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文章主題 : U31，潛艇史上的新里程碑 |
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U31，潛艇史上的新里程碑
2003年4月7日，德國基爾港升起了一顆世界級的明星。它是一艘奇特的潛艇 ，名字叫 U31。國際主要媒體都往它這兒聚焦，慶賀世界第一艘燃料電池潛艇下 水及首次試航。研製燃料電池潛艇的還有美國、俄羅斯、法國、瑞典等國，但讓 德國捷足先登了。全德國的人都為 U31自豪，因為它闖開了常規潛艇的一條發展 新路，成為世界潛艇發展史上的一個新里程碑；到2004年春服役後，它就是「世 界範圍內最先進的常規動力潛艇」。
U31是怎麼奪得世界第一的？它的先進究竟在什麼地方？
來自意大利的建議
德國霍瓦茲船廠是造名牌潛艇的專業戶，所造206級、209級潛艇受到多國歡 迎。1990年，該廠又在209級1200型潛艇的基礎上研製212級潛艇。那是世界上第 一型裝備燃料電池的潛艇。此間，意大利海軍鄭重提出建議，要求對212級潛艇的 設計進行改進，增大潛深，採用新的外部通信系統和更好的逃生設備。德方採納 了這一建議，便產生了212 A型潛艇。德海軍訂購了4艘212 A型潛艇，首艇就是 U31號。意大利正在以許可證方式建造兩艘212 A型潛艇。第一艘「薩爾瓦托雷‧ 托達羅」號將在2005年服役。
走近 U31，它的模樣特別。艇型是長寬比最佳的水滴形流線型。艏部略向下 沉。這是為給被動聲吶基陣創造良好的工作環境。艉部呈尖錐形。艇體舯部偏前 部位有一小型指揮台圍殼。圍殼具有良好的流線形，其上裝有水平舵。艉操縱面 為 X型。艇內有4個艙室。它還一反常規，突破單殼體傳統結構型式，採用了局部 雙殼體結構。耐壓殼體用高強度低磁不銹鋼製造，結構之間焊接工藝高超。由於 結構佈局合理，材料性能先進，所以它的結構具有較強的抗衝擊能力。
U31艇長55.9米，寬7米，吃水6米；水上排水量1450噸，水下排水量1830噸； 水面航速為12節，水下航速20節；以8節速度航行，水面續航力8000海裡，水下續 航力420海裡；最大下潛深度200米，自持力49天；艇員編製27人（其中8名軍官） 。
無處不現的隱形效果
U31潛艇在降低目標特徵、降低本艇噪聲方面的設計藝術令人叫絕，隱形效果 無處不現。
它的艇體外形平滑光順，流體性能極佳，不僅阻力小、機動性好，而且濕表 面積小，可減少被主動聲吶探測時的反射面積，從而增加了潛艇的隱形性。那最 佳流線型艇體流體噪聲極小。對於指揮台圍殼大切口、升降裝置開口、主壓載水 艙進排水口、魚雷發射管出口等較大的開孔，該艇都裝設了活動蓋板。這些蓋板 能自動啟閉，並採取無縫連接，從而使開孔處的渦流噪聲降低。艉部裝有性能先 進的大側斜低噪聲7葉螺旋槳，使螺旋槳噪聲大幅度下降。
艇上的機械設備都經過嚴格的降噪設計。為了減少振動機械和結構向艇外傳 遞振動能量，所有的設備均安裝在高效能的彈性減振基座上。
動力系統是主要噪聲源， U31就重點解決。它將主輔機集中佈置在密封的動 力室內，採用整體「浮筏」技術進行專門減振降噪。此招使結構噪聲降低了40分 貝，大大地增加了潛艇的安靜性。
它多方減小本艇的反射強度。外表面塗敷了新型的吸收聲波和雷達波等特種 塗料，阻礙敵方聲吶與雷達的探測；除了外殼體採用低磁鋼材料外，艇上還安裝 了高性能消磁系統，能隨時監測本艇的磁場強度，發現磁異常現象可及時進行消 磁。
燃料電池動力系統相對向海水輻射的熱能很少，因此其紅外特徵很小；基本 不向艇外排放廢物，尾流特徵也很小；它能超安靜運行，其聲信號特徵比柴-電推 進裝置的低。所以 U31潛航不易被發現。「不依賴空氣」的驚人突破
傳統的柴-電動力潛艇在水下潛航2~3天，就會耗盡電池能量，必須浮上水面 給蓄電池充電。顯然，這增加了潛艇暴露的危險性。而 U31就沒有這種煩惱，因 為它在水下就能自行充電，取得了「不依賴空氣」的技術突破。
突破出在動力艙。它採用性能優越的混合動力系統，即燃料電池動力系統和 柴-電動力系統混合使用。但奇跡主要出在燃料電池動力系統。這個系統由9組聚 四氟乙烯燃料電池、14噸液氧貯存櫃和1.7噸氣態氫貯存櫃等3部分組成。它的燃 料電池尺寸小，無腐蝕，功率密度大，使用壽命長。熱交換器、排出泵、冷卻水 泵、催化劑罐、燃料電池電子設備、斬波器和逆變器等是燃料電池的主要部分。 它不用空氣，而是將氫燃料和氧化物放到特殊燃燒室內進行電化學反應，直接轉 換成電能，輸出的直流電直接驅動電動機，電動機帶動槳軸，推進潛艇航行。每 組燃料電池的輸出功率為34千瓦，9組總功率306千瓦。用燃料電池提供的動力驅 動， U31可在水下連續潛行3周。這是了不起的創新成就啊！
它的柴-電動力系統中有 M T U公司的一台16 V396型廢氣增壓高速柴油機， 功率3.12兆瓦。系統中的蓄電池組能滿足潛艇高低速航行及全艇電網供電要求。 推進電機配備有性能良好的無型調速裝置，可任意調節該艇的航速。只使用柴-電 動力系統的蓄電池組供電時，其水下最大航速達21節，續航力提高8％。
它安裝有新型的計算機集中操縱控制系統，將艇、機、舵的操縱控制綜合為 一體，由一人在中央控制台操縱，可控制潛艇的深度、航向、航速等參數與狀態 ，操縱控制過程完全自動化。
U31的兩種動力系統既可單獨使用，又可聯合使用，相互補充。燃料電池動力 系統用於水下長時間巡航。柴-電動力系統用於潛艇作戰時高速航行。單靠燃料電 池航行時，其航速可達8節；當以4.5節航速潛航時，該電池還可提供11千瓦的生 活用電，同時續航力可達1250海裡，潛航時間達278小時。兩種動力系統同時工作 時，潛艇的水下持續航行時間能超過364小時，續航力達到1638海裡，這比209型 潛艇的水下續航力提高了4.4倍，從而大大提高了 U31艇的生存力與戰鬥力。
威力強大的偵測、作戰系統
U31潛艇裝有功能齊全、高效的電子設備，有先進的 D B Q S-40、 M O A30 70等聲吶系統和噪聲監控裝置。被動探測聲吶是一部全方位的中頻聲吶，可同時 跟蹤4批目標。拖曳線列陣聲吶是一部低頻和超低頻的被動探測聲吶，陣長40多米 ，主要用於遠距離目標的探測，探測距離可超過100公里。
艇上的 F L1800 U型電子對抗儀、1007型導航雷達和導航、通信系統等電子 設備技術先進。它的攻擊潛望鏡是209型潛艇潛望鏡的改進型。它在搜索潛望鏡上 加裝紅外探測和微光夜視裝置，提高了潛望鏡的觀測精度和夜間觀測能力。
U31潛艇裝有6具533毫米魚雷發射管，用水壓式發射裝置發射，發射深度達2 00米，發射方式有液壓式和自航式兩種。它配備12枚 D M2 A4重型魚雷，備有自 動化魚雷快速裝填裝置。這種魚雷因裝有大功率電動力推進系統、新研製的智能 化電子系統、改進的聲學系統與引信系統，所以航速快、射程遠，還具有自動導 向處理能力。必要時該艇能攜載24枚水雷。佈雷是通過水雷投擲器進行的，由艇 內操縱，可在淺海區有效地執行佈雷使命。
艇上裝有極其先進的指揮和武器控制系統（ C W C S）。 M S l-90 U型火控 系統可實現對多批目標運動要素解算和兩批目標的攻擊，並具有模擬訓練功能。 它還能對武器系統實行集中控制和管理。 D M2 A4魚雷既能攻擊水面目標，又能 攻擊水下潛艇。這樣， U31潛艇就成為一艘既能反潛、又能反艦、還能佈雷的最 現代化的常規潛艇。
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