40多年前，世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号在美国海军服役。与此同时，在前苏联的北方，被西方称为“十一月”级的苏第一艘核潜艇开始铺放龙骨。从那时起，俄、美两国在发展核动力潜艇上，就开始了不同风格、不同设计思想，即不同流派的较量。本文将从设计观点上对两国核潜艇的发展进行评述，特别对几个重要领域进行分析。

　　攻击型多用途核潜艇演变的回顾

　　第二次世界大战的海战经验表明，潜艇作为一种真正意义上的水下作战舰艇，作战效能非常明显，但以往的潜艇做不到这一点。核动力的出现为潜艇作为真正意义上的水下兵力创造了条件，使潜艇想在水下呆多久就呆多久，航速可以达到水面舰艇的航速，使用探测设备和武备可与气候无关，自己也不会被敌方探测到。

　　美国在50年代后期以不同类型的反应堆开始第一批核潜艇的建造。1954年，装有压水反应堆的“鹦鹉螺”号（SSN－571）核潜艇开始服役。1956年，装有钠反应堆的“海狼”号（SSN－575）核潜艇开始服役。“鳐鱼”号（SSN－578）潜艇最初建议使用带燃气轮机装置的氦冷反应堆，但后来由于存在技术问题而未能实现。

　　“鹦鹉螺”号、“海狼”号和“鳐鱼”号核潜艇都是以鱼雷作为攻击武器的潜艇。除鱼雷潜艇外，美国还建造了雷达哨核潜艇“海神”号(SSRN－586)和装载“天狮星”巡航导弹的“大比目鱼”号(SSGN－587)核潜艇。除“鳐鱼”级潜艇外，所有以上的潜艇都不是批量生产的潜艇。建造这些核潜艇的目的在于寻求比较好的反应堆形式和探讨核潜艇在海军中的地位。因此，所谓的第一代核潜艇实际上都是试验艇。

　　前苏联开始建造核潜艇晚于美国，但却试图超过美国。因此，前苏联在建造第一艘试验核潜艇后，紧接着就开始了核动力鱼雷潜艇和核动力导弹潜艇的批量生产。

　　前苏联的第一艘核潜艇由143设计局研制，这艘“十一月”级(N级)核动力潜艇从设计到建造、服役仅用了6年的时间。接着，研制了分别装弹道导弹和巡航导弹的H级和E级核潜艇。

　　核潜艇在经过形成期后，成为前苏联和美国海军的主要打击力量，其作用随着海军战略武器的出现而增大。

　　为了挫败水下威胁，其后美、苏建造了第二代攻击型核潜艇。

　　核动力潜艇在60年代的发展方向由反潜和两国类似的潜艇间的相互竞争决定，并且两国都特别注意降低噪音和增加声纳对低噪音目标的探测距离。

　　美国建造了几种类型的第二代核潜艇，如“跳鱼”级(SSN－585)、“长尾鲨”级(SSN－593)和 “鲟鱼”级(SSN－637)。这些核潜艇虽属不同舰级，但实际上是同一概念在不同的演变发展过程中的修改。美国核潜艇在15年的批量生产过程中虽然噪音降低了27分贝，但攻击能力、航速和自动化水平却没有很大的提高。

　　前苏联攻击型核潜艇也按相同的方向发展，60年代开始建造VⅠ级核潜艇，其后又建造了经改进的VⅡ和VⅢ级核潜艇。VⅠ、VⅡ、VⅢ级核潜艇的不同之处是它们的噪音降低程度不同，装备的无线电、电子设备、武备也不同。前苏联核潜艇较之美国的核潜艇来说装备了攻击力更为强大的武备，逐渐演变为多用途潜艇。

　　以后，美、苏又相继建造了第三代攻击型核潜艇。美国的第三代攻击型核潜艇称为“洛杉矶”级(SSN－688)，前苏联的称为Ak级。第三代核潜艇能够完成所有的海上作战任务，从与敌方的舰队作战到攻击岸上目标。这些核潜艇的特点是具有高度的隐身性、良好的机动性和强大的攻击能力，能在世界上任何海域，包括北极区冰下作战。

　　在过去40多年中，核潜艇发展的每一阶段都需要设计者解决许多具体的技术问题，以下我们就美、苏核潜艇的外形结构、自动化水平和排水量的变化进行分析比较，其中核潜艇的排水量被认为是反应核潜艇造价的主要指标。

　　外型结构和水动力性能

　　美国和前苏联的第一艘核潜艇的总布置与战后柴－电推进潜艇的传统布置是一样的，不过，它们的外部结构和外形既与它们的先辈有很大区别，又各具本国设计特点(图1)。

　　潜艇的外形结构，即艇体的外形、指挥台围壳的型式和位置，以及尾操纵面、舵和其它附体决定了潜艇的水动力性能。

　　美国第一艘核潜艇外形仍然主要保持了战后常规潜艇的外形，但是，从使用的尾端结构型式表明，即使在那时，美国的设计师们也采取了措施来提高潜艇所必需的稳性和机动性。

　　前苏联的设计师对其第一艘核潜艇的外形结构进行了比较彻底的改变，在N级核潜艇上首次采用轴向对称艏端，指挥台围壳采用“轿车”型(图2)。

　　N级核潜艇艏端采用轴向对称的结构型式是经风洞试验得出的，这种型式改进了潜艇的深潜稳性和水平面上的机动性。当然，轴向对称潜艇艏端也极大地增加了水面的兴波阻力。

　　N级核潜艇的尾端采用平板尾，螺旋桨轴穿过水平稳定翼。这种布置方案起源于德国XXI型潜艇。为了获得必需的运动稳性，水平稳定翼做得比较大，还安装了小的垂直稳定翼。

　　N级核潜艇外形结构在后来的试验中证明它具有良好的高速性和优良的机动性。

　　美、苏第二代攻击型核潜艇在外形结构上有新的改进，使潜艇的水动力性能更好。美国的设计师们研究出了一种最适合于水下航行的潜艇线型，并建造出试验艇“大青花鱼”号(AGSS－569)进行试验。

　　美国和前苏联的第二代攻击型核潜艇使用纺锤型尾端和椭圆形艏端的流线外形（如图3所示），艇体长宽比为8～9，从水动力观点看，此比例最佳。

　　多用途核潜艇大多变为单轴推进，除主推进器外，还设有备用推进器。

　　潜艇采用单轴后可以使用大直径的螺旋桨，从而减少了螺旋桨的单位负荷，还降低了转速，螺旋桨盘的伴流区和螺旋桨与艇体的相互作用系数有质的改进。较之双轴来说，推进系数增加了15％～20％。螺旋桨开始产生空泡的临界转速也有增加。

　　美、苏核潜艇的海军系数在其演变过程中也有变化，第二代核潜艇的海军系数增加最多，以前苏联的A级核潜艇的海军系数最高。如以第一代的“鹦鹉螺”号和N级核潜艇为1作参考值，美国第二代的“跳鱼”号核潜艇的相对海军系数为2.25，第三代“洛杉矶”级核潜艇为1.9；前苏联第二代A级核潜艇为2.2，第三代Ak级核潜艇为2。而对同型舰艇，海军系数越大，性能越好。

　　核潜艇的外形结构在建造第二代核潜艇时已大部分形成，以后基本上没有多大改变。反映潜艇水动力性能的参数稳定。

　　值得指出的是实现第二代和第三代核潜艇水下不沉性的操作上的发展。它使用艇体和操纵面的水动力支持力在出现负浮力时来进行潜艇救生。

　　潜艇艇体结构型式

　　美国的第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号的艇体采用单壳和双壳的混合型，浮力储备减少至6％。做这样的设计明显地是考虑攻击型核潜艇的水下用途，因而把水面适航性放在次要地位。与之相反，“海神”号雷达哨核潜艇采用双壳体结构，因为它主要在水面和潜望镜深度航行。“海神”号核潜艇的储备浮力是传统的30％。

　　使用混合型艇体结构的另一原因是想避免在减少艇内空间的同时，不致过度增加由于采用核动力装置而引起的主尺度的增加。

　　另一方面，潜艇在采用混合型艇体和减少贮备浮力后，不可能再实现一舱进水不沉的标准。美国之所以如此考虑可能认为是可以接受的，因为美国可能认为核潜艇耐压艇体一舱进水的可能性（例如与其它舰艇碰撞）与潜艇在水面航行的时间成正比，而现代核潜艇的水面航行时间已大大减少。另外，潜艇遭到现代反潜武器袭击引起的战斗破损而需要进行潜艇救生几乎也是不可能的。

　　美国核潜艇使用小贮备浮力在第三代核潜艇“洛杉矶”级上得到了充分验证，即完全采用单壳体。在“洛杉矶”级潜艇上，耐压艇体分为3个隔舱，隔舱中只有反应堆舱由于考虑辐射安全而由舱壁隔开。

　　从60年代中期开始，潜艇艇体结构型式的发展，开始以声隐身性为主要考虑因素。潜艇外部非耐压壳体部分的减少可使水流流动压力脉冲引起的挠性结构振动面积减少。除此之外，单壳体结构有比较低的自然频率，这样，与艇体自然频率和机电设备振动频率相重合的产生共振条件的几率减少了。由于这些原因，美国的第四代核潜艇“海狼”级（SSN－21）仍然决定采用单艇体结构。

　　前苏联核潜艇在艇型结构上的发展，较美国的攻击型多用途核潜艇的艇型结构来说似乎较为保守，前苏联的核潜艇实际上在这40多年中均为双壳体结构。

　　采用双艇体还是单艇体结构对潜艇这种复杂的系统来说并无明确的好、坏之分，各人做法不同，设计思想不同，但也有争论。争论的焦点是：

　　首先，前苏联同样认识到潜艇破损后，海水进入耐压艇体的可能性确实已经减少，但认为并未完全消除。因此，需要严格地遵守水面一舱进水不沉的标准，即需要增加贮备浮力，并使用双壳体结构。

　　产生的贮备浮力不仅允许破损的潜艇保持一舱进水不沉，而且，还结合高压空气的贮备，当潜艇在水下损坏时，能提供应急浮出水面所必需的相当大的正浮力。前苏联还举出下面的例子作为旁证。

　　前苏联认为，在核潜艇的多年发展历程中，曾出现过6次重大事故，其中2次是美国潜艇，4次是前苏联潜艇。美国破损的潜艇“长尾鲨”号（SSN－593）和“蝎子”号（SSN－589）不能浮出水面，而4艘破损的前苏联核潜艇（N级、C级、Y级和M级“共青团员”号各1艘）有3艘能浮出水面，继续在水面上进行救生，能够给破损的潜艇一次救人的机会。实际经验表明，能应急浮出水面可使潜艇免于海损。因此，有贮备浮力的双壳体潜艇，以及耐压艇体分为相对较小隔舱的潜艇有较好的救生机会。所以，前苏联海军一直坚持一舱不沉标准，并要求潜艇设计师严格满足这个要求。

　　其次，前苏联也想设计单壳体潜艇，因为单壳体确有许多良好性能。第二代V级潜艇和A级潜艇曾在这方面进行尝试。A级潜艇在技术设计阶段就已被作为单艇体潜艇发展。

　　但前苏联认为潜艇从双壳体结构过渡到单壳体结构，对于多用途潜艇的典型航速值30节来说最多约增加5％，此收益较之损失潜艇生命力来说是次要的，安全总还应当是压倒一切的因素。

　　最后，采用双壳体结构可以减少潜艇噪音。这似乎是公说公有理，婆说婆有理。美国设计师认为单壳体可以减少噪音，这是因为所说的情况不同。

　　美国设计师容易控制机电设备的噪音，因此它们的机电设备的噪音级很低。所以，美国设计师关心的着眼点是艇体周围流过的水流引起的水动力噪音的减少。单艇体在这方面有优势。

　　前苏联的条件不同，国内工艺水平较低，因此需要借助于对艇体作声保护来对付艇的机电设备的噪音辐射。前苏联降低噪音的方法是使用隔音涂层。双壳体对于实现这种声保护带来了更多的可能性。前苏联核潜艇在降低水下噪音级上也取得了很大进展，AkⅡ级潜艇的安静性就比美国改进的“洛杉矶”级潜艇好。

　　潜艇自动化

　　与相对保守的潜艇的艇型结构设计的演变相反，前苏联在潜艇自动化领域的动作较大。由于自动化程度较高，前苏联潜艇的艇员有很大减少。如第一代N级核潜艇的艇员为105人，而排水量比N级大2.4倍的第三代Ak级核潜艇的艇员只有90人。反映艇的自动化水平高低的指标是艇员数与排水量之比，即相对艇员数。对这两级潜艇来说，相对艇员数分别为0.03人/吨和0.012人/吨，减少了2.5倍。

　　而在同一时期，美国核潜艇的艇员数则没有多大变化，甚至还有增加。如第一代“鹦鹉螺”号核潜艇的艇员数为105人，而第三代“洛杉矶”级核潜艇艇员数为127人。相对艇员数分别为0.03人/吨和0.02人/吨，减少了仅1.5倍。从艇员人数上看，是否说明美国核潜艇的自动化水平没有多少提高呢？实际上并非如此。美国在电子、计算机技术和软件上均处于世界领先地位，其核潜艇上的自动化水平相当高，只不过美海军在这种造价高、性能佳又存在很大风险的装备上，采用了“双保险”制，既有自动化操控处理系统，又要有人员进行校验，以确保各项操作的正确与可靠。

　　前苏联从60年代开始建造A级潜艇时，就把核潜艇的自动化问题当作首要问题来抓。A级潜艇当时就设想要建造成只有少数艇员的全自动化潜艇。

　　A级潜艇的艇员数较之其它前苏联第二代潜艇少了许多（仅40人）。艇体、动力装置、电子设备和武器均由主控制中心控制，艇员要做的工作基本上就是操纵控制系统。

　　前苏联制造了集航行、战术机动和在不同情况下使用武器为一体的世界上第一套作战情报控制系统。核潜艇在航行、战术机动和作战中需要的诸元，通过这套系统可作出最佳选择并向潜艇指挥员推荐。

　　A级潜艇艇员大幅度减少之后，允许将所有艇员集中在该级潜艇的一个舱内。主控制室、所有的战斗岗位和艇员住舱都设置在这个舱内。其它一些舱，如鱼雷舱、主机舱等均不需要进行持续监控，只在大修和小修时艇员才进入。

　　艇员集中在一个隔舱，为保证艇员的安全提供了前提条件。艇员集中的隔舱用高强度的横舱壁隔开，在其上方可布置指挥台围壳。围壳内装有可容纳所有艇员并使其能浮出水面的救生舱。一旦潜艇出现损坏事故，艇员不仅在潜艇浮出水面后进行逃生，而且还能从水下逃生。遇险逃生时，艇员必须尽可能快地从损坏的潜艇中进入救生舱，并使救生舱与潜艇脱离开来。

　　由于有救生舱，对A级核潜艇前苏联曾想取消一舱进水不沉的要求。但1963年，美国核潜艇“长尾鲨”号出现事故后，前苏联海军决定仍然要采取一切可能的方法来保证潜艇的安全。这同时也打消了前苏联建造单艇体潜艇的念头。

　　不过，前苏联核潜艇实现自动化的速度以后却相对放慢了。这是因为：

　　第一，潜艇的各系统从建造A级潜艇开始在数量和质量上都较为复杂。这是潜艇增加战斗性能，如隐身性、搜索能力、攻击能力和可靠性等的结果。这种复杂的网络密布的全自动化系统必然给控制和维修带来难以接受的复杂，不可能保证其可靠性。

　　第二，运行经验表明，艇员没有必要的储备是不行的。潜艇必须要有一定的艇员来进行潜艇应急救生、海上设备修理和替换伤病员等工作。

　　第三，大量减少艇员也加剧了某些社会问题，如培训能掌握多门技术的艇员的问题（A级潜艇的艇员差不多全为军官），以及在技术复杂的自动化潜艇上的人员工作安排和军官提升问题等。

　　排水量

　　核潜艇在40多年演变过程中，排水量也有变化。排水量是实现海军需要的潜艇性能的特殊的价格尺度。从核潜艇的排水量在40多年的发展期内的变化可以看到，不论是美国的核潜艇，还是前苏联的核潜艇，总的都呈现不断增加的趋势。只有美国在1960年以前建造的几艘核潜艇和前苏联在60年代建造的A级潜艇例外。但这种例外在70年代以后没有出现过，核潜艇排水量的增加成为持续不变的趋势。攻击型核潜艇出现排水量的这种变化是因为在1960年以前，那时美国核潜艇处于草创期，主要是试验采用那种核动力装置，以及为批量生产战斗核潜艇作技术探索。

　　由于具有探索性，第一代核潜艇的排水量变化很大。60年代以后，由于对批生产的核潜艇在声隐身性、探测距离和攻击性能上提出了很高的要求，因此，美国的攻击型核潜艇进入了稳定增加排水量的时期。结果，在1961到1997年时期内，美国攻击型核潜艇的排水量增加了多达2倍，但目前又出现了排水量下降的趋势。

　　在同一时期，前苏联的核潜艇，由于战斗性能的提高，因此排水量也有增加，达2.2～2.6倍。最大的增加出现在第三代核潜艇建造时，其排水量增加达第二代核潜艇的1.5倍。由于排水量如此增加，前苏联的核潜艇已接近了美国核潜艇的性能水平。

　　核潜艇排水量的大小与潜艇的战术技术性能成正比。不过，对潜艇的战术技术诸元的要求不是决定潜艇排水量大小的唯一因素。第二个较重要的因素是由于潜艇研制的技术水平。此因素的影响与第一个因素的影响相反，使用的技术水平越高，要取得所需的性能而要求增加的排水量越小。

　　核潜艇从一代向另一代发展都伴随着战术技术需求的增加，当然也伴随着所使用的技术水平的提高。一般情况下，美、俄在设计、建造核潜艇时，所要求的战术技术性能远远高于当时的技术、建造水平，不过也有例外，最值得一提的是A级核潜艇。在建造A级潜艇时，所使用的先进的技术超过了以潜艇战斗性能要求的水平，使用了下列先进技术：

　　1.使用了有液态金属反应堆和高蒸汽参数的蒸汽轮机的动力装置；

　　2.使用了以400Hz高频电流工作的电气设备；

　　3.使用了尺寸小的电子设备；

　　4.艇体采用钛合金。

　　前苏联核潜艇在由第二代进入到第三代时，排水量有极大的增加，除与制造技术水平有关外，很大程度上取决于所要装备的大量武器。