汪鴻武，沙彬彬，郭燕舞，李 想，胡大煒

(1. 海軍裝備部重大專項(xiàng)裝備項(xiàng)目管理中心，北京 100071；2. 武漢第二船舶設(shè)計(jì)研究所，湖北 武漢 430064)

0 引 言

深海空間廣闊、戰(zhàn)略縱深大，是各海洋大國(guó)加強(qiáng)軍事控制和強(qiáng)化軍事存在的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。因此在深海作戰(zhàn)理念的導(dǎo)向下，深海技術(shù)的研發(fā)正在經(jīng)歷跨越式發(fā)展，各類深海技術(shù)和武備呈穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著人類對(duì)海洋領(lǐng)域的探索逐步加強(qiáng)，其中海底礦產(chǎn)與油氣資源、深海生物資源和深海水資源領(lǐng)域已被確認(rèn)具有開(kāi)發(fā)價(jià)值或潛力。特別是深海環(huán)境中的生物及微生物，它們獨(dú)特的生理結(jié)構(gòu)、代謝機(jī)制和活性物質(zhì)在生命健康科學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用前景。而在軍事領(lǐng)域中，由于深海具有通透性差、壓力變化大、水溫特性復(fù)雜等特點(diǎn)使得整體空間難以被探查，可以實(shí)現(xiàn)隱蔽行動(dòng)和突襲進(jìn)攻。根據(jù)我國(guó)周邊復(fù)雜的地緣政治環(huán)境與大國(guó)軍事博弈所帶來(lái)的軍事威懾來(lái)考慮，深海領(lǐng)域的作戰(zhàn)與防御的戰(zhàn)略制定和技術(shù)發(fā)展必須提上日程。

出于深海環(huán)境作戰(zhàn)的需要，小型核潛艇應(yīng)運(yùn)而生，它可以承擔(dān)偵察、攻擊、深海工程、援潛救援、海洋科研等多種任務(wù)。相比于其他水下裝備，其在續(xù)航時(shí)間、潛深、機(jī)動(dòng)性和隱身性等方面有突出優(yōu)勢(shì)。美·俄早在20世紀(jì)60年代開(kāi)始就對(duì)深海領(lǐng)域進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃和武備試驗(yàn)，研制出各型小型核潛艇，如美國(guó)的NR-1，俄羅斯的1851型、1910型和10831型等。對(duì)中國(guó)而言，在奉行防御型戰(zhàn)略下，無(wú)論從開(kāi)發(fā)深海經(jīng)濟(jì)，還是從增強(qiáng)我國(guó)深海戰(zhàn)略防御角度考慮，設(shè)計(jì)并發(fā)展小型核潛艇都存在迫切的需求。

本文基于美國(guó)和俄羅斯的小型核潛艇發(fā)展歷史狀況，分析總結(jié)目前設(shè)計(jì)制造中存在的主要技術(shù)制約因素，討論其在未來(lái)深海戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域的必要性，并預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)與方向。

1 美俄小型核潛艇發(fā)展現(xiàn)狀

自美·蘇冷戰(zhàn)開(kāi)始，雙方就開(kāi)始對(duì)水下和海底作戰(zhàn)裝備進(jìn)行了研究和規(guī)劃。美國(guó)通過(guò)部署大量海底軍事設(shè)施來(lái)贏得優(yōu)勢(shì)，而蘇聯(lián)則是將核潛艇的潛深做到了極致。隨著水下對(duì)抗戰(zhàn)略的發(fā)展和需求，小型核潛艇的概念被提出，美俄兩國(guó)都對(duì)該類核潛艇投入了巨大的人力財(cái)力，研究其在深海作戰(zhàn)的可能性。

1.1 美國(guó)

深海領(lǐng)域的緊張對(duì)抗局勢(shì)堅(jiān)定了美國(guó)海軍對(duì)小型核潛艇的需求。大潛深的深海潛艇不僅可以為潛艇深海作戰(zhàn)提供所需的水文環(huán)境和相關(guān)數(shù)據(jù)，還可以使用深度潛艇進(jìn)行演習(xí)，積累深海反潛經(jīng)驗(yàn)，NR-1號(hào)核動(dòng)力潛艇由此被提了出來(lái)。

1.1.1 NR-1

1）基本情況

NR-1號(hào)由通用動(dòng)力電船分部于1967年6月開(kāi)工建造，1969年完工并服役。在結(jié)構(gòu)方面，艇體中央為耐壓殼體，由高強(qiáng)度鋼制成，前后則為非耐壓殼體。駕駛室、觀察區(qū)和居住區(qū)占據(jù)了潛艇前部約1/3部分，后2/3由反應(yīng)堆等動(dòng)力系統(tǒng)占據(jù)。由于艇體空間小，所以沒(méi)有廚房和洗浴設(shè)施，不僅居住舒適度差，還導(dǎo)致補(bǔ)給量存在上限，限制了續(xù)航力。該艇規(guī)格參數(shù)參見(jiàn)表1。

NR-1與普通潛艇存在區(qū)別，裝備了一些新型裝備，以更加方便開(kāi)展深海研究[1]。

收縮式車(chē)輪：NR-1在其前后龍骨附近安裝了2個(gè)可伸縮的橡膠車(chē)輪，用以保障潛艇在海底停留或移動(dòng)，提高對(duì)任務(wù)的完成精準(zhǔn)度。

推進(jìn)器：NR-1除了主推進(jìn)螺旋槳外，還擁有2對(duì)推進(jìn)器，分別位于艇首和艇尾。2對(duì)推進(jìn)器確保了其在水中高度精準(zhǔn)的機(jī)動(dòng)能力，能輕易實(shí)現(xiàn)懸停和轉(zhuǎn)向。

表 1 美國(guó)NR-1小型核潛艇規(guī)格Tab. 1 Main technical indicators of NR-1 midget nuclear submarine

機(jī)械臂：機(jī)械臂的存在幫助NR-1快速進(jìn)行海底作業(yè)，主要在海底取樣、設(shè)備部署和武備碎片回收中使用。

水下照明與觀察系統(tǒng)：NR-1有3個(gè)視窗口，位于艇腹部，方便操作員觀察艇艏前方和艇腹下方。艇殼外側(cè)還安裝了25個(gè)外部照明燈，低照度相機(jī)，變焦相機(jī)，彩色攝像機(jī)，電子靜態(tài)相機(jī)和各種傳感器，幫助操作員觀察和作業(yè)。

導(dǎo)航聲吶系統(tǒng)：在水面航行時(shí)使用全球定位系統(tǒng)及慣性導(dǎo)航進(jìn)行定位。在水下潛航時(shí)使用航位推算方法對(duì)位置進(jìn)行大致定位?？拷５缀叫袝r(shí)，則利用多普勒聲吶、避碰聲吶和側(cè)掃聲吶進(jìn)行精確導(dǎo)航。

圖 1 NR-1結(jié)構(gòu)圖Fig. 1 Structure of NR-1

2）主要任務(wù)

NR-1號(hào)能執(zhí)行多種不同類型的任務(wù)，按任務(wù)屬性區(qū)分為兩類：軍事任務(wù)和非軍事任務(wù)[2]。軍事任務(wù)涵蓋了海底地形圖繪制、失事軍機(jī)、艦艇和裝備的打撈與回收、深海潛艇救援、海底電纜和光纜的維護(hù)或間諜行為、海底軍事設(shè)備的安置和維護(hù)、深海反潛演習(xí)訓(xùn)練、新型武備的測(cè)試等。而非軍事任務(wù)以科研任務(wù)為主，主要是海底科研探索任務(wù)、失事客機(jī)殘骸的搜索、海底礦產(chǎn)資源取樣調(diào)查、海底管路維護(hù)等。

NR-1上沒(méi)有任何武器裝備，不具備作戰(zhàn)能力。但其作為一艘專門(mén)執(zhí)行特殊任務(wù)的海洋研究潛艇，為海底對(duì)抗?fàn)幦〉搅司薮蟮膬?yōu)勢(shì)。

圖 2 NR-1潛艇水下作業(yè)設(shè)想圖Fig. 2 Imagine plan of underwater operation of NR-1 midget nuclear submarine

1.1.2 NR-2

美國(guó)于1990年開(kāi)始研究NR-1的后續(xù)艇計(jì)劃——NR-2號(hào)潛艇。在之后的10年間進(jìn)行了大量的預(yù)研和論證，提出3種設(shè)計(jì)方案，但也止步于設(shè)計(jì)方案。2003年美國(guó)海軍重啟對(duì)NR-2潛艇的先期研究，對(duì)其提出了性能指標(biāo)：優(yōu)異的機(jī)動(dòng)性、充足的負(fù)載、最大潛深1 000 m、具備多功能的海底作業(yè)能力、可攜帶無(wú)人設(shè)備、最大航速達(dá)到15～20 kn[3]。

圖 3 NR-2概念設(shè)計(jì)圖Fig. 3 Concept drawing of 3 designs of NR-2

雖然這些NR-2潛艇的設(shè)計(jì)仍停留在概念上，但也從側(cè)面反映出美海軍對(duì)小型核潛艇的重視，對(duì)未來(lái)的美國(guó)深海潛艇留下了參考價(jià)值。

1.2 蘇/俄

俄羅斯于1976年成立了深海研究總局（GUGI），工作領(lǐng)域涵蓋海洋調(diào)查、深海軍事裝備的架設(shè)和維護(hù)（其中包括潛艇探測(cè)系統(tǒng)），打撈試驗(yàn)和事故后遺留海底的武器殘骸，以及海底通信電纜的識(shí)別、敷設(shè)和破壞。

據(jù)外界估計(jì)，深?？偩謸碛?艘甚至更多的特種用途核潛艇，它們主要分為小型深海核潛艇及其水下搭載母艇。

1.2.1 小型深海核潛艇

該型潛艇在官方報(bào)告中也稱為核動(dòng)力深水站（AGS），目前已知有3型小型核潛艇曾經(jīng)或正在服役。

1）1851型“帕爾圖斯”級(jí)

該型艇計(jì)劃建造3艘，實(shí)際建成2艘，舷號(hào)為AS-35和AS-21，分別于1991年4月和1994年9月下水。1851型艇殼體為鈦合金，可下潛至1 000 m。艇艏下部布置了一處觀察窗和機(jī)械手臂，整體配置與美國(guó)NR-1相似[4]。一些來(lái)源將678型“X射線”級(jí)認(rèn)為是單獨(dú)的一級(jí)艇，但更權(quán)威的來(lái)源將“X射線”級(jí)認(rèn)為是1851型中的1艘。

2）1910型“抹香鯨”級(jí)

該型艇計(jì)劃建造3艘，實(shí)際建成2艘。第1艘艇AS-13于1977年下水，1986年交付海軍。第2艘艇AS-15于1983年下水，1991年交付海軍[5]。該型艇與1851型相比有了大量的改進(jìn)：整體上擴(kuò)大了艇體，使用了單殼體鈦合金結(jié)構(gòu)；在艇兩側(cè)的加裝了側(cè)推進(jìn)器，“輪拱”型的位置被設(shè)計(jì)用來(lái)容納側(cè)推進(jìn)器；該艇在艇下部安裝了支架，用以支撐在海床上，輔助精細(xì)任務(wù)的操作。

3）10831型

該型艇于1978年完成設(shè)計(jì)圖，計(jì)劃建造3艘。1991年該型潛艇的首艇AS-12下水。第2艘艇AS-35于1994年下水。而第3艘艇AS-31于1988年因資金問(wèn)題暫停建造，之后于2000年重啟建造，舷號(hào)AS-31保持不變，2003年下水[6]，由于2019年發(fā)生火災(zāi)事故，被媒體稱為“洛沙里克”號(hào)。該級(jí)艇裝備鈦合金殼體，內(nèi)部構(gòu)造由幾個(gè)連接起來(lái)的球體模塊組成，以提升下潛性能，其下潛深度為1 000 m。最大下潛深度未知，但2012年北極航行期間，曾下潛至2 000 m深處。

表 2 俄羅斯小型深海核潛艇的參數(shù)Tab. 2 Main technical indicators of Russian each class midget nuclear submarine

圖 4 俄羅斯小型核潛艇對(duì)比圖Fig. 4 Comparison diagram of Russian midget nuclear submarine

1.2.2 小型核潛艇水下搭載母艇

針對(duì)護(hù)士生的護(hù)理教學(xué)方法，應(yīng)積極探索，以傳統(tǒng)教學(xué)法為基礎(chǔ)，積極采用案例教學(xué)和情景模擬法，案例教學(xué)可以使護(hù)士生融入到教學(xué)的情境之中，積極參與理論的研究和問(wèn)題的探討，有助于提高其相關(guān)專業(yè)知識(shí)水平和技術(shù)的提升，而情境教學(xué)法則可有效的將護(hù)士生帶入到臨床實(shí)際環(huán)境之中。綜上，在傳統(tǒng)護(hù)理教學(xué)的基礎(chǔ)上采用案例教學(xué)與情景模擬法，可有效提高護(hù)士生的理論水平、實(shí)踐操作及溝通能力，值得推廣。

小型核潛艇水下搭載母艇，也被稱為“宿主潛艇”[7]，設(shè)計(jì)用于運(yùn)輸和補(bǔ)給小型核潛艇，以延長(zhǎng)它們的任務(wù)周期。由于小型核潛艇在負(fù)載和空間方面存在限制，無(wú)法自帶補(bǔ)給執(zhí)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的戰(zhàn)斗部署，故需搭載母艇將它們安全運(yùn)至任務(wù)海域附近，在水中分離釋放后，小型核潛艇獨(dú)自駛?cè)肴蝿?wù)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)。

圖 5 俄羅斯GUGI所屬核潛艇體型對(duì)照?qǐng)DFig. 5 Comparison diagram of the nuclear submarine belonging to GUGI. (Since there is no official data,the data in the figure is for reference only)

目前，俄羅斯擁有3艘小型核潛艇水下搭載母艇，分別是Delta-III STRETCH型（09786型）“奧倫堡”號(hào)、Delta-IV STRETCH型（09787型）“莫斯科郊外”號(hào)和Oscar-II型（09852型）“別爾哥羅德”號(hào)核潛艇[8]。主要技術(shù)指標(biāo)詳見(jiàn)表3。

母艇的存在提升小型核潛艇在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中的安全性和作業(yè)效率，并對(duì)小型核潛艇的長(zhǎng)期運(yùn)作提供了后勤保障。

2 小型核潛艇技術(shù)特征

由于小型核潛艇需要在深海區(qū)域進(jìn)行軍事活動(dòng)，其設(shè)計(jì)、能力和戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)苛，主要可以分為5個(gè)特征點(diǎn)。

表 3 水下搭載母艇的主要技術(shù)指標(biāo)Tab. 3 Main technical indicators of the host submarine

2.1 高強(qiáng)度耐壓殼

小型核潛艇的耐壓殼是決定下潛深度的重要部件，而決定耐壓殼的性能，主要有2個(gè)因素：第1是耐壓殼的結(jié)構(gòu)。到目前為止，耐壓殼的常規(guī)形狀主要是球殼和圓柱殼。從強(qiáng)度角度來(lái)看，球殼結(jié)構(gòu)最為有利，其在均勻壓力下大部分區(qū)域的中面應(yīng)力相等，且為相同直徑的圓柱殼的一半[9]。而環(huán)肋圓柱殼的結(jié)構(gòu)，因其艙室空間利用率高，有利于總體布置，而在大多數(shù)潛艇中得到應(yīng)用。第2是耐壓殼的材料。深海潛器的殼體材料在強(qiáng)度、韌性、塑性、耐疲勞性、耐海水腐蝕性、可焊性、工藝性等方面有較高的指標(biāo)。鈦合金這種金屬材料是最適合打造1 000 m以上大潛深潛艇的耐壓殼，以致蘇聯(lián)海軍對(duì)其青睞有加，并建成多艘大潛深核潛艇。但其復(fù)雜的工藝和高昂的價(jià)格讓美軍望而卻步，轉(zhuǎn)而去研發(fā)高強(qiáng)度鋼材，并成功開(kāi)發(fā)出HY80，HY100和HY130特種鋼材。

2.2 小型反應(yīng)堆

核反應(yīng)堆的小型化是實(shí)現(xiàn)核潛艇小型化的另一關(guān)鍵。目前主要存在壓水反應(yīng)堆、液態(tài)金屬反應(yīng)堆和熱離子反應(yīng)堆3種技術(shù)。這其中壓水反應(yīng)堆由于最早發(fā)展，其技術(shù)最為成熟，但小型化難度高。而液態(tài)金屬冷卻快堆則在安全性上需要進(jìn)一步提高[12]。目前各國(guó)核潛艇的壓水堆是由反應(yīng)堆、一回路、二回路、電力系統(tǒng)、應(yīng)急電力系統(tǒng)和軸系所組成，所進(jìn)行的小型化工程主要是對(duì)二回路和軸系系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。近年來(lái)由于核潛艇的全電氣化理念被提出，熱離子反應(yīng)堆重新回到了候選名單中。

2.3 對(duì)母艇的通信能力

目前深海領(lǐng)域的通信主要以聲吶通信、水聲通信和藍(lán)綠激光通信為主。其中水聲通信較為成熟，聲道窗口處于600～2 000 m的深度，與目前潛器的常用深度重合，具有較高的發(fā)展前景。小型核潛艇與母艇間的通信能力可以確保小艇對(duì)自身的定位，并及時(shí)將有效信息傳輸給母艇，提高信息的處理效率。

2.4 深海作業(yè)能力

小型核潛艇的任務(wù)涵蓋了深海打撈、援潛救生以及軍事任務(wù)，所以其在深海作業(yè)能力主要是由續(xù)航力、移動(dòng)靈活性和攜帶設(shè)備這3個(gè)方面所決定的。核動(dòng)力技術(shù)基本解決了深海作業(yè)時(shí)的續(xù)航力問(wèn)題。美俄通過(guò)給艇體加裝多臺(tái)外部推進(jìn)器來(lái)確保在海底作業(yè)時(shí)潛艇能懸停在水中完成相關(guān)作業(yè)，并且還在艇首下方安裝了六自由度的機(jī)械手臂，用來(lái)完成深海作業(yè)中的精細(xì)工作。

3 美俄小型核潛艇對(duì)比

3.1 戰(zhàn)略定位

早期，美俄都通過(guò)小型核潛艇來(lái)開(kāi)展對(duì)深海領(lǐng)域的探索及作業(yè)。隨著技術(shù)的變革和時(shí)代的變遷，兩國(guó)在該領(lǐng)域的認(rèn)知發(fā)生了改變，選擇了不同的發(fā)展道路，因此小型核潛艇的發(fā)展與應(yīng)用也進(jìn)入多功能化的時(shí)代。

美國(guó)將小型核潛艇定位為特殊的試驗(yàn)型核潛艇，其主要任務(wù)是以科研任務(wù)為主。究其根本是因?yàn)槊绹?guó)作為超級(jí)大國(guó)其目前的軍事實(shí)力與技術(shù)（包括儲(chǔ)備技術(shù)）已經(jīng)滿足當(dāng)時(shí)國(guó)際局勢(shì)的需求，額外的軍費(fèi)開(kāi)支對(duì)國(guó)家財(cái)政來(lái)說(shuō)是負(fù)擔(dān)。同時(shí)深海領(lǐng)域作戰(zhàn)存在很大的局限性。由于聲吶探測(cè)技術(shù)與導(dǎo)航技術(shù)能力不足，無(wú)法進(jìn)行深海的準(zhǔn)確探測(cè)、識(shí)別、跟蹤與導(dǎo)航，使得整體作戰(zhàn)節(jié)奏極為緩慢。這些問(wèn)題導(dǎo)致深海戰(zhàn)需要投入數(shù)量巨大的輔助設(shè)備與高額的資金預(yù)算。

蘇聯(lián)海軍對(duì)小型核潛艇的定位為具有軍事用途的間諜核潛艇，其主要是以軍事任務(wù)為主。在軍事對(duì)抗中，北約在挪威和阿拉斯加地區(qū)面向俄羅斯方向的海域，部署了聲吶監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)（SOSUS），對(duì)俄羅斯的海洋行動(dòng)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)和限制。小型核潛艇通過(guò)其優(yōu)異的隱身性能可以對(duì)這類設(shè)備進(jìn)行破壞、移動(dòng)和電子攻擊，以保證己方的軍事任務(wù)得以展開(kāi)。另一方面目前沒(méi)有已知的有效武器可以對(duì)處于1 500 m以下水深的小型核潛艇進(jìn)行打擊，而小型核潛艇可以攜帶外置的戰(zhàn)略核武器對(duì)敵方港口進(jìn)行戰(zhàn)略打擊。這種應(yīng)用方式對(duì)蘇聯(lián)/俄羅斯來(lái)說(shuō)都是一種提高戰(zhàn)略威懾能力維護(hù)自身的有效途徑。

3.2 耐壓殼體

單一的球形耐壓殼結(jié)構(gòu)雖然讓材料得到充分的利用，但也存在不利于加工和艙室空間利用率低的特點(diǎn)。俄羅斯海軍為了克服這一問(wèn)題，通過(guò)將多個(gè)球殼連接在一起形成藕節(jié)型，以在滿足強(qiáng)度的同時(shí)獲取足夠的艙室空間。10831型小型核潛艇就是藕節(jié)型的典型代表，據(jù)俄羅斯船舶制造網(wǎng)報(bào)道，該結(jié)構(gòu)可以承受6 000 m水深的壓力。而美國(guó)NR-1使用的是環(huán)肋圓柱殼的結(jié)構(gòu)，其艙室空間利用率高，有利于總體布置[10]。該結(jié)構(gòu)主要依靠殼板來(lái)承受各項(xiàng)應(yīng)力，然后通過(guò)加肋骨的方式提高殼體的穩(wěn)定性，抵抗形變。但增加的肋骨，雖然提升了殼體的安全穩(wěn)定性同時(shí)也帶來(lái)了額外的重量。小型核潛艇還需要實(shí)現(xiàn)輕量化以減小體積并滿足其運(yùn)行的快速性。

在使用材料上，美國(guó)的NR-1使用的是HY-80高強(qiáng)度合金鋼材，屈服強(qiáng)度達(dá)到56～66.5 kg·N/cm2，可承受 700 m深的水壓。為了趕超蘇聯(lián)，隨后更是開(kāi)發(fā)出HY-100和HY-130高強(qiáng)度合金鋼材。而蘇聯(lián)在當(dāng)時(shí)的背景下追求潛艇的大潛深和高機(jī)動(dòng)性，開(kāi)啟了鈦合金潛艇的時(shí)代。事實(shí)證明鈦合金的比強(qiáng)度（強(qiáng)度與重量比）在金屬結(jié)構(gòu)材料中突出，它的強(qiáng)度與鋼材相當(dāng)，但其重量?jī)H為低碳鋼的 57% 左右，適合作為1 000 m以上大潛深核潛艇的耐壓殼材料。但其制作工藝復(fù)雜并且價(jià)格昂貴，限制了鈦合金核潛艇的數(shù)量。近年來(lái)，隨著新型復(fù)合型材料的發(fā)展，美軍研發(fā)出了氧化鋁陶瓷材料。以其制作的小型深潛器耐壓殼足以承受6 000 m深的水壓，其重量與排水量的比值為0.6，而同樣設(shè)計(jì)深度的鈦合金耐壓殼則為0.85[11]。

3.3 小型核反應(yīng)堆

美俄小型核潛艇都是使用的壓水堆作為推進(jìn)能源裝置。美國(guó)的NR-1使用的是1座由諾爾斯核動(dòng)力研究所研制的輸出熱功率為95.6 kW的小型壓水堆、1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)、2臺(tái)推進(jìn)電動(dòng)機(jī)（總輸出軸功率60馬力）。俄羅斯的小型核潛艇使用的是1座壓水堆（1910型1.5 MW，10831型5 MW，1851型不詳）、1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)等。在反應(yīng)堆的選擇和布置上都十分相似，都是以確保安全第一。但關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是各艇的輸出熱功率不同，呈逐步上升的趨勢(shì)。而且俄羅斯的小型核潛艇出于戰(zhàn)略定位不同，其功率遠(yuǎn)超美國(guó)的NR-1。

目前，隨著世界核潛艇全電氣化的趨勢(shì)，熱離子反應(yīng)堆被提出成為核潛艇動(dòng)力源的可能性。熱離子反應(yīng)堆是將核熱能在反應(yīng)堆內(nèi)直接轉(zhuǎn)換為電能，然后可直接輸出作為動(dòng)力。美國(guó)研制成功的由SP-100型空間反應(yīng)堆組成的核熱離子反應(yīng)堆動(dòng)力裝置由反應(yīng)堆、功率轉(zhuǎn)換組件、廢熱移去系統(tǒng)等組成，直接實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換。省去壓水堆一、二回路的許多設(shè)備，如蒸汽發(fā)生器、主蒸汽系統(tǒng)、主冷凝器、汽輪發(fā)電機(jī)組等，有效使核動(dòng)力裝置的重量和體積大幅縮減，并且熱離子堆動(dòng)力裝置在艇上布置非常靈活和方便，有望使裝置更能耐沖擊，也可避免高溫、高壓的環(huán)境，使得對(duì)裝置的材料苛求程度降低。此外，會(huì)提高可靠性和自動(dòng)化水平，大大減少操縱和維護(hù)人員。

在功率方面，用壓水堆和SP-100型熱離子堆進(jìn)行對(duì)比時(shí)，假設(shè)裝備這2種反應(yīng)堆的潛艇具有相同能力時(shí)，壓水堆的熱功率為66 MW，而熱離子堆的熱功率為176 MW，這表明SP-100型熱離子堆的效率僅為6%～7%，而壓水堆則在16%左右（指最后推進(jìn)功率與堆功率之比）[13]?？梢?jiàn)熱離子堆用于核潛艇，其效率相對(duì)較低。但從另一方面看，由于熱離子堆所占體積、重量小，可減小艇的排水量，提高航速。所以，壓水堆受體積、重量限制，其實(shí)現(xiàn)熱效率再提高的潛力不大。而熱離子堆雖然目前在熱電轉(zhuǎn)換效率低，但卻存在提升空間，受設(shè)備體積、重量的限制小。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及對(duì)我國(guó)的啟示

世界各國(guó)對(duì)海洋越來(lái)越重視，謀劃對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)以加強(qiáng)對(duì)海洋的利用和控制，而小型核潛艇在此趨勢(shì)下開(kāi)始在一些領(lǐng)域發(fā)揮自己獨(dú)特的作用。

通過(guò)研究美俄小型核潛艇的發(fā)展過(guò)程，可以得到如下啟示：

1）深海小型核潛艇所承擔(dān)任務(wù)范圍，可以覆蓋深海區(qū)域的大部分科研及軍事需求。盡快開(kāi)展相關(guān)的研究有助于未來(lái)我國(guó)維護(hù)自身的海洋權(quán)益，提升我國(guó)的深海開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的進(jìn)程，并在深海領(lǐng)域的戰(zhàn)略防御上發(fā)揮反潛對(duì)抗的作用。

2）深海小型核潛艇中涉及到多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括可承受大潛深水壓的潛艇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、耐壓殼的材料研發(fā)與應(yīng)用、小型核反應(yīng)堆技術(shù)、深海作業(yè)能力以及生命環(huán)境保障能力等。這些關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)對(duì)海洋領(lǐng)域的發(fā)展具有推動(dòng)作用。同時(shí)小型核潛艇本身就是很好的試驗(yàn)平臺(tái)，可以承擔(dān)型號(hào)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新武備的試驗(yàn)任務(wù)。

3）目前核潛艇整體的發(fā)展趨勢(shì)傾向于載人潛器作戰(zhàn)平臺(tái)化。而與無(wú)人智能化作戰(zhàn)體系的結(jié)合，加強(qiáng)了小型核潛艇在深海區(qū)域的作業(yè)能力和活動(dòng)范圍，實(shí)現(xiàn)了大廣度和大縱深的覆蓋，具有極高的戰(zhàn)略意義和價(jià)值。

4）小型核潛艇總體設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。小型核潛艇的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)多目標(biāo)的妥協(xié)折衷優(yōu)化問(wèn)題，需要明確主要性能，以系統(tǒng)工程方法進(jìn)行研制，將復(fù)雜總體優(yōu)化平衡過(guò)程變成程序化、規(guī)范化的操作[14]。

5 結(jié) 語(yǔ)

現(xiàn)代深海領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)正在逐漸升溫，深海對(duì)抗的手段正迅速發(fā)展與變革。小型核動(dòng)力潛艇將成為深海領(lǐng)域?qū)沟囊还刹豢珊鲆暤牧α?，其可以?qiáng)化在深海領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于潛艇救援、深海信息戰(zhàn)、深海戰(zhàn)略對(duì)抗和海洋科研等方面具有重大意義。通過(guò)研發(fā)小型核潛艇，可以推動(dòng)深海領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，有利于提高我國(guó)對(duì)于深海區(qū)域的防御以及維護(hù)自身的海洋權(quán)益。