為什麼核潛艇能夠長時間潛伏在水下？

在63年前的今天，即1954年9月30日，世界上首艘核動力潛艇「鸚鵡螺號」開始服役。說起核潛艇，你可知道它為什麼能長時間潛伏在水下嗎？現在，我們就來聊一下這個話題！

　　常規潛艇在水下航行時主要依靠電池提供動力。但蓄電池電能有限，所以需要定期浮起，這時把通氣管伸出水面，啟動柴油機給蓄電池充電（柴油機工作時需要氧氣）。在第一次世界大戰期間，潛艇的水下停留時間只佔續航時間的5％。到第二次世界大戰後期，也只提高到15﹪～20％。第二次世界大戰時，美國物理化學家菲利普·埃布爾森提出船隻可以使用核能作為動力，兵器工程師很快發現這樣的動力特別適合潛艇。採用核動力的潛艇有能力在99.5％的續航時間裡都處於水下潛行狀態，只要它攜帶足夠的武器和給養，便可連續潛航兩三個月而不必浮出水面，航速可以達到30～35節，能遨遊地球好幾圈而不需要添加核燃料。

　　壓水反應堆工作原理

　　核動力裝置主要由核反應堆、加壓容器、主循環泵和主汽輪機等組成。現代潛艇上的核反應堆大多採用輕水型壓水反應堆，其工作過程是：核燃料在反應堆內產生鏈式反應，釋放出巨大的熱量；利用主循環泵使載熱劑（高壓水）通過堆芯把熱量帶走；通過蒸汽發生器把水加熱成蒸汽，供給汽輪機驅動推進器，推動潛艇航行。

　　核反應產生的能量也能轉換為電能，提供全艇設備，如艇上的無線電設備、聲吶設備和水聲通話系統等用電。為核潛艇提供氧氣的主要設備是制氧機，其電力也是由核反應堆提供的。另外，潛艇上使用的淡水要從海水中提取，潛艇上的空調設備和照明設備等都必須依靠核反應堆來提供電力。2000年8月，俄羅斯的「庫爾斯克號」核潛艇失事後僅僅發出一次救援信號，這和當時艇上核反應堆關閉、電力供應中斷有很大的關係。為了提高潛艇的生存能力，人們通常還在核潛艇內裝備蓄電池、柴油發電機等，以作為應急動力裝置。

　　既然核燃料在核反應時並不需要空氣，這就為潛艇長期潛伏在水下提供了條件。那麼，以核燃料為動力源的核潛艇是否可以在水下無限期地航行，直到核燃料不再產生核反應為止呢？理論上存在這種可能，但實際上是行不通的。因為艇里有人，人在水下能夠忍受多久不出艇、食品等保障能維持多久、多長時間必須對艇上裝置進行維修保養等因素，都使得核潛艇不可能永遠在水下航行。即便這樣，核潛艇在水下航行的時間也已遠遠超過常規潛艇，一次可以達到2000小時以上。

　　「鸚鵡螺號」核潛艇

　　1952年6月14日，世界上第一艘核潛艇「鸚鵡螺號」在美國康涅狄格州格羅頓鎮開始鋪設龍骨，從此開啟了核潛艇發展的新紀元。「鸚鵡螺號」艇長97.5米，寬8.4米，吃水6.7米深，水上排水量3533噸，水下排水量則達4092噸；配備6具533毫米口徑魚雷發射管，可攜帶18枚魚雷，水面最大航速25節，水下最大航速也可達到20節，最大潛深150米。從理論上講，它可以最大航速在水下連續航行50天，航程3萬海里。到1957年4月「鸚鵡螺號」第一次更換燃料棒時為止，它平均以16～20節的航速航行了62?562海里，僅消耗了幾千克鈾。若換成常規潛艇，以同樣速度航行同樣的距離，消耗的燃油在8000噸左右。1958年6—8月，「鸚鵡螺號」橫貫了大西洋和太平洋，又從美國阿拉斯加的巴羅角潛入北冰洋，通過地球的北極。在此之後，美國宣布不再製造常規潛艇。

　　核反應堆的功率遠遠超過常規動力，所以，核潛艇的航速能提得很高，噸位也可以造得很大，比起常規潛艇來，個頭要大一倍還多，攜帶的武器及威力也不可同日而語。作為應對敵國核打擊的海基核威懾力量，為了保證在本國國土上的軍事力量已全部被摧毀的情況下還擁有足夠的核反擊能力，能攜帶的核武器自然越多越好。例如，冷戰時期蘇聯建造的「颱風」級戰略核潛艇，水上排水量達到18?500噸，水下排水量達到26?500噸，接近於一艘輕型航空母艦。其巨大的身體長度達到171.5米，比一個足球場還長，寬度達到24.6米，是潛艇尺寸的世界紀錄保持者。其核反應堆總功率達到380兆瓦，水面航速12節，水下航速25節，乘員可達175人，可以攜帶專門為它設計的SS-N-20彈道導彈20枚，每枚含10個10萬噸TNT當量的核彈頭。計劃替代「颱風」的「北風之神」級戰略核潛艇要小一些，但「北風之神」的水面排水量也達14?720噸，水下排水量17?000噸。其艇長171.5米，寬13.5，吃水10米，水面最大航速16節，水下最大航速27節，最大潛深450米，安全工作深度400米。美國的第四代彈道導彈核潛艇「俄亥俄」級，長170.7米，寬12.8米，水下排水量18?750噸，下潛深度為244米，水下航速為24節，核反應堆功率約44兆瓦，雜訊只有90～110分貝。該級核潛艇可攜帶24枚「三叉戟2」彈道導彈，射程12?000千米，每枚又攜帶12個分導式彈頭，圓偏差率為90米。1979年6月18日美蘇兩國簽署的《第二次限制戰略武器條例》規定，每個國家的彈道導彈核潛艇的數量不得超過14艘，美國就將該級的前4艘，即「俄亥俄號」、 「密歇根號」、「佛羅里達號」、「喬治亞號」，改裝成了裝備「戰斧」巡航導彈的攻擊型核潛艇。這些龐然大物都是應對敵國核打擊的威懾力量。

　　攻擊型核潛艇的主要任務是攻擊敵方潛艇和水面艦艇，體積比彈道導彈核潛艇小一些，但與常規潛艇相比仍然是一個龐然大物；攻擊力與生存能力也要大得多。比如，美國的「弗吉尼亞」級攻擊型核潛艇，長約115米，寬約10米，排水量7800噸，水下航速可高達34節。俄羅斯的「亞森」級攻擊型核潛艇，長120米，寬15米，水下排水量11?800噸，潛深可超過600米。這些攻擊型核潛艇可攜帶多枚重型魚雷、潛射反艦導彈和潛射巡航導彈，一艘攻擊型核潛艇即可在隱蔽中給敵方艦隊以重創。