093能跑多快 转

潜艇水下航速取决于阻力系数，推进功率，推进效率 3 大要素。鉴于单桨潜艇的推进效率大同小异，差距通常只有几个百分点，对航速的影响微乎其微，获得高航速的关键便在于使用低阻力艇型，配备大功率动力系统两条。推进功率等于阻力 x 航速，而流体阻力与航速的平方成正比 (水下航行的潜艇不必考虑兴波阻力)，因此功率与航速的 3 次方成正比，此外，外形相同时，阻力与潜艇表面积成正比，也就是与排水量的 2/3 次方成正比。从动力输出，吨位，航速三个变量，便可计算出所谓海军部系数 Admiralty Coefficient，以对吨位，航速，功率数据千差万别的不同舰艇的水动力和推进效率可靠地进行比较。水面舰艇存在与船长 1/2 次方成正比的波障航速，单纯比较海军部系数没有意义，只有在设计航速与波障航速之比相同的船舶间，才能依靠海军系数值的差异，看出水动力和推进效率的高下。没有兴波阻力的潜艇是利用海军部系数进行性能分析的理想对象。

093 采用的拉长水滴形，单桨，桨前十字舵加围壳舵的整体设计与 MD 的经典攻击型核潜艇十分相似，流水孔有盖板，可保证水下航行时较高的艇体光顺度，093 的海军部系数故应与艇型相近的 MD 潜艇接近。MD 的水滴形/拉长水滴形攻击型核潜艇型号见下表。

型号
长宽比
水下排水量 (公吨)
反应堆输出功率 (马力)
最大航速 (节)
海军部系数

SSN-585 “鲣鱼”
  8
  3569
  15000
  29
  380

SSN-593 “长尾鲨”
  8.8
  4369
  15000
  28
  391

SSN-637 “鲟鱼”
  9.2
  4714
  15000
   26
  329

SSN-671 “一角鲸”
  9.5
  5378
  15000
   25
  320

SSN-685 “利普斯科姆”
  11.4
  6584
  15000
   23
  285

SSN-688 “洛杉矶”
  11.0
  6927
  35000
   32
  340

SSN-21 “海狼”
  8.8
  9284
  52000
   35
  364

SSN-774 “弗吉尼亚”
  11.1
  7925
  40000
   32
  326


SSN-585 是采用由 AGSS-569 “大青花鱼” 测试的真正水滴形外形的唯一量产型 MD 攻击型核潜艇，后续型号为减低生产难度，增大可用空间，均改用包含较长圆柱形中段的拉长水滴形。潜艇的阻力由摩擦阻力，形状阻力，附体阻力三大部分构成。主艇体阻力中，摩擦阻力约占 2/3，形状阻力占 1/3，前者与浸润面积成正比，艇体越肥，同等吨位下浸润面积就越小，摩擦阻力也就较小，但较为肥胖的艇型横截面积大，形状阻力较大，两相权衡，长宽比 6-9 最为理想，在此范围内主艇体阻力系数曲线大致处于水平区，最低值通常见于长宽比 7 时。附体阻力占总阻力的 20-30%，SSN-593 长宽比不如 SSN-585 理想，且艇型流线程度也有所降低，海军部系数却比 SSN-585 还高，是全力减低了附体阻力的结果。SSN-593 的海军部系数是 MD 型号中最高的，代价是小得可怜的指挥塔围壳，单一的潜望镜只能塞到应急柴油机通气管的后边，传感器桅杆太少，且低矮的指挥塔支持不了较高的潜望镜，潜望镜状态航行深度不足，受海面波浪运动影响严重，传感器升降桅杆的匮乏也多遭诟病。SSN-585 级首艇试航时跑出过 30 节出头，但换用静音型推进器后，推进效率略有下降，实际运行中，该级最大航速在 28-29 节之间。SSN-688，SSN-774 试航时均跑出过 34 节左右，然而那是在各系统都近乎完美运转，艇体表面光洁度也未因消声瓦脱落，海洋生物附着等降低的情况下跑出来的，不能代表日常使用时的性能水平，且与飞机相似，剧烈机动时潜艇会损失能量，需要一定的功率储备来保障航速的稳定。超出设计航速需要的功率对短时间内加速至最大设计航速也是有利的。

SSN-637 为容纳工作深度大，数量较多的传感器桅杆，以及能垂直旋转 90 度，安全穿破冰面的围壳舵，采用了较为高大的围壳，阻力系数不免明显上升。SSN-671 和 SSN-685 是为测试静音技术设计的，后者应用了尚不成熟的电传动技术，传动过程中功率损耗较大，因此海军部系数罕见地降到了 300 以下。SSN-21 艇型上相当于放大版的 SSN-593，但指挥塔围壳更加高大，外突的 3 对侧舷被动测距声纳基阵造成了额外的阻力，泵喷射推进较之螺旋桨，效率又有所降低，海军部系数低 6.9% 当属意料之中。半个世纪来先进潜艇的表面光洁度没有太大变化，除非使用喷射高分子聚合物等仍极不成熟的减阻技术，否则 21 世纪潜艇单位浸润面积造成的摩擦阻力，与 1960 年型号的差不多。SSN-21 海军部系数 364 较为可信，由此也可看出 35 节航速，52000 马力功率的数据最靠谱。国内一些权威刊物提供的 39 节，45000 马力的参数是靠不住的 (那样海军部系数就将高达 582！)。SSN-774 的海军部系数应该与 SSN-688 接近，为 340 左右，4% 的差异主要是由航速数据忽略了小数点后的数值造成的。对 SSN-774 艇型进行的大量测试的主要目的在于优化其声学性能，而非水动力性能 (后者短时间内难以有大幅度改善，而澳大利亚 “柯林斯” 级的教训显示，艇型设计上的失误很容易引发流体噪声激增等严重问题)。


型号
长宽比
水下排水量 (公吨)
推进功率 (马力)
最大航速 (节)
海军部系数

AGSS-569
7.6
1866
7500
26
355


  
  
15000
33
363


“大青花鱼” 号后期配备了大容量银锌电池和同轴双桨推进系统，每具螺旋桨由 1 台 7500 马力推进电机驱动，由于后桨与前桨反转，减低了尾流的旋转运动，推进效率有所提高。





美国海军 SSN-595 Plunger 号攻击型核潜艇是 “长尾鲨” 级的 3 号艇。为尽可能降低附体阻力 (由指挥台围壳，控制表面等艇体之外的部分造成的阻力)，指挥台围壳被压缩到了最小限度，只安装了 1 具潜望镜。






电传动的 SSN-685，推进轴上的功率约 12500 马力，以此计算，其海军部系数当为 342，与艇型类似的 SSN-688 相当。







093 的主尺度数据不明，但通常接受的 110 米长，11 米宽的说法恐怕有问题。不论从保证耐压艇体容积和水动力性能考虑，长宽比 9 都比 10 合适。如果假定宽度 11.4 米，按长宽比 9 计算，则全长为102.6 米，水下排水量 7400 吨左右 (方形系数取 SSN-593 级数值)，耐压艇体容积可能与 SSN-688 相当 (储备浮力按 “白蜡树” 的水平，取为 20%，则水面排水量接近 6000 吨)。一般认为，苏联的 671 号工程 V 级和 MD 的 SSN-688 动力系统的主要技术参数与 093 较为接近，前者反应堆输出功率为 31000 马力，后者 35000 马力，如果保守起见，将 093 艇的反应堆输出功率取为 30000 马力，海军部系数定为 340，则其设计最大持续航速应为 30 节，冲刺速度在 31-32 节之间，与 TG 052B/C 导弹驱逐舰的静水最大航速相当，高海况下比 052B/C 要快，伴随水面舰队活动毫无困难。093 的指挥塔并不特别低矮狭小，海军部系数难以低至 SSN-593 的水平，达到 SSN-21 的值不无可能，但即便如此，093 艇的最大持续航速仍无法达到 31 节。海军部系数 364，输出功率 35000 马力时，7400 吨潜艇的最大持续航速也只有 32.3 节，勉强超过 SSN-688 的水平而已。考虑到 093 依靠的是 TG 90 年代所能获得的技术，保守估计较为稳妥。

根据上述估算，093 的动力性能与 27500 马力，7400 吨的英国 “机敏” 级较为接近，略逊于 SSN-688 和 SSN-774 (后者一定程度上可以看成是以 “海狼” 技术和商用技术重新设计的 SSN-688)，更无法与 SSN-21 比肩，但作为持续航速 30 节的型号，仍处于现代攻击型核潜艇的主流水平，比雄鸡国 25 节航速的地中海类型攻击型核潜艇要强得多。与 091 型相比，5 节的航速提升亦是不小的成绩，安静性的大幅度改善更使 093 的作战效能远在 091 之上。MD 的论证显示潜艇对抗时，航速差距达到 5-7 节时，航速优势才能转化为显著的战术优势，目前能比 093 快出 5 节以上的，只有 MD 的 SSN-21，SSN-22 两条艇，毛子的 “阿库拉” 和 “白蜡树” 级号称能跑到 35 节，实际上根据其吨位和推进功率计算，就算海军部系数比 MD 型号更胜一筹，可持续航速也达不到这个水平。“阿库拉” 跑 31-32 节，“白蜡树” 跑 33-34 节比较可信，若航速更高，它们的海军部系数就会比跑车化设计，线型为水动力性能充分优化的 705 号工程 “七弦琴" 还高了，这显然是不可能的。设计 “阿库拉” 时，毛子已通过间谍活动，获悉北约国家反潜战主要依赖被动声学探测手段，新一代潜艇因此将性能重点转向了低噪音，MD 的 SSN-688 持续航速为 32 节，“阿库拉” 不必跑得太快，而且同时实现高速与低噪音，技术难度也是很大的。“阿库拉” I 设计航速定为 32 节是合理的，而体积有所加大的 “阿库拉” II/III 以 1 节的航速损失，换取进一步提高的安静性，也是合乎逻辑的。轻质非耐压艇壳高速航行时振动强烈，噪音辐射水平急剧上升，航速过高还会造成消音瓦的剥落，以现阶段的技术水平，安静型双壳潜艇很难以 30 节以上的速度持续长时间航行，“阿库拉” 和 “白蜡树” 的所谓最大 “安静” 航速定为 28 节，应该是由非耐压艇壳噪音水平和消音瓦完好率界定的 (SSN-21 的最大安静航速是由反应堆不依赖冷却泵，自然循环带出功率的上限决定的，在 20-25 节，看似比毛子型号的数值低，实际上更靠谱，是真正的安静航速，而毛子的数据其实是持久作战巡逻时的最大可用航速，经常突破这个速度，消音瓦大量脱落的话，对声学隐蔽性显然是不利的)。追求 30 节以上的水下高航速，对目前的 TG 而言，技术上办不到，战术上没必要，093 艇后续型号的改进重点，应是进一步提高安静性，安装更为先进的传感器阵列和武器系统，以及引入支持无人潜航器的能力潜艇水下航速取决于阻力系数，推进功率，推进效率 3 大要素。鉴于单桨潜艇的推进效率大同小异，差距通常只有几个百分点，对航速的影响微乎其微，获得高航速的关键便在于使用低阻力艇型，配备大功率动力系统两条。推进功率等于阻力 x 航速，而流体阻力与航速的平方成正比 (水下航行的潜艇不必考虑兴波阻力)，因此功率与航速的 3 次方成正比，此外，外形相同时，阻力与潜艇表面积成正比，也就是与排水量的 2/3 次方成正比。从动力输出，吨位，航速三个变量，便可计算出所谓海军部系数 Admiralty Coefficient，以对吨位，航速，功率数据千差万别的不同舰艇的水动力和推进效率可靠地进行比较。水面舰艇存在与船长 1/2 次方成正比的波障航速，单纯比较海军部系数没有意义，只有在设计航速与波障航速之比相同的船舶间，才能依靠海军系数值的差异，看出水动力和推进效率的高下。没有兴波阻力的潜艇是利用海军部系数进行性能分析的理想对象。

093 采用的拉长水滴形，单桨，桨前十字舵加围壳舵的整体设计与 MD 的经典攻击型核潜艇十分相似，流水孔有盖板，可保证水下航行时较高的艇体光顺度，093 的海军部系数故应与艇型相近的 MD 潜艇接近。MD 的水滴形/拉长水滴形攻击型核潜艇型号见下表。

型号
长宽比
水下排水量 (公吨)
反应堆输出功率 (马力)
最大航速 (节)
海军部系数

SSN-585 “鲣鱼”
  8
  3569
  15000
  29
  380

SSN-593 “长尾鲨”
  8.8
  4369
  15000
  28
  391

SSN-637 “鲟鱼”
  9.2
  4714
  15000
   26
  329

SSN-671 “一角鲸”
  9.5
  5378
  15000
   25
  320

SSN-685 “利普斯科姆”
  11.4
  6584
  15000
   23
  285

SSN-688 “洛杉矶”
  11.0
  6927
  35000
   32
  340

SSN-21 “海狼”
  8.8
  9284
  52000
   35
  364

SSN-774 “弗吉尼亚”
  11.1
  7925
  40000
   32
  326


SSN-585 是采用由 AGSS-569 “大青花鱼” 测试的真正水滴形外形的唯一量产型 MD 攻击型核潜艇，后续型号为减低生产难度，增大可用空间，均改用包含较长圆柱形中段的拉长水滴形。潜艇的阻力由摩擦阻力，形状阻力，附体阻力三大部分构成。主艇体阻力中，摩擦阻力约占 2/3，形状阻力占 1/3，前者与浸润面积成正比，艇体越肥，同等吨位下浸润面积就越小，摩擦阻力也就较小，但较为肥胖的艇型横截面积大，形状阻力较大，两相权衡，长宽比 6-9 最为理想，在此范围内主艇体阻力系数曲线大致处于水平区，最低值通常见于长宽比 7 时。附体阻力占总阻力的 20-30%，SSN-593 长宽比不如 SSN-585 理想，且艇型流线程度也有所降低，海军部系数却比 SSN-585 还高，是全力减低了附体阻力的结果。SSN-593 的海军部系数是 MD 型号中最高的，代价是小得可怜的指挥塔围壳，单一的潜望镜只能塞到应急柴油机通气管的后边，传感器桅杆太少，且低矮的指挥塔支持不了较高的潜望镜，潜望镜状态航行深度不足，受海面波浪运动影响严重，传感器升降桅杆的匮乏也多遭诟病。SSN-585 级首艇试航时跑出过 30 节出头，但换用静音型推进器后，推进效率略有下降，实际运行中，该级最大航速在 28-29 节之间。SSN-688，SSN-774 试航时均跑出过 34 节左右，然而那是在各系统都近乎完美运转，艇体表面光洁度也未因消声瓦脱落，海洋生物附着等降低的情况下跑出来的，不能代表日常使用时的性能水平，且与飞机相似，剧烈机动时潜艇会损失能量，需要一定的功率储备来保障航速的稳定。超出设计航速需要的功率对短时间内加速至最大设计航速也是有利的。

SSN-637 为容纳工作深度大，数量较多的传感器桅杆，以及能垂直旋转 90 度，安全穿破冰面的围壳舵，采用了较为高大的围壳，阻力系数不免明显上升。SSN-671 和 SSN-685 是为测试静音技术设计的，后者应用了尚不成熟的电传动技术，传动过程中功率损耗较大，因此海军部系数罕见地降到了 300 以下。SSN-21 艇型上相当于放大版的 SSN-593，但指挥塔围壳更加高大，外突的 3 对侧舷被动测距声纳基阵造成了额外的阻力，泵喷射推进较之螺旋桨，效率又有所降低，海军部系数低 6.9% 当属意料之中。半个世纪来先进潜艇的表面光洁度没有太大变化，除非使用喷射高分子聚合物等仍极不成熟的减阻技术，否则 21 世纪潜艇单位浸润面积造成的摩擦阻力，与 1960 年型号的差不多。SSN-21 海军部系数 364 较为可信，由此也可看出 35 节航速，52000 马力功率的数据最靠谱。国内一些权威刊物提供的 39 节，45000 马力的参数是靠不住的 (那样海军部系数就将高达 582！)。SSN-774 的海军部系数应该与 SSN-688 接近，为 340 左右，4% 的差异主要是由航速数据忽略了小数点后的数值造成的。对 SSN-774 艇型进行的大量测试的主要目的在于优化其声学性能，而非水动力性能 (后者短时间内难以有大幅度改善，而澳大利亚 “柯林斯” 级的教训显示，艇型设计上的失误很容易引发流体噪声激增等严重问题)。


型号
长宽比
水下排水量 (公吨)
推进功率 (马力)
最大航速 (节)
海军部系数

AGSS-569
7.6
1866
7500
26
355


  
  
15000
33
363


“大青花鱼” 号后期配备了大容量银锌电池和同轴双桨推进系统，每具螺旋桨由 1 台 7500 马力推进电机驱动，由于后桨与前桨反转，减低了尾流的旋转运动，推进效率有所提高。





美国海军 SSN-595 Plunger 号攻击型核潜艇是 “长尾鲨” 级的 3 号艇。为尽可能降低附体阻力 (由指挥台围壳，控制表面等艇体之外的部分造成的阻力)，指挥台围壳被压缩到了最小限度，只安装了 1 具潜望镜。






电传动的 SSN-685，推进轴上的功率约 12500 马力，以此计算，其海军部系数当为 342，与艇型类似的 SSN-688 相当。







093 的主尺度数据不明，但通常接受的 110 米长，11 米宽的说法恐怕有问题。不论从保证耐压艇体容积和水动力性能考虑，长宽比 9 都比 10 合适。如果假定宽度 11.4 米，按长宽比 9 计算，则全长为102.6 米，水下排水量 7400 吨左右 (方形系数取 SSN-593 级数值)，耐压艇体容积可能与 SSN-688 相当 (储备浮力按 “白蜡树” 的水平，取为 20%，则水面排水量接近 6000 吨)。一般认为，苏联的 671 号工程 V 级和 MD 的 SSN-688 动力系统的主要技术参数与 093 较为接近，前者反应堆输出功率为 31000 马力，后者 35000 马力，如果保守起见，将 093 艇的反应堆输出功率取为 30000 马力，海军部系数定为 340，则其设计最大持续航速应为 30 节，冲刺速度在 31-32 节之间，与 TG 052B/C 导弹驱逐舰的静水最大航速相当，高海况下比 052B/C 要快，伴随水面舰队活动毫无困难。093 的指挥塔并不特别低矮狭小，海军部系数难以低至 SSN-593 的水平，达到 SSN-21 的值不无可能，但即便如此，093 艇的最大持续航速仍无法达到 31 节。海军部系数 364，输出功率 35000 马力时，7400 吨潜艇的最大持续航速也只有 32.3 节，勉强超过 SSN-688 的水平而已。考虑到 093 依靠的是 TG 90 年代所能获得的技术，保守估计较为稳妥。

根据上述估算，093 的动力性能与 27500 马力，7400 吨的英国 “机敏” 级较为接近，略逊于 SSN-688 和 SSN-774 (后者一定程度上可以看成是以 “海狼” 技术和商用技术重新设计的 SSN-688)，更无法与 SSN-21 比肩，但作为持续航速 30 节的型号，仍处于现代攻击型核潜艇的主流水平，比雄鸡国 25 节航速的地中海类型攻击型核潜艇要强得多。与 091 型相比，5 节的航速提升亦是不小的成绩，安静性的大幅度改善更使 093 的作战效能远在 091 之上。MD 的论证显示潜艇对抗时，航速差距达到 5-7 节时，航速优势才能转化为显著的战术优势，目前能比 093 快出 5 节以上的，只有 MD 的 SSN-21，SSN-22 两条艇，毛子的 “阿库拉” 和 “白蜡树” 级号称能跑到 35 节，实际上根据其吨位和推进功率计算，就算海军部系数比 MD 型号更胜一筹，可持续航速也达不到这个水平。“阿库拉” 跑 31-32 节，“白蜡树” 跑 33-34 节比较可信，若航速更高，它们的海军部系数就会比跑车化设计，线型为水动力性能充分优化的 705 号工程 “七弦琴" 还高了，这显然是不可能的。设计 “阿库拉” 时，毛子已通过间谍活动，获悉北约国家反潜战主要依赖被动声学探测手段，新一代潜艇因此将性能重点转向了低噪音，MD 的 SSN-688 持续航速为 32 节，“阿库拉” 不必跑得太快，而且同时实现高速与低噪音，技术难度也是很大的。“阿库拉” I 设计航速定为 32 节是合理的，而体积有所加大的 “阿库拉” II/III 以 1 节的航速损失，换取进一步提高的安静性，也是合乎逻辑的。轻质非耐压艇壳高速航行时振动强烈，噪音辐射水平急剧上升，航速过高还会造成消音瓦的剥落，以现阶段的技术水平，安静型双壳潜艇很难以 30 节以上的速度持续长时间航行，“阿库拉” 和 “白蜡树” 的所谓最大 “安静” 航速定为 28 节，应该是由非耐压艇壳噪音水平和消音瓦完好率界定的 (SSN-21 的最大安静航速是由反应堆不依赖冷却泵，自然循环带出功率的上限决定的，在 20-25 节，看似比毛子型号的数值低，实际上更靠谱，是真正的安静航速，而毛子的数据其实是持久作战巡逻时的最大可用航速，经常突破这个速度，消音瓦大量脱落的话，对声学隐蔽性显然是不利的)。追求 30 节以上的水下高航速，对目前的 TG 而言，技术上办不到，战术上没必要，093 艇后续型号的改进重点，应是进一步提高安静性，安装更为先进的传感器阵列和武器系统，以及引入支持无人潜航器的能力