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oops
路人甲乙丙
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 Posted - 11/24/2021 : 21:19:18
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最近英美兩國次世代SSN
有意選擇舷寬12M以上的設定 所以產生了點好奇
一 相較於水面艦艇的船體成本佔比逐漸滑落 遠不及兩次大戰時期
潛艦船體是不是相對來說成本佔比仍然較高？
小時候看的報導說耐壓船殼的工法
焊工必須在相當高熱的環境長時間施工 感覺頗為吃重技藝與成本
跟CVF規劃期間喊出的鋼鐵便宜口號大異其趣
據說法國已經開始使用機器人施作耐壓船殼
艦艇需求量更大的英美也有類似的規劃嗎？
二 窄舷長體的船身便宜？ 寬舷短體的船身較貴？
由於重視成本的維吉尼亞級並未繼承海狼級的船型
而是恢復使用類似於洛杉磯級的設定 因此產生了這種刻板印象
但最近感覺好像對不上了 像機敏級就比維洲寬短 但造價便宜有夠多
而且英美近期的數量需求激增 新世代卻往寬短方向去做設定
似乎也不符合寬舷不利成本的假想？
再來就是那個高溫手工造殼的工法如果還在用
那麽會削弱增加產量的規模成本遞減效果嗎？
因為假設新船要用海狼的設定 或許有可能讓SSN與SSBN採用統一設計？
(12.2M/12.8M/13M 真的滿相近的)
如果規模量產有經濟效益 就可以恢復飛魚時代的共體設計了
削減船艏段魚雷管數插入ICBM船段的當SSBN
增加船艏魚雷管船舯直連動力段的當SSN
某種程度上英美澳三國還可以共用船段 似乎規模數量會很大..... |
Edited by - oops on 11/24/2021 21:23:14 |
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davidboy
路人甲乙丙
3859 Posts |
Posted - 11/25/2021 : 16:21:58
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1，最理想的线型，肯定是相对短粗的水滴形，美苏两国的速度冠军，大青花鱼和alpha级都是水滴形。
只是这种形状全都是曲面，不好加工也不好塞设备，所以后来都妥协成了拉长水滴形。
2，直径做大，难点在于超大型卷板机，垄断这类设备的Häusler,Ursviken都是瑞典瑞士这些西欧公司，所以俄亥俄级可以找瑞典借卷板机做到13.5米，毛子的台风级就只能用三个小耐压壳叠起来，
吨位挺大，其实都在运海水。或者像DIII，092那样的龟背船。
所以贵不贵就看你有没有这设备了，比如Styer就觉得冷锻枪管一点都不贵，毕竟天下冷锻出Styer。
3，你说的问题，应该是当年海狼的HY100钢材焊接性差，需要预热钢板？后来弗吉尼亚级就改用HSLA100牌号的了。
所以这次撞坏的海狼估计很难修好了，焊工本来就退休早，会焊HY100的应该都退了。
比起缺乏超大卷板机，毛子在焊接上就挺牛逼的，毕竟坐拥巴顿焊接研究所这种焊接圣殿。他们在冷战的时候修的超大型全封闭氩气舱，工人带着氧气面罩进去焊，完全不会有缺陷。
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Edited by - davidboy on 11/25/2021 16:30:32 |
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dasha
版主
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Posted - 11/28/2021 : 09:42:25
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記得Discovery介紹過焊接,裡面講到焊接師傅因為一直看強光,工作10年後眼睛通常就不行了,很難分出焊接是否合格的精微顏色變化,只能改行當監工,這種情況你就算挖回老人也沒用,眼睛不行了.
美國是SSN-688開始換船殼,只有頭尾流線,中間都平行,平行的優點就是根本都一樣,雖然阻力噪音都會高一點,但有利於生產改良.
不過隨便拉長也不太好,航行穩定性會降低.
艦體變胖主要是要增大內部空間,SS壓力殼是圓的,所以寬等於深,變胖就是能出入的港口變少,SSN-21因而不適合冷戰後比較會有的近岸作業任務,但優點是內部空間大,要裝比較長的SLBM比較容易,要多裝幾層隔音筏也比較容易.
記得以前看過的說法,SSN-688裝雙層隔音筏,但SSBN-726與SSN-21都是三層筏,所以在動力系統噪音是最大噪音源的舵效航行速度下,SSBN-726與SSN-21更安靜. |
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puppyoliver
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yangly3
我是老鳥
9468 Posts |
Posted - 10/25/2025 : 11:39:43
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可能要先从潜舰构造说起
潜舰地耐压壳体其实并不是一个简单的圆筒子，需要在内部或者外部打上加强板/肋骨来抗压。
在耐压壳外部加强的肋板称为外肋骨，内部的则自然是内肋骨了
外肋骨构造则还需要在潜舰耐压壳外面再“包裹”一层非耐压壳体，以消除外肋骨带来的阻力，这就成为了双壳体潜舰。内外壳体之间的距离一般在1公尺上下。壳体间距太大会使得潜舰变“粗”增加阻力，太小则不利于维护人员穿着防护服清理内外壳体间的残留物
而内肋骨结构自然可以不需要再多这一层，这时就是单壳体潜舰了
下图中是比较特别的德国XXI潜舰，其2-4舱段是倒8字型结构，上部为双壳体构型，可见外部一圈一圈的外肋骨（绿色箭头所示），
下半部则为单壳体构造，可见内部的内肋骨（红色箭头所示）
上面提及的苏俄Alfa（Project 705）级核潜舰，其实是双壳体构造，外面流线型的是非耐压壳体，内部则是圆柱体的耐压壳，蓝色箭头所示的是一圈一圈的外肋骨
内、外肋骨构型的耐压壳有着不同的结构强度计算方式。
外肋骨构型的结构强度计算相对比较简单，因为水压施加在肋板上的力会推动肋板间的耐压壳向外凸起，正好跟水压相抵消。内肋骨则正好相反。单壳体潜舰，尤其是30英尺以上大直径单壳体的结构强度设计目前仅有屈指可数的几个国家可以做到
不过内肋骨设计的一个明显优势就是抗冲击能力强。而双壳体潜舰为了安全起见，需要在耐压壳内部间隔一般不超过10公尺的距离设置一道耐压舱壁，起到一条大型内肋骨的效果。
所以，单壳体潜舰一般是跟少间隔大分舱联系起来的，而双壳体潜舰的基本特征就是多间隔小分舱
大分舱的优点除了便于安装大型设备以外，还有利于在机舱段安装整体式减震浮筏。也就是将整个动力系统安装在一个浮筏上，通过在动力系统与浮筏的连接以及浮筏与舱壁的连接上设置减震装置来实现二级或者三级减震
而小分舱的潜舰则只能在各分舱内单独设置减震措施。像苏俄的Delta（Project 667）级核潜舰，辅机一个舱段，两台主机又得单独置于两个不同的舱段。前主机舱连接左舷（Port）推进器，后主机舱推动右舷（Starboard）螺旋桨。各机舱的工况完全不协调，所以减震措施也就难以取得理想效果
另外，双壳体构型一般在航速超过10节上下时（视外壳体结构强度、线型与潜水深度等条件而定），非耐压的外壳体就会在内外水压的作用下产生不规则的振动，产生难以抑制的流体噪声。航速越高则流体噪声越大
所以，双壳体潜舰在需要保证隐匿性时一般不进行高速潜航。只有在抢占攻击阵位或者挣脱对手时才进行战术性的冲刺。
目前，只有美国能够制造40英尺以上（俄亥俄级42英尺，哥伦比亚级为43英尺）的潜舰单壳体。英国则能达成10公尺级别。法国的技术水准则还要再低一阶，最新的Suffren级攻击核潜舰只有30英尺级别。
苏俄能够建造耐压壳直径为10公尺级别的双壳体潜舰。而PLAN的09X核潜舰系列则是耐压壳直径为8.4米的双壳体构型。印度的Arihant级核潜舰系基洛级常规潜舰改进而来，耐压壳的构造与直径均基本相当 |
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puppyoliver
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Posted - 10/25/2025 : 19:16:21
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以下內容來自一篇介紹潛艇的文章，
裡面有比較不同殼體的優缺點。
單、雙、混殼型潛艇的優缺點比較(註1)：
- 單殼型潛艇
．流體性能：非理想流線型，流場特性較不利。
．直徑(船寬)：直徑較小。
．結構：僅壓力殼一層，結構重量較輕；壓力殼呈圓柱型，製造難度較低。
．肋骨：採內肋，艙內空間布置利用較不便。
．防護：水下噪音較大、爆震碰撞防護較低。
- 雙殼型潛艇
．流體性能：理想流線型，流體特性較佳。
．直徑(船寬)：直徑較大。
．結構：具外殼與壓力殼雙層，因此結構重量較重；且非圓柱型壓力殼較多，製程複雜度較高。
．肋骨：採外肋，艙內空間布置利用較佳。
．防護：水下噪音較小、爆震碰撞防護較高。
- 混殼型潛艇
．流體性能：仍可設計為理想流線型。
．直徑(船寬)：介於單雙殼之間。
．結構：可依需求強化重要艙間結構，重量介於單雙殼之間。
．肋骨：部分採內肋，部分採外肋。
．防護：重要裝備船段多以雙殼製作，故噪音亦較小。
參考資料：
(註1) 淺論潛艦設計(網路PDF檔)：https://navy.mnd.gov.tw/Files/Paper/七、淺論潛艦設計.pdf |
Edited by - puppyoliver on 10/25/2025 19:18:51 |
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dasha
版主
42289 Posts |
Posted - 10/26/2025 : 09:06:33
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海軍寫的不如yangly3兄寫的,只是海軍多提了"雙殼的外殼可以耐衝擊"以及多提了現在柴電主流的混殼.
要提的是混殼基本上源自單殼,因為完美的單壓力殼會沒有水艙,即使單殼潛艦在水艙段其實也是混殼,混殼就是多一些水艙及裝其他東西的部位. |
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davidboy
路人甲乙丙
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yangly3
我是老鳥
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Posted - 10/27/2025 : 16:28:57
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康涅狄格号修复工期的延迟不算太意外
一是本来就是因意外事故而产生的工作量，需要通过调整现有的工期来实现，具体要看其他舰的建造工程是否有调整空间
二是海狼级本身的能力已经不太符合美国海军当下的需求了，所以三号舰在建造中就被直接改装成特种部队输送舰。在这样的背景下，康涅狄格号修复工程的优先级也不可能很高
三是利用这次修复的机会，康涅狄格号应当也会适当进行升级与改装，进而导致工期延长，也并不意外 |
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yangly3
我是老鳥
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Posted - 10/27/2025 : 17:11:35
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quote:
Originally posted by puppyoliver
以下內容來自一篇介紹潛艇的文章，
裡面有比較不同殼體的優缺點。
單、雙、混殼型潛艇的優缺點比較(註1)：
先谢谢dasha兄
在比较之前，可能先认清单、双壳体构造的潜舰，内部结构以及所带来的差别极大，几乎可以看作是两类潜舰
单壳体潜舰内部分区少，有效空间大。像美国的核潜舰，基本上以反应炉舱为区隔，前部一个生活、作战区域，后部一个动力、推进区域。三个隔舱每一个的空间都相当宽裕，非常便于安装大型机械设备。
而且因为舰壳内部有严密的结构加强，所以极为坚固，抗沉性极佳。这也是几十年间，除了早期的两起致命事故以外，美国核潜舰安全性一直都有可靠保证的原因
而双壳体潜舰，如上所述，因为结构上是外部加强，就不得不在潜舰内部，最多间隔十公尺上下，就须得设置一道耐压舱壁以承担外部水压，这就对内部空间的利用造成了极大不便。相当的多单壳体潜舰可以安装的设备，在双壳体潜舰内部就只能分散布置，须得穿透耐压舱壁来进行连接
再就是双壳体潜舰外部用来优化水动力特性的“软壳”，在高速潜航时的不规则振动，带来巨大的流体噪声的同时，也使得其不适合安装大面积的声呐基阵，如舷侧低频声呐阵列等。最多也只能是通过强化基座，安装小型的线列阵（而非单壳体潜舰上的面积阵），只用来测向，不做射控的参考，性能上会大为缩水
以上两项，是单双壳体潜舰在性能上存在根本性差距的主要原因。原则上，大直径单壳体是潜舰，尤其是核潜舰的最优选择。如是，大型反应炉，整体式减震浮筏、大型舷侧面积声呐阵等等先进装备才能得以运用
目前美国能制造13公尺级别的单层耐压壳，英国是10公尺级别，法国大约是9公尺级别
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需要留意的是，潜舰耐压壳的厚度会因内部布置而引起的受力分布不同而变化，承重较轻的生活舱段舱壁可以薄一些，而反应炉舱跟动力舱显然需要更厚的舱壁
而即便是同一舱段中，各部位的厚度也可能会是不同的。所以潜舰实际上是一个“环”接一个“环”分开焊接，最后再拼接在一起的，每个“环”的厚度与加强方式都可能是不同的
所以，现在就可以说了，有些国家不具备建造完整的单壳体潜舰的能力，只能在较为简单的生活与指挥舱段采取单壳体，而在受力状况复杂许多的鱼雷舱段与动力舱段继续应用双壳体，这就有了复合潜舰
尽管不算是完整单壳体潜舰，但是也可以在单壳体段安装声呐基阵以及取消耐压舱壁，获得更大的利用空间
海自的亲潮、苍龙、大鲸级，就是这样双-单-双的构型，在中部使用的是9公尺级别的单层耐压壳。
台湾的海鲲舰亦是如此，中段第二舱是8.4公尺的单层壳体，并在壳体外安装了大型舷侧声呐阵 |
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puppyoliver
我是菜鳥
573 Posts |
Posted - 10/28/2025 : 19:44:09
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quote:
Originally posted by yangly3
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再就是双壳体潜舰外部用来优化水动力特性的“软壳”，在高速潜航时的不规则振动，带来巨大的流体噪声的同时，也使得其不适合安装大面积的声呐基阵，如舷侧低频声呐阵列等。最多也只能是通过强化基座，安装小型的线列阵（而非单壳体潜舰上的面积阵），只用来测向，不做射控的参考，性能上会大为缩水
以上两项，是单双壳体潜舰在性能上存在根本性差距的主要原因。原则上，大直径单壳体是潜舰，尤其是核潜舰的最优选择。如是，大型反应炉，整体式减震浮筏、大型舷侧面积声呐阵等等先进装备才能得以运用
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所以，现在就可以说了，有些国家不具备建造完整的单壳体潜舰的能力，只能在较为简单的生活与指挥舱段采取单壳体，而在受力状况复杂许多的鱼雷舱段与动力舱段继续应用双壳体，这就有了复合潜舰
尽管不算是完整单壳体潜舰，但是也可以在单壳体段安装声呐基阵以及取消耐压舱壁，获得更大的利用空间
海自的亲潮、苍龙、大鲸级，就是这样双-单-双的构型，在中部使用的是9公尺级别的单层耐压壳。
台湾的海鲲舰亦是如此，中段第二舱是8.4公尺的单层壳体，并在壳体外安装了大型舷侧声呐阵
舷側聲納這邊不太理解為何「雙殼」會有問題，
聲納有空間安置的情況為何會不適合裝舷側聲納？
就算有使用限制應該也可以裝，
低速作業的情況應該也有舷側聲納的使用需求。
下面的圖應該是在「雙殼」的空間裝水聽器，
另外英國的無畏級SSBN也是「雙殼」並裝有「外部被動聲納陣列」，
技術上應該是可以裝。
(上圖) 妖王級潛艦的各型水聲裝備布置，側舷是Type 186被動陣列聲納的12個水聽器(註1)
無畏級核子動力彈道飛彈潛艦(註2)：
「依照想像圖，無畏級有許多新的設計與技術特徵，盡可能降低被敵方探測的機率。無畏級的艦體耐壓殼外部包複一層外部殼體，內/外殼之間為非水密區域；與傳統的雙殼設計（把可抵抗水壓的承力骨架設置在內、外殼之間）不同，無畏級的外殼只是為了形成降低主動聲納回波的形狀，因此結構重量比真正雙殼潛艦的外殼輕得多。無畏級的內部耐壓殼就是一般的單殼結構，主承力骨架設置在艦殼內；而外殼上、下半部是相對平坦的傾斜表面，中間交界處有一道折角，從艦首一直到艦尾，德國與挪威在2020年代合作的212CD型潛艦也有類似的外觀設計。此種外觀原理類似匿蹤戰鬥機，使敵方主動聲納回波分散在不同方位、減少原路返回的回波，可降低敵方主動聲納的探測效能。
而無畏級外部多一層輕型外殼的另一項優勢，就是安裝消聲瓦、外部被動聲納陣列等 遠比過去英國單殼主體核能潛艦便利，且內、外殼之間的非水密區域也可以用來收容額外的任務裝備。 相較於單殼結構潛艦，雙殼潛艦的一項先天優勢，就是在潛艦外部安裝水聲探測設備（如被動聲納陣列）或者消聲瓦 層較為有利，因為雙殼潛艦外殼較為薄弱且不必保持水密， 可以用穿透性的螺栓安裝外部消聲瓦或水聲設備，內、外殼之間的非水密區也可以用來收容 外部水聲設備的線路、管套等；而單殼潛艦外殼就是厚重的耐壓殼，安裝外部聽音陣列需要開洞（讓線路通過）的限制很多， 且只能使用黏貼工法敷設消聲瓦層，但黏貼的牢靠程度遠不如使用螺栓；很多英美核能潛艦在長時間巡航期間， 黏貼在外部的消聲瓦都大片脫落，影響潛艦隱匿與生存性。 無畏級的外殼敷設了複合多層次消聲瓦，吸收敵方主動聲納波、減少回波強度，而外層船殼內部也可能同樣敷設吸波消音層，盡可能減低聲納回波。內外殼之間的非水密空間，也可能被利用來收容一些設備，包括水下無人載具（UUV）、反制裝備等；而無畏級的側舷低頻被動陣列聲納也會安裝在外殼之上。」
參考資料：
(註1) 英國潛艦聲納系統(MDC網站)：http://mdc.idv.tw/mdc/navy/royalnavy/rn-sonar.htm
(註2) 無畏級核子動力彈道飛彈潛艦(MDC網站)：http://www.mdc.idv.tw/mdc/navy/royalnavy/successor.htm |
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標題 |
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潛艦船體的施工與成本
