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ICEX 2011演習期間，在北極點破冰上浮的“新漢普郡”號核潛艇。
俗話說：百人百態，千人千面。潛艇“臉”其實長在背上，就是那個象“駝峰”一樣的東西，“駝峰”的全稱叫潛艇指揮台圍殼，英文名是SAIL或FIN，臺灣地區管它叫帆罩，我們通常簡稱圍殼。圍殼不是水密的，作為是潛艇上最大的水下附體，負責潛艇的通訊、指揮、通風等等功能，圍殼遠離潛艇的平衡中心，對潛艇水下運動的影響很大，以德制209型潛艇為例，圍殼只佔溼表面積的8。84％，高速航行卻產生12。71％的總阻力。其實對於高速的核動力潛艇來說，圍殼的影響還要大。按理說，現代潛艇的水下效能越來越好，圍殼似乎應該取消了，可實際上，世界上目前還沒哪條潛艇取消圍殼，而且，隨著潛艇技術的發展，特別每一次跨越式的發展，都得在圍殼上做文章。下面，讓筆者帶您去看一看那些有趣的圍殼，聊聊圍殼裡面藏著的秘密。
霍蘭潛艇，上面那個與“憤怒的小鳥”很象的玩意兒就是最早的圍殼。那位戴禮帽的先生就是現代潛艇之父霍蘭先生。
早期的潛艇很不完善，形狀上就和農民企業家們發明的一樣五花八門，無論多奇葩，設計師們都忘不了在最高處設一個人員出入並通風換氣的地方，畢竟“人往高處走，水往低處流”“站得高看得遠”等基本常識是不好反著來的。早期的潛艇並不完善，一直到一個病歪歪愛爾蘭人的出現，這個愛爾蘭人與英國人不共戴天，他想發明一種水下船來消滅英國皇家海軍，很多波折，很多困難之後，在1900年，這個愛爾蘭人設計的潛艇終於被美國海軍採用，並且首批建了6艘，這個愛爾蘭人名叫霍蘭，被公認為現代潛艇之父，他造潛艇的地方現在是通用動力公司的電船分廠。
1912年的美國潛艇F-1號，圍殼高度太矮不利觀察，乾脆加上臨時建築。
霍蘭潛艇已經具備了柴電潛艇的雛形，水面上由內燃機驅動併為蓄電池充電，水下用蓄電池驅動螺旋槳航行。那時候還沒有聲吶之類的水下探測裝置，潛艇必需得不時上來看看，霍蘭設計潛艇的上面，設定了人員出入並進入觀察的出入口，已經有現代潛艇指揮台圍殼的影子，圍殼前方是一個流線型的鳥嘴一樣的東西，大約是考慮到降低阻力和上浪，這裝置應當算最早的指揮台圍殼填角吧。
潛艇出現後，世界各海軍強國都很重視，掀起了一波造潛艇的熱潮，有些潛艇基本上就是山寨霍蘭的潛艇，比如1904年，沙俄海軍上尉布勃諾夫建造了俄國第一條潛艇“海豚”號。早期的潛艇都很小，大約只有不到20米長，圍殼也很低矮，非常不利於觀察水面的情況，所以在水面航行時很吃力，有時甚至要搭一個臨時建築。
視線不好，不利觀察其實還不是最大的問題，要命的是早期潛艇的圍殼低矮，常常被海浪和其他船掀起的大浪打進圍殼造成沉船事故。這種事，美國、俄國、日本的早期潛艇都發生過，由於出口狹小，人員多數都逃不出來，畢竟海水從天而降，迎著海水逃命是沒出路的。1920年前後，一艘美國潛艇也被行船掀起的湧浪打進圍殼，大量進水，全艇履滅之際，艇長還算聰明，與直覺相反的是，他果斷的封死了艙口蓋，並指揮機電長開啟艙底泵排水，才救了全艇十幾號人的生命。但這樣的例子並不多。
二戰時期，德國海軍曾為潛艇配備強大的防空火力，試圖與反潛機對抗，圖為U － 441潛艇
為了提高艙口的防浪效能，為指揮員提供更好的視野，隨著潛艇排水量的加大，設計師們採取的措施很簡單卻有效，那就是提高圍殼的高度，後來，潛艇的功能不斷加大，在圍殼裡安裝了潛望鏡之類的東西，以便於魚雷攻擊和隱蔽，這時的圍殼發展趨勢總體上是越造越大，越造越高，為了防空的需要，圍殼上還要架設高射炮之類的東西，甚至能塞飛機進去，二戰時期的日本人就這麼幹過，當時的潛艇水下速度還不快，也就10節左右，圍殼對潛艇機動性的影響還不算突出，大點就大點吧。二戰末期，荷蘭人發明了潛艇通氣管，為了給通氣管提供空間，圍殼更大了。
日本海軍二戰時期研製的潛水航母伊-400號，其圍殼因為容納了機庫，所以大得無以復加。
二戰之後，人人都期望和平，但和平並未自動降臨。上世紀50年代，潛艇技術迎來了兩個技術上的飛躍，核動力和水滴型外形。我們先說說水滴型潛艇，潛艇要什麼形狀才能取得最高的水下航速，二戰時期的德國人憑著仿生學的直覺，認為潛艇應當像魚一樣，美國人卻不這麼看，美國海軍水下戰研究中心的科學家們，在風洞（我沒寫錯）裡和大衛泰勒航模試驗水池進行了大量的試驗，最終認定，滴落的水滴的形狀才是水下航速最快的形狀，從量化的指標來看，潛艇外形光順，圓頭加上一個尖尾，長寬比約7：1是最理想的，他們建造了一艘外形和水滴差不多的潛艇來驗證他們的理論，這就是著名的“大青花魚”級潛艇，“大青花魚”是一條試驗潛艇，進行了多次的修改，靠從美國國庫裡“借”來的20噸白銀，安裝了能量比極高的銀鋅電池，史無前例的把潛艇的水下航速提高到了33節，速度上來，新的問題也來了。美國人發現，水下高速航行的潛艇，在轉彎打舵的時候，會產生嚴重的橫傾，如果打舵不合適的話，甚至產生很大的搖擺仍至翻滾，這可是要命的大問題，潛艇大深度下航行其實是在一條很窄的通道里航行，如果超過最大深度，壓破了耐壓殼和管路，有可能造成艇毀人亡的結局。
“洛杉磯”級潛艇圍殼其實很窄，基本上相當於一個大號的垂直舵
原理這裡就不細說了，問題根源還是在圍殼上，美國人在“大青花”魚的圍殼後加了一段很少見的圍殼垂直舵，試圖解決這個問題，但效果不顯著，後來只好在使用條令提出限制，所以美國潛艇水下橫向機動性一直不容樂觀。
“大青花魚”號是世界上第一艘水滴型的潛艇，這是其圍殼後面加裝的圍殼垂直舵，用來解決高速轉向時有可能的大幅橫傾。
潛艇技術的另一個突破是核動力，核動力潛艇水下航速高，機動性好，最重要的是不需要上浮水面為蓄電池充電，美國人曾經試圖取消潛艇的圍殼，後來發現利遠小於敝，於是便在減小圍殼上下功夫，因事故沉沒的“長尾鯊”號是其實是一型非常經典的潛艇，後來幾十年的美國攻擊型核潛艇基本上都是按著“長尾鯊”級的路子來。
“大青花魚”號的總佈置圖
上世紀70年代初，美國人開始搞“洛杉磯”級潛艇，在核海軍之父里科弗上將的堅持下，“洛杉磯”級必須是一型高速潛艇，核反應堆的功率有限，想提高航速，只能在降低阻力上下功夫，美國人先是想到壓縮人員的生活空間，所以“洛杉磯”級的居住條件出名的差，每個人一張床鋪都保證不了，三個人要睡二張床，所以有了“熱鋪”的說法。有研究人員一拍腦袋，圍殼那麼大，又礙事，又影響平衡，取消了行不？經過周密的計算，沒有圍殼，至少能提高航速1。5節，這可是了不起的進步，水下對抗，航速非常重要，這就如同警察追小偷，百米快0。1秒就是勝利。方案都提了出來，為“洛杉磯”級裝一個可折倒桅杆一樣的玩意兒，上面裝天線、雷達、潛望鏡，方案很精彩，結果很悲劇，胡扯，玩沒玩過潛艇？結果洛杉磯級圍殼還是保留了下來，只是盡最大可能變小變窄。
蘇聯潛艇的漂浮救生艙示意圖，把這玩意塞到圍殼裡，圍殼能小嗎？
“阿庫拉”級圍殼前部安裝的非聲學跟蹤裝置的細節，這些感測器主要探測海水的溫度、鹽度、氣泡的變化，至於具體效能，蘇聯人高度保密，俄羅斯人也從未公開，不過後期的俄羅斯潛艇也沒再裝這種裝置。
阿庫拉級（971型）多用途核潛艇“薩馬拉”號的流線型圍殼相當龐大，足有二十多米長，裡面還藏著能救30～40人的漂浮救生艙，注意圍殼前上方伸出的幾個棍子，裡面藏著非聲學跟蹤裝置，據稱能象獵犬一樣，探測到經過幾十個小時的潛艇留下的蹤跡。
“北風之神”級戰略導彈核潛艇圍殼向前傾，有利於平滑後方的水流，有利於導彈發射的穩定。
蘇聯發展潛艇與美國人路子截然不同，美國人的潛艇其實是軍方組織人員搞出來的方案來，各個船廠只是實施，因此花樣並不多。蘇聯人有強大的潛艇設計局，軍方只提大致的要求，各設計局搞方案來競標，競爭相當激烈，有的時候互相間並不通氣，甚至相互封鎖。蘇聯潛艇特別是核動力潛艇的圍殼大體上分為兩派，一派是以孔雀石設計局為代表的攻擊核潛艇，由於追求水下機動性和高航速，多數採用流線型指揮台圍殼；另一派是以紅寶石設計局和天青石設計局為代表的，主攻戰略導彈核潛艇和巡航導彈核潛艇及常規動力潛艇，這一派潛艇的圍殼對高速航行考慮較少，更注重圍殼的堅固，基本是堅固直筒型，沒什麼太大的新意。
我們先說說流線型的圍殼，孔雀石設計局設計了蘇聯第一型核潛艇——627型攻擊核潛艇，在圍殼設計方面一直很敢於創新，第一次設計出流線型的指揮台圍殼，並在後續的V級（671型）、A級（705型）、“阿庫拉”（971型）級上延用了下來，流線型的圍殼使流經艇體的水流光順許多，避免了高速水下轉彎出現橫搖，但也加大艇體的溼表面積，不利於提高水下航速。蘇聯攻擊核潛艇圍殼相對美國核潛艇大的多，除了圍殼裡面的潛望鏡、雷達、通訊天線、偵察天線等由於電子技術落後，要比美國的體積大之外，還有一個重要原因，就是蘇聯第三代核潛艇多數安裝漂浮救生艙。
與孔雀石設計局激進優美的流線型圍殼相比，紅寶石設計局要保守得多，很少在圍殼方面的什麼創新，俄羅斯最新的“北風之神”級戰略導彈核潛艇，圍殼前部居然是前傾，筆者認為，這種設計也許是是為了讓該潛艇進入水下40～50米的發射陣位時，平緩後方的水面，不會對出筒的“布拉瓦”級戰略核導彈造成干擾，畢竟，戰略導彈核潛艇不是衝鋒陷陣的，整個潛艇的設計其實是圍繞著如何保證導彈可靠進行的。
圍殼前部與艇體交匯的地方會產生馬蹄渦，引發流激噪聲。
美國人正在利用本尼奧瑞爾湖試驗場，進行新型核動力潛艇圍殼改進方案的驗證，據說在後續的“弗吉尼亞”級核潛艇上會採用。
蘇聯人的流線型圍殼其實美國人也很羨慕，不過由於艇體結構的巨大差異，美國人並沒有採用蘇聯人的設計方案，只是在翼型的圍殼前方，增加了鼻子形的填角，填角並不能完全解決橫向機動性差的毛病，但對於降低流體噪聲有著重要的作用。高速航行時的海水流經圍殼，在圍殼的前下方產生駐點，向兩側流動的過程中，高低壓轉換會產生不穩定的湍流，也叫“馬蹄渦”，這種湍流有規律的“敲擊”薄弱的圍殼兩側，會激發出特定頻率的水下輻射噪聲，對潛艇的聲隱身不利。
美國的“海狼”級攻擊核潛艇，在圍殼的前方增加了填角，用來解決這個問題，後來的“弗吉尼亞”級，也保持了這種圍殼的方案。再後來，西方國家的潛艇覺得這種方案還不賴，日本、澳大利亞等國家的常規潛艇，也紛紛給指揮台圍殼加上了填角。
冷戰結束後，潛艇技術的發展沒有了冷戰時期那種激情歲月，新的潛艇方案被紛紛砍掉，潛艇技術發展不大，圍殼的花樣也少了許多。美國人正在利用本尼奧瑞爾湖試驗場，進行新型核動力潛艇圍殼改進方案的驗證，據說在後續的“弗吉尼亞”級核潛艇上會採用。
常規動力潛艇方案，筆者非常看好瑞典人提出的方案，北歐小國瑞典是個只有800萬左右人口的小國，卻是一個傳統的軍工強國，常常能結合本國國情，提出新穎的武器設計方案，瑞典的“鷹獅”戰鬥機、“維斯比”級護衛艦、FB77榴彈炮等等都是相當經典的裝備，其發展動向往往受到全世界的軍工強國所關注。2012年，瑞典老牌軍工企業考庫姆公司提出了A26型常規潛艇的設計方案，目前正積極向泰國海軍推銷，A26的圍殼設計方案標新立異，有點像蒙著頭巾的大俠，這種看上怪怪的圍殼，其實是計算機流體力學反覆驗算的結果。國外近年來，計算機輔助設計特別是流體動力驗算軟體發展迅速，從流體動力學上來講，這種型狀的圍殼既解決了馬蹄渦產生流激噪聲問題，也兼顧常規動力潛艇接近水面航行的要求，應當是常規動力的潛艇最佳方案。
瑞典正發展中的A26型常規動力潛艇的圍殼。
無論潛艇怎麼進步，圍殼是很難取消的，畢竟潛艇要浮上觀察，最起碼也要透氣，也許會有更多的千姿百態的臉讓軍迷們欣賞了。