒體披露,其它仍然蒙著一層厚厚的神秘面紗。
在長達38年的服役生涯中,“海豚”號潛艇從事的各種試驗活動十分廣泛,內容包括對潛艇的各種運行概念進行研究,對各種先進的工程設計特徵進行驗證,對潛艇的武器、發射裝置以及火控裝置開展試驗,進行深海聲學試驗等。
從已經披露的業績來看,包括1968年11月,“海豚”號創造了美國海軍潛艇水下914.4米持續航行深度的記錄,並且這一記錄一直保持;除深潛器之外,“海豚”號是世界上下潛深度最大的可載有多名艇員的常規動力潛艇;1969年8月,“海豚”號在大深度上進行了魚雷發射試驗,為美國海軍其後研製的各型魚雷奠定了重要基礎;“海豚”號是第一艘發射移動式潛艇誘餌裝置的潛艇,美國核潛艇上裝備的潛艇誘餌裝置,都是以此為基礎發展起來的;“海豚”號是世界上第一艘成功與飛機之間進行光學通信的潛艇,是第一艘對新型潛艇用BQS-15聲吶進行成功試驗的潛艇,是第一艘與飛機成功進行大深度水下雷射雙向通信的潛艇。
此外,“海豚”號還參與了高清晰度水下雷射成像系統的研製;參與了“俄亥俄”級彈道飛彈核潛艇上的極低頻天線的研製;對不同海水深度的各種非聲學反潛技術進行評估;對截獲主動聲吶信號的各種可能性進行評估;參與定位精度10厘米的高精度拖曳體定位監視系統的研製;參與新型防障礙物聲吶系統的研製 。
測試魚雷
美國輔助研究潛艇“海豚”號(AGSS 555)的艇員於2005年12月15日返回聖地亞哥,為期3天的航行,是為2006年年初要進行的淺水區聲自導魚雷測試做準備的。
在即將進行的魚雷測試中,“海豚”號潛艇將在淺水區下潛至近海底的深度,並作為不攜帶戰雷頭魚雷(攻擊)的目標艇。
在淺海水域,噪聲和海底反射會限制魚雷攻擊目標的能力,美國海軍要通過試驗幫助研製採用更先進聲吶系統的高性能魚雷。
在航行期間,艇員對艇上與測試有關的各種系統進行了大量操練。
“海豚”號潛艇在2002年5月也進行過一次類似的聲自導魚雷試驗,當時,潛艇上部的側門未能密封,導致海水入侵艇體,損壞了艇上的電子設備。事後,該艇進行了維修和升級 。
退役展出
海豚號潛艇於2006年9月22日正式退役 。“海豚”號潛艇退役之後,根據美國的傳統,凡是具有獨特意義的潛艇,退役後都被作為一個紀念品陳列起來,並向全社會開放,吸引社會各階層的關注,供人們參觀、欣賞和了解。從這一角度來說,“海豚”號潛艇在完全退出現役之後,可能會成為美國數量眾多的潛艇博物館中的一個成員 。
2007年1月退役後的海豚號潛艇,在美國聖迭戈海軍博物館碼頭展出,供公眾參觀 。
總體評價
海豚號潛艇,作為一艘專門用於各種試驗的潛艇,一是幫助美國海軍確立了利用深潛潛艇從事反潛作戰的概念,二是突破了美國海軍在大深度潛艇設計方面的禁區,為美國海軍其後研製具有深潛能力的潛艇奠定了重要的基礎,為美國海軍建立了卓著的功勳 。