正在勘察加半島的基地中進行維護的俄羅斯海軍阿庫拉級攻擊型核潛艇
上個世紀80年代，美國海軍發現蘇聯海軍核潛艇變得安靜起來，事出反常必有妖，隨即展開調查。他們很快發現，日本東芝公司與挪威康士堡公司合謀，“非法”向前蘇聯出口九軸五聯動數控銑床，這可是加工潛艇用螺旋槳的神器。最終，東芝公司高管被抓捕，公司被制裁，影響力不復當年之勇，這就是大名鼎鼎的“東芝事件”。
七軸六聯動機床加工螺旋槳
實際上，早在東芝事件爆發前，蘇聯核潛艇技術已經獲得巨大進步，潛艇噪音下降絕非換裝大側斜螺旋槳就能直接搞定的，提高潛艇隱蔽性屬於系統工程，早在60年代蘇聯海軍就為潛艇安裝了消聲瓦，70年代的667A“揚基”級的第二批次就運用了減振浮筏，正是這些黑科技匯聚在一起，才讓蘇聯潛艇噪音降低至合理水平。本文為您介紹的正是靜音潛艇的兩項核心科技：減振浮筏與消聲瓦。
弗吉尼亞級核潛艇正在安裝艙筏
減振浮筏
冷戰期間，美英潛艇在靜音性方面具備顯著優勢，其中一種方法是將機器安裝在吸聲材料上，防止振動和噪音轉移到船體及周圍的水中，這被稱為筏式安裝。靜音性是潛艇的關鍵指標，與之相關的螺旋槳、減振浮筏等技術在很長時間內都處於保密狀態，很少有機會見諸報端，甚至很少被討論，小編找到了一些外媒對於減振浮筏的介紹。
英國機敏級核潛艇的動力艙段採用筏式安裝
船舶用減振浮筏誕生於上個世紀60年代，最早由英國研發，裝備於噸級掃雷艇，用於降低引爆聲響水雷的可能性。英國與美國共享了此項技術，幾乎同時應用於英美兩國的攻擊核潛艇上。上圖為弗吉尼亞級核潛艇整體式減振浮筏，即艙筏，艙筏與殼體連接時，會使用隔振裝置；筏體上的機器與浮筏連接時，同樣會使用隔振裝置，起到二次隔振的效果。雙層隔振效果較好，最多可降低40分貝的噪音。
減振浮筏示意圖
如果早期核潛艇噪音為160分貝，只要採用二次隔振的減振浮筏，就能將噪音降低至120分貝，結合下面要講的消聲瓦，完全可以將噪音控制在110分貝之下。瑞典是最早應用減振浮筏的國家之一，70年代他們不單單在浮筏上安裝柴油機，而是幾乎整個潛艇。卡爾斯克魯納海軍博物館展出了A-14“水怪”級潛艇“海王星”號，這是軍迷為數不多的、可以貼近觀察隔振裝置的機會。
左上圖1、右上圖2、左下圖3、右下圖4
上圖1，安裝在柴油發電機頂部和船體之間的橡膠；圖2，上層甲板下的減振裝置，在魚雷艙；圖3，就連上下魚雷管之間梯子的底部平臺也有橡膠支座；圖4，凱旋級核潛艇上的架式浮筏。最初，只有推進裝置和噪音大的機器是安裝在浮筏上的，一些潛艇高速運行時，必須將其鎖定。現在，一些潛艇整個甲板模塊都是筏式安裝的，甚至包括指揮室和住艙。
法國哈金森公司（hutchinson）潛艇避振解決方案
法國哈金森公司（hutchinson）曾展示過一套潛艇避振解決方案，這套方案由柴油機、電動機避振安裝，減振浮筏支撐裝置，魚雷、輔助件防衝擊安裝等部分組成，每部分都大量使用隔振裝置。圖中出現的隔振裝置包括鋼製彈性體、空氣彈簧、鋼絲繩隔振器，常用的還有橡膠隔振器，上圖瑞典潛艇上使用的就是它。
左圖，哈金森公司官網一種空氣彈簧介紹；右圖，導彈發射器基座使用的鋼絲繩隔振器
哈金森公司成立於1843年，1974年被TOTAL道達爾集團（世界500強前30位，主業為石油、化工）收歸囊下，如今哈金森已成長為工業橡膠企業的領頭羊，在25個國家擁有117個生產基地和2萬6千名員工，產品範圍覆蓋軍品、減振、車身密封、流體傳動、傳動帶、密封件及醫用手套，是皮帶傳動領域公認的頂級企業。
俄羅斯兩種筏式安裝示意圖
消聲瓦
消聲瓦是一種潛艇聲學覆蓋層，介於艇殼與海水之間（也有貼在內側的），主要作用包括：對外降低聲反射，壓縮敵方主動聲吶的探測距離；對內屏蔽潛艇噪聲輻射，降低目標強度。佈設消聲瓦是同時提高潛艇主、被動聲隱身能力的重要手段。消聲瓦技術最初由二戰時期的德國提出；戰後，該技術被蘇美英法獲取。前蘇聯是消聲瓦技術的積極使用者，基材主要是丁苯橡膠（前蘇聯是橡膠大國），帶有聲學結構；蘇聯自“塞拉”級與“阿庫拉”級開始，應用雙層消聲瓦：瓦的內層有直徑不同的小孔，不同型號安裝在不同位置，用於消除特定頻率的聲音；瓦的外層則是整體、密實的，用於吸收主動聲納信號。
裸奔下水的基洛級潛艇，還未安裝消聲瓦，注意7葉大側斜螺旋槳
前蘇聯的潛艇自噪聲很高，80年代大量應用減振浮筏和消聲瓦技術後，噪音才大幅下降，運用這些技術的常規潛艇基洛級，甚至被稱為“大洋黑洞”。其實基洛級噪音接近120分貝，以今天眼光已不算先進。自認為對噪音控制比較成功，很長一段時間裡，歐美國家對潛艇消聲瓦並不熱心，直到80年代中晚期，美國才給“洛杉磯”級攻擊核潛艇鋪設了消聲瓦。新聞圖片中可以發現美國海軍核潛艇的消聲瓦經常脫落，裸露出黃色的印跡，小編推測這不僅是艇體底色，還包括消聲瓦與艇體之間塗抹的粘合劑，但其強度不足以應對海水長時間沖刷、腐蝕和水下壓力的反覆作用。
弗吉尼亞級核潛艇消聲瓦脫落
好在消聲瓦材料易鈍化，用的久了本就要更換，消聲瓦脫落增加的成本並不多，但會增加流體噪音。據說美國海軍從海狼級攻擊核潛艇就應用了整體澆築式消聲瓦，不用拼接，但用久了依然會掉。這個很好理解，類似的膠皮籃球場（非塑膠跑道，更軟）泡水後也容易鼓包、破損。據說俄羅斯無法攻克“膠水”技術，只能使用螺栓將消聲瓦固定在艇體表面，雖然強度略好，但剛性連接，隔噪效果差一些。仔細看日本蒼龍級的消聲瓦，也是通過螺栓固定，接縫、鉚釘都未做填充處理。我國039級潛艇的消聲瓦也是使用螺栓固定，但填縫、填鉚釘，工藝絲毫不遜於日本海自（或稱“美國海軍太平洋反潛支隊”）。
日本潛艇工藝真的那麼好嗎？換個角度或許就不一樣了
消聲瓦種類繁多，貼在潛艇表面的消聲瓦，僅僅是其中一種。消聲瓦常見的種類包括：
- 去耦瓦，它是一種含方形空腔結構的消聲瓦，主要用在潛艇低頻噪聲源周圍，用於“圍住”噪聲源，不讓噪聲飛散出去；
- 透射損失瓦，主要被用在潛艇外殼的非水密部位，如潛艇導流罩內的聲探測器基陣周圍，它的作用是防止噪聲進入聲探測器干擾正常工作；
- 無回聲瓦也稱吸聲瓦，是最常見的消聲瓦，大多鋪設在與水平面成垂直角度的潛艇外殼區域，如艇體兩側、指揮圍殼、舵等，這些區域對主動聲吶有較強的反射作用（類似角反射器），降噪效果可達10-15分貝，無回聲瓦能吸收大部分射向潛艇的聲波，而不是反射回去，從而降低敵方主動聲吶探測到潛艇的可能性；
- 阻尼瓦是一種邊緣為尖劈形的磚狀結構瓦，主要用在潛艇機艙內、外表面，可將噪聲傳播隔斷。
封存的颱風級核潛艇上損壞的消聲瓦
蘇聯潛艇普遍使用雙殼體結構，為達到最大效果，設計人員在潛艇的內外殼體上均敷設了消聲瓦，外殼體敷設的消聲瓦主要用來減小反射信號，內殼體的消聲瓦主要是降低本艇自噪聲。在噪聲較大的艙室內外壁（外壁就是耐壓殼體外側），有針對性地敷設了解耦瓦、阻尼瓦或消聲器。隨著聲吶技術的發展，無論是主動還是被動聲吶，工作的頻率越來越低，想要有效吸收低頻聲，就要增加消聲瓦的厚度，而消聲瓦厚度的增加又受到許多因素的限制，比如鋪設技術，鋪設後是否牢固？
中國093型核潛艇，若不是陽光反射，消聲瓦並不明顯，工藝很贊
再比如進一步增加的重量潛艇能否承受？蘇聯設計人員在塞拉級核潛艇耐壓殼與輕質殼體之間加入了橡膠襯墊，還在輕（外）殼表面鋪設了橡膠消聲瓦；有資料稱，排水量6400噸的塞拉級，僅橡膠重量就達700噸！如果再增加，潛艇浮力恐怕難以支撐。過去幾十年，坦克裝甲與反坦克武器可謂“魔高一尺、道高一丈”，可如今新型反坦克導彈普遍使用串聯、攻頂戰鬥部，破甲厚度動輒超過1米，繼續提升裝甲被動防護，很有可能是費力不討好。
塞拉級核潛艇，消聲瓦脫落是各國都不好解決的難題
不如跳出犧牲機動性提升裝甲防護的死循環，將新一代複合裝甲、新一代爆炸反應裝甲、新一代主動防禦系統結合起來，全面提升信息化能力和火控系統，及時感知戰場態勢，力爭“先發現、先開火、先攔截”，整體提升新一代坦克綜合防護能力。日本10式坦克、中國15式等新型坦克，機動、防護、火力更加均衡，體現了坦克（裝甲車輛）設計思路的轉變。同理，減振浮筏與消聲瓦都屬於被動的噪聲干預，主動降噪為潛艇靜音性能提升開闢了新的天地。
曲線最美的一款潛艇，您知道型號嗎？
潛艇用主動降噪設備的技術細節不甚清楚，但其原理在耳機等聲學產品中早有應用，比如主動降噪耳機能識別有用聲音和外部噪音，併產生糾正信號抵消外部噪音，有源降噪模式在地鐵、飛機等噪音比較規律的場合更為有效。美國的消聲瓦基礎研究已從傳統的消聲瓦向多功能的主被動複合瓦轉變，敷瓦的目的也從降低主動聲吶目標強度為主，轉變為追求低頻聲輻射的有效控制。可在消聲瓦或連續聲學塗層中放置壓電材料製成的傳感器、執行器，根據潛艇不同狀態下的輻射噪聲和主動聲吶探測信號，主動干預，自動調節消聲瓦的隔聲、吸聲性能。把智能材料與有源控制結合起來，研製具有自適應能力的消聲瓦，是消聲瓦技術發展的一個趨勢。當然，打造一艘靜音型潛艇，需要設計師從多方面努力，外形對降低流體噪音也很關鍵，下圖就是小編心中最溜的一款，您知道它的型號嗎？（圖片來源於網絡，侵刪，謝謝）
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