潛水艇如何在水下轉急彎?

潛艇在自身有尾舵和前身水平舵兩組舵面。這兩組舵面都可以起到改變潛艇方向和姿態的作用。一般來說水平舵舵被安放在潛艇前端或者中段,透過垂直方向的偏轉來使得經過的水流對舵面和潛艇船體產生偏轉力。不過在高速航行和水流湍急的情況下通常會把方向舵收起或放平以避免潛艇航行阻力增大或者在湍急水流中讓潛艇有足夠的航行平穩性。

潛水艇如何在水下轉急彎?

圖為海豚級常規潛艇X字尾舵

尾舵一般來說是十字形或者“X”字形的。其中十字形的結構相對簡單,水平方向和垂直方向都有一組舵面負責。相對來說舵面執行效率低。因為十字舵面的安裝方式和工藝水平等方式十字舵的舵機轉軸有相互交叉。這使得十字舵有機率出現卡舵;一旦出現卡舵就會是極其危險的情況,潛艇幾乎不能透過自身力量返航港口進行修理。“X”舵則水平方向和垂直方向任何一組舵面均能有偏轉效力。而舵機幾乎沒有卡舵的可能性。不過“X”形尾舵對於潛艇的控制系統設計要求非常高,只有少數的科技強國才採用“X”形舵面。

潛水艇如何在水下轉急彎?

圖為洛杉磯級攻擊核潛艇,可見其指揮塔殼水平舵

水平舵則有各種不同安裝方式,又分為艇首舵、指揮塔殼舵。水平舵安裝在船體上能夠讓潛艇能夠獲得更快的上浮和下潛速度,安裝在船頭的艇首舵可以提供更大的偏轉力矩。不過方向舵的收納相當佔空間,而對於潛艇這樣的艦船,船頭是用來安放大量裝置或者武器的。

很多潛艇在水下需要高速航行的時候會收起水平舵,以減小航行阻力。在需要時透過尾舵的偏轉來進行姿態調整。在低速時才能展開方向舵,潛艇可以透過水平舵和尾舵兩組舵面一起偏轉對潛艇提供更多偏轉力矩。

潛水艇如何在水下轉急彎?

圖為颱風級核潛艇,可以透過螺旋槳轉速調整來進行變向

颱風級核潛艇具備兩組推進螺旋槳,而其轉向除了靠尾舵外,艇首還配有四個可收放的方向舵以及一個可以收放的側推器幫助轉向。