上浮下潛、自由騰挪,潛艇的「魚鰾」——壓載水艙面面觀

眾所周知，魚兒在水中自由浮沉是因為大自然給了它一副靈活的魚鰭和魚鰾。魚鰾中有空氣，排出氣體魚就下沉，吸入氣體魚就上浮水面。

潛艇也和魚一樣，利用各種壓載水艙在海中自由浮沉。但是相比大自然的鬼斧神工，人類顯然還達不到只用一個壓載水艙完成所有工作的層次，所以潛艇上有許多壓載水艙，它們共同工作才能確保安全航行。

潛艇上的壓載水艙主要有：主壓載水艙、浮力調整水艙、縱傾平衡水艙、燃油壓載水艙、懸浮水艙、補重水艙、環形間隙水艙等多種類型，各自發揮著不同作用。

雙殼體潛艇的舷間液艙

1、主壓載水艙系統

它們是潛艇上最大的壓載水艙，負責下潛與上浮工作。早在1776年美國獨立戰爭時期，大衛·布希內爾製造的「海龜」潛艇就裝備了一個主壓載水艙，使潛艇能順利潛入水下航行。

後來經過一、二戰時期的不斷升級發展，主壓載水艙數量逐步增加。如今大型潛艇上主壓載水艙數量已經達到6-12個，大多數還分成左右兩艙。

主壓載水艙底部有通海閥，上部有通氣孔，與外界海水相通不承擔水壓，所以採用非耐壓結構。它們沿潛艇縱向排列，分成艏、舯、艉三組，通過不同的組合使潛艇完成水下、水面以及半潛狀態。

潛艇下潛與上浮過程

當三組主壓載水艙全部排空時，潛艇就浮上水面。當艏、艉組主壓載水艙注滿水時，潛艇就進入半潛狀態，也稱潛勢狀態。此時指揮臺圍殼露出水面，潛望鏡、通氣管正常工作，最頂端的艙蓋能在風浪中自如打開，各項下潛準備工作完成，隨時可以潛入水中。最後將舯組主壓載水艙注滿水，潛艇就完全潛入水下。

排出空氣，準備下潛

上浮時，潛艇先用艏、艉水平舵上升到距水面3、4米處，然後用高壓空氣吹除舯組水艙的壓載水就達到半潛狀態，最後用柴油機廢氣或低壓空氣吹除艏、艉組主壓載水艙的壓載水，潛艇就浮出水面。

吹除壓載水，浮出水面

如果潛艇遇到危險緊急上浮時，就要用高壓空氣快速吹除主壓載水艙的壓載水，同時調整水平舵，開足馬力，使潛艇快速衝出水面。所以潛艇上的高壓空氣儲備非常珍貴，需要隨時補足。

潛艇外殼有單殼體、雙殼體、單雙混合殼體等多種形式，所以主壓載水艙的布置也不盡相同。單殼體潛艇只有一層耐壓殼，主壓載水艙只能布置在潛艇艏、艉端和耐壓艇體內，儲備浮力小；雙殼體潛艇耐壓殼與非耐壓殼之間有寬大的舷間空間，正好為主壓載水艙、燃油艙等提供安身之所，儲備浮力大；單雙混合體則兼具二者特點，根據實際布局布置。

單殼體潛艇的壓載水艙

2、快潛水艙

快潛水艙，顧名思義就是幫助潛艇快速下潛的壓載水艙。因為主壓載水艙注滿水後潛艇重力與浮力相等，但是指揮臺圍殼、上層甲板等部件受海浪影響會產生剩餘浮力，使潛艇下潛緩慢或潛不下去，此時就需要快潛水艙幫忙。

快潛水艙位於潛艇浮心偏前方，容積通常佔潛艇排水量的1%。當它注滿水時潛艇重力比浮力大許多，就可以快速下潛。但是潛到潛望鏡深度時，就需要及時將快潛水艙裡的水吹除，以避免下潛速度過快導致超深事故發生。

3、均衡水艙

均衡水艙包括浮力調整水艙、縱傾平衡水艙等，它們非常重要，決定了潛艇在水下的均衡能力和機動性。

潛艇航行時會攜帶大量物資，如燃油、滑油、淡水、食品，武器彈藥及各種裝備等。航行中這些物資不斷消耗，導致潛艇重量變輕；各海區的溫度、密度、鹽份不同導致潛艇浮力變化；不同深度的海水壓力會使艇殼變形，這些都會破壞重力與浮力的平衡方程，所以需要浮力調整水艙及時調節，以維持動態平衡。

調整水艙在潛艇重心附近，按左右舷對稱布置，既可以快速起效，也可以調整潛艇橫傾。

上述各種情況還會使潛艇縱向平衡發生變化，所以還需要縱傾平衡水艙。它位於潛艇艏、艉兩端並儘可能靠前靠後，以產生最大配平力矩。縱傾平衡水艙間有管道相連，通過水泵或低壓空氣調節配平水，使潛艇保持正浮狀態。和風漫談原創，禁止抄襲。

艏艉縱傾平衡水艙用管道相連

快潛水艙和調整水艙需要經常注水排水，與舷外海水不直接相通，所以必須做成耐壓結構。

4、燃油壓載水艙

燃油壓載水艙也是一種主壓載水艙，奇特之處在於能儲存超載燃油，增加潛艇的續航力。航行時這部分燃油將被優先使用，然後不斷向艙內注入海水補償重量。

海水與燃油的密度差產生的浮力變化，由浮力調整水箱微調。燃油壓載水艙與舷外海水相通，所以不承受壓力變化，也是非耐壓結構。

5、補償水艙

潛艇作戰要發射魚雷、水雷、潛射飛彈等各種武器。它們都很重，一枚魚雷就有好幾噸，如果不及時補償重量，潛艇在水下就無法維持正浮。所以魚雷發射管下方有魚雷補重水艙，水雷下方有水雷補重水艙，隨時補償消耗的武器重量。

補重水艙

魚雷發射時發射管內會注滿海水，這些水儲存在環形間隙水艙中。發射時的高壓氣體和海水會流進無泡魚雷發射水艙，再排到魚雷艙內，防止氣體溢出艇外破壞隱身。

6、懸浮水艙

在許多隱蔽作戰中潛艇要在固定深度懸停，要始終保持重力-浮力方程恆定平衡，就需要懸浮水艙來幫忙。

懸浮水艙在耐壓殼體外部，水艙內有傳感器和控制系統不斷調節海水進出，使潛艇懸停在固定深度。如果在水面附近懸停，控制系統還需要更加靈敏，以消除海浪造成的不良影響。

總之，在多種多樣的壓載水艙、水平舵、方向舵、穩定翼和螺旋槳共同作用下，潛艇才能在水中任意浮潛、懸停，乃至坐沉海底，成為讓敵人恐懼莫測的深海利劍。

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