超越前辈的中国下一代核潜艇“气动”技术，并不是越流线越好

本周最受关注的大新闻，当然是那枚带着神秘载荷的长二F发射成功：“我国4日在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。试验航天器将在轨运行一段时间后，返回国内预定着陆场，期间，将按计划开展可重复使用技术验证，为和平利用太空提供技术支撑。”

▲这种严格纪律一出，通稿之外的内容基本就甭想了

另外此前还有官方报道称，“本次长二F任务是继神舟11号之后，时隔3年首次执行载人航天之外的重大科研实验任务，是保证后续载人航天工程顺利实施的基础，对未来空天技术的发展非常重要，保成功的重要性不言而喻。”

▲反正大家都在用美剧《太空部队》里中国巨型空间站剪掉美国卫星电池板的画面刷梗，对大伙儿来说，具体是啥技术构型也不重要，打成了就乐呵

所以，虽然这次任务高度的保密性已经达到了“出图秒删”的地步，但它的发射成功，仍然使得8月底首飞的国产舰载固定翼预警机，都被大家调侃为“才首飞几天就成了‘过气网红’”。也甭说舰载预警机了，就连其载舰——建造中的第二艘国产航母，现如今它的主尺度、动力啥的都成了“第N次军迷圣杯战争”的话语权争夺高地，估计等下水的时候，一帮人还得因为自个儿的赌咒失败气出个好歹的，哪能有惊喜乃至庆祝的心情呢？

▲至于下一代舰载机，那更是“圣杯战争”的老战场了，去不得也

总之啊，现如今能真正横空出世、让军迷们集体激动的新物件儿，确实不多了。像航母这类露天建造的大型战舰，从分段开始在卫星面前就无处遁形；至于新型战机研制的蛛丝马迹，那也往往能在公开报道中有所印证。能让大家眼前一亮、突破想象的，除了一时半会儿还出不来的第五代（国外标准为第六代）战斗机，估计也就是气动外形外界众说纷纭、还能见天儿引起讨论的下一代战略轰炸机。

▲虽然很多人期盼的新一代重型武装直升机确实“快了”，但“快了”也意味着其外形上更多是现有成熟产品特点的综合，加上对国外类似型号的借鉴（图片均来自@垂直风行 大佬）

不过外界对于新机和新舰的猜测，一般说来总有个大概靠谱的方向，但对于保密程度更高的水下舰队，往往就会南辕北辙。我记得当初093型攻击型核潜艇没有曝光前，西方普遍认为其外形受到了苏制671RTMK（北约称之为“维克多-Ⅲ”级）型核潜艇的影响；结果就是到了2007年7月下旬，在北京军博举办的《我们的队伍向太阳》建军80周年大型主题展览上，当时被称作“新型核潜艇”的093型的模型与照片首次公开对外展示时，反倒被大多数人误认为是091的改进型。

▲这个模型在某些视角下，和091型确实不太好区分

所以到了后来，每当093型外观上有所变化时，基本上都能被安排上一个新型号，甚至导致不少人对着电视报道里093改进型的画面，一口一个“09V型”如何如何。其实关于国产新一代核潜艇已经有了不少分析，在提到的诸多亮点里，与外形关系最大的，是其区分于现有国产核潜艇的围壳造型——低矮流线型。

▲我军现役最新一代的核潜艇和常规潜艇，虽然已经在围壳设计上有了诸如根部填角、顶部圆弧过渡等优化，但还称不上低矮流线型

这种还有个“飞机座舱式三维翼型指挥室围壳”拗口称呼的设计，在苏联/俄罗斯的攻击型核潜艇上非常常见，可以说是从上世纪60年代末建造的671型，一路进化到现在的885型（“雅森”级）。使用这种围壳设计，能够有效降低高速航行时的阻力和噪声，尾迹也较小；但由于内部空间有限、不好多往里塞设备，以及设计施工难度较大等原因，所以美国核潜艇长期以来宁肯付出这部分阻力和噪声的代价——反正靠别的能找回来，就最多用填角设计弥补一下，一直保留着相对高大的围壳设计。

▲“弗吉尼亚”级一度传出后续批次有使用新围壳设计的说法，但最近也没动静了

说到空间有限的问题，其实苏/俄攻击型核潜艇的围壳（相对）尺寸也是在逐渐放大的，以容纳更多的设备（包括集体逃生舱），但仍然要尽可能控制高度。所以除了越来越长之外，围壳扩充容积还得在宽度上做文章，不过为了保持良好的减阻特性，一般要求围壳最大厚度应控制在艇体最大直径的15-20%之内。因此到了971型（北约称之为“阿库拉”级），由于围壳宽度已接近这一范围的上限，设计师选择在围壳与艇体的侧面连接处采用圆弧连接，以满足降阻降噪要求。

▲对比671RTMK型和971型，可见艇体和围壳都变得更加流线化。只是这样一来，后者围壳两侧也就没有足以让艇员前后安全通行的甲板空间了

按照我国的设计规范，围壳两侧至少得留出各30厘米宽的平坦甲板表面才行。虽然我们还不知道苏/俄海军、以及印度海军租的那条“阿库拉”的艇员，一旦有事得怎么从围壳两边安全通过（印度人大概要么是压根就不出来，要么就靠“种族天赋”强行通过？）；但从之后的885型来看，当初971型采用那种相对极端的设计，也是在满足主要技战术指标下部分取舍的结果。

▲对比971型和885型，可见在控制围壳宽度与艇宽比例的前提下，后者在侧面连接处取消了圆弧连接设计，对加工建造和日常勤务也更有利

总之，苏/俄攻击型核潜艇的低矮流线型围壳，从围壳本身的水动力设计，到围壳相对于艇体的尺寸和位置，这些进化里头的学问都相当有意思。再比如说，在条件允许的情况下，围壳的位置越往前，其产生的尾迹对螺旋桨附近的流场影响就越小（配套使用泵喷推进效果更佳）。不过把围壳前移，也意味着其受水流影响产生的转艏力矩更大，从而减弱了潜艇水平运动时的稳定性，需要辅以尾舵主动控制和侧推等技术手段。

▲从971型到885型，围壳前缘与艇艏的距离明显缩短了不少，但885型（包括正在建造的885M）仍然使用传统的螺旋桨推进

关于围壳设计的种种取舍，也只是潜艇外形及型线设计中的一个方面。现代潜艇，特别是绝大多数作战任务完全在水下进行的核潜艇，在这类设计中的斤斤计较，堪称“水下战斗机”。我们知道，在战机平台的设计中，除了气动外形之外，最常被人提及的是发动机；而无论是常规潜艇还是核潜艇，在先进推进技术领域的一个个名词——AIP、无轴泵推、磁流体推进、一体化自然循环核反应堆......同样是决定当代乃至未来潜艇技术水平高度的核心领域。

▲对潜艇低噪声推进系统最早的记忆，大概是上中学时读到局座翻译的《猎杀红色十月》了——当然汤姆克兰西设想的那个“履带”，具体技术细节还是更多基于个人想象

国产核潜艇的高度保密性，从第一代核潜艇的很多故事是近几年才逐渐披露的，便可见一斑。而在保密程度更高的“水下心脏”上，好消息更是注定要等到“待到山花烂漫时”，才会为人知晓。8月30日，是中国首个核潜艇陆上模式堆达到满功率50周年纪念日；昨天，国产自主三代核电“华龙一号”正式进入主系统带核调试阶段；在历史与现实的辉映中，中国第三代核潜艇的“心脏”，搏动声正逐渐清晰......

▲说到“华龙一号”，这头条啊还是被航天的“神秘载荷”给抢了啥也不说了，点个赞吧