潛艇外殼，是如何承受水下高壓和海水腐蝕，潛艇聲吶的巨大優勢！

有一種武器裝備常年隱身於海底 神出鬼沒中發射魚雷和巡航導彈 對目標執行致命打擊 因爲其較強的隱祕性和強大的攻擊力 就連海上霸主航空母艦也不是它的對手 它就是號稱航母殺手的潛艇 自誕生之日起 潛艇就成爲了各國海軍爭相列裝的武器裝備 但是能夠自主研發潛艇的國家卻屈指可數 大多數國家的海軍只能通過購買租賃的方式列裝潛艇 那麼潛艇的生產技術真的很困難嗎 它的技術門檻到底有多高 今天就讓我們瞭解一下 觀看的時候不要忘記點贊和關注哦 謝謝 潛艇的歷史 潛艇又叫潛艦 是一款在水下運行的艦艇 它種類繁多 性能各不相同 小到全自動化 或者只需要一兩人操控 能夠水下作業數小時的民用潛水探測器 大到可裝載數百人 連續在水下潛行數月之久的 俄羅斯颱風級核潛艇 潛艇大多數爲圓柱體 中間有個凸起的垂直結構 這是大多數人聽到潛艇 腦海中首先浮現的畫面 也是對潛艇最深刻的認識 關於潛艇的歷史 最早可追溯到達芬奇 不過由於那時坊間對潛艇評價不好 他們認爲潛艇這種在水下航行的船 是一款不具備紳士風度的武器 充滿了邪惡 所以達芬奇對於潛艇 真正意義上的潛艇 也就是可潛水的船隻 在1660年由英國人戴博爾建成 戴博爾根據1578年 威廉伯恩在《發明與設計》一書中 發表的可潛水船隻設計圖 生產出了由人工操作的滷物 產生動力的潛艇 因爲人們因爲動力以及下潛深度太淺 認爲戴博爾的可潛水船隻 不能算作真正意義上的潛艇 但是可潛水船隻的出現 讓當時的人們發現了它身上的軍事價值 1648年 約翰·威爾金斯在《數學魔法》中 概括總結了潛艇在軍事上的優勢 首先是私密性 潛艇能在水下悄無聲息的同時 不被發現和反制 潛往任何海岸 其次是安全性 因爲藏身水下沒有海盜劫持的風險 同時不受海面潮汐和風浪的傷害 即便是冰雪也無法傷害潛艇 以及裏面的人員 接着是作戰性能 能夠有效的抵抗 打擊敵方海軍 破壞甚至摧毀敵方船隻 隨後是支援性 能夠悄無聲息地 給靠近水的地方運送補給 最後就是潛艇可以充當水下試驗場所 潛艇第一次應用到軍事領域 是在美國獨立戰爭中 美國人大衛·布希奈爾 製造了內部只能容納一人的海歸號潛艇 打算襲擊英國的海軍船隻 但失敗了 但在南北戰爭中 南方美國人駕駛着一艘 能夠容納八人的潛艇 名爲漢利號 通過前端綁定觸碰引爆式炸藥包 成功炸沉了北方豪薩託尼克號護衛艦 是有史以來第一艘炸沉敵艦的潛艇 但漢利號自身也因爆炸而沉沒 自此世界各國開始研發潛艇 18世紀蒸汽機的出現 也成功解決了潛艇動力問題 潛艇的軍事價值得到各國重視 從19世紀80年代開始 當時的世界強國開始了潛艇研發競賽 1900年 美國研發的霍蘭號潛艇 編入海軍序列 從此潛艇正式列裝爲海軍艦艇 一戰時期 德國憑藉大量潛艇 隱身於英吉利海峽 給英國海軍帶來了不少的麻煩 四年時間 德國U型潛艇 共擊沉協約國數百萬噸艦艇 戰績十分驚人 二戰期間 德國僅憑藉損失807艘潛艇的代價 取得了擊沉盟軍2882艘艦艇 共擊1440萬噸的輝煌戰績 美國潛艇部隊 在二戰中的表現同樣亮眼 美國潛艇部隊人數 只佔全部海軍的2% 但美國擊沉日本船隻中的51% 卻是潛艇部隊完成的 通過在兩次世界大戰的表現 潛艇贏得了世界的重視 冷戰時期 美蘇兩國圍繞潛艇 也展開了軍備競賽 極大地促進了潛艇的極大發展 核動力賦予了潛艇強大的續航能力 以及靜音般的隱身效果 巡航導彈則讓潛艇的打擊能力更加恐怖 堪稱航母殺手 儘管潛艇很重要 但全球能夠研發潛艇的國家屈指可數 究其原因 就在於潛艇的製造難度非常高 潛艇耐受可體制造 想要成功製造一艘潛艇 首先要考慮並且解決的問題 就是潛艇耐受可體制造 也就是潛艇的可體 如果連可體都製造不出來 就算能搞定裏面的設備 也沒地方放 潛艇可體結構有兩種 一種是美國等國家喜歡使用的單可體結構 一種是蘇聯和現在的俄羅斯 喜歡使用的雙可體結構 單可體比較好理解 就是讓一層耐受可體裸露在外 承受艦艇外壓力 雙可體結構就是在耐受可體上面 再安裝一層輕可體 不過這個輕可體不承受外壓力 而是由耐受可體像單可體一樣承受 雖然美國及其盟友採用的是單可體結構設計潛艇 但是在潛艇的首尾 也會安裝一層輕可體用來保護首尾 從這一點可以清晰地判斷出 雙可體設計的優勢來 首先它能夠更好地保護潛艇耐受可體 一旦在實戰中潛艇受到撞擊或者震盪 輕可體的存在能夠抵消一些威脅 不至於讓耐受可體遭受到毀滅性的傷害 其次雙可體在對耐受可體的材料上的要求不高 還能夠佈置更多的耐壓設備 不但增加了潛艇空間 還增強潛艇對抗壓力的能力 另外雙可體結構潛艇的福利也非常大 相比較單可體結構它的抗震性更好 但是它的缺點和優點一樣明顯 比如它的排水量和單可體相比通常都很大 從而導致它的阻力和噪音也非常大 其次是對焊接工藝要求極高 耗費的材料也更多 在某種程度上也代表着製造週期和成本增加了不少 不過總的來說兩種結構略有不同 但大同小異 尤其是耐受可體本身的構造並沒有什麼不同 主要由殼板 端部艙壁 艙壁艙以及肋骨組成 肋骨呈圓環狀 以橫向的方式佈置在耐受可體內或者外部 殼板和端部艙壁安裝在肋骨上 它們是可體的主要受力結構 內部用橫壁艙加固同時分割出各個房間 可體是潛艇的主要結構 重量佔潛艇總重的四分之一到二分之一 不但提供潛艇上浮的浮力 也爲潛艇人員提供作業和休息的空間 以及設備安裝和運行的空間 所以對可體設計和製造要求非常高 不但要讓可體具有較強的抗壓抗腐蝕性能 較強的穩定性 同時還要儘量減少它的重量以及厚度 從而騰出更多的空間 以裝載更多的人員設備以及武器 這就要求製造可體的材料 是要具備高穩定高耐受等性能的高科技材料 一般選用的是鈦合金鋼板 或者樹脂複合材料結構陶瓷材料等 前者是一款高強度特種鋼材 基本能夠滿足現有潛艇的技術需求 但是缺點就是製造週期長卻難度高 而且價格高昂 後者的兩款材料在擁有鈦合金鋼板一般的強度時 能夠有效的減輕可體的重量 逐漸成爲製造可體的基礎材料 但是技術門檻比鈦合金還要高 綜合來說僅可體制造就難倒了許多國家 更別說解決了可體 只是萬里長征走完了第一步 接下來還有更主要的問題需要解決 潛艇的耳目和武器 潛艇的耳目主要由聲納和潛望鏡組成 因爲電磁波在水中衰減的速率非常高 導致它無法作爲偵察信號來源 所以潛艇主要使用聲納作爲偵測手段 除了潛艇使用聲納外 水面船隻也是通過使用聲納探測水 地下物體或者作爲導航的依據 潛艇使用的聲納系統主要分爲兩類 分別是主動與被動 所謂主動顧名思義就是潛艇通過聲納發送音響信號 信號接觸目標物體發生反射後的變化 作爲潛艇判斷目標的距離或者種類 被動聲納類似於收聽裝置 不發出任何訊號 只接收四周的音響信號 用來判斷物體的距離和種類 聲納的安裝位置多數位於潛艇最前端 原先這個位置安裝的是魚雷管 但是因爲潛艇追求隱蔽性 比較依賴被動聲納的探測效果 從而導致收音裝置極大 從而擠佔了魚雷管的位置 另外在潛艇其他位置 也安裝數個被動聲納收音裝置 此舉能夠通過蒐集不同訊號 從而能夠更加快速 以及準確的判斷目標位置和距離 潛艇除了在挺身安裝聲納後 也會安裝一種拖曳聲納 這種聲納通過線纜和潛艇連接 當潛艇潛行時 聲納會被拖在潛艇身後進行被動探測 由於潛艇潛行時 位於前端的聲納因爲位置 也因爲後方水流聲音的干擾 無法探測潛艇尾部區域 而拖曳聲納的存在正好彌補了這一缺陷 整體來說在水下潛行時 聲納完美充當了潛艇的耳朵和眼睛 但是潛艇想要看清目標 還需要清晰的眼睛 這一塊由潛望鏡負責 其實潛望鏡出現在潛艇上的時間 要比聲納久遠 比如最早出現的美國海歸號 就列裝了簡易的潛望鏡 潛望鏡是利用光學鏡面反射原理 爲潛艇提供觀測區域景象 有了潛望鏡 潛艇內部人員可以使用肉眼觀測周遭環境 尤其是對敵我識別上 雖然聲納可以憑藉馬達 螺旋槳 以及潛艇形狀判斷敵我 但是肉眼觀測顯而易見能夠更好的識別 有了更好工作 潛望鏡有兩種倍率 一種是放大倍率較小 但視野開闊 用來快速觀測敵情 另一種是放大倍率較大 能夠快速識別敵我 以及觀測敵方目標動向 後來爲了加強潛望鏡的能力 又在潛望鏡上搭配雷達和測距儀 經過現代科技加持 現代潛望鏡不但擁有更好的視野 還能夠在夜間以及惡劣天氣觀測的能力 另外配備了光學和紅外線攝影機功能的潛望鏡 還可以錄製影像以備後級副盤 雖然潛望鏡增強了潛艇的眼睛能力 但是卻讓潛艇失去了隱蔽性 因爲潛艇想要使用潛望鏡 必須從深水區域上浮到較淺的區域 潛望鏡才能露出水面觀測周遭 如此一來 敵方的艦艇甚至戰鬥機 可以使用特製雷達 幀出露出水面潛艇潛望鏡發射的回波 定位潛艇的位置 從而實施打擊 所以說潛艇使用潛望鏡要小心再小心 現在潛艇使用的武器 主要是魚雷和導彈 同時還可以佈置水雷 組成進攻或者防禦性質的水雷網 類似陸地的地雷陣 早期的潛艇武器比較多樣化 有火炮和艦載飛機 不過隨着二戰結束 魚雷和導彈成爲了主要武器 現在魚雷管多數安裝在潛艇兩側 發射魚雷的方式有兩類 一種是利用壓縮空氣和活塞作用的氣壓射出 一種是讓魚雷憑藉自身動力自行遊出 而它的引爆方式也有兩種 分別是基礎引爆和磁性引爆 不管是哪種引爆方式 都是通過引發水壓的劇烈變化 從而讓敵方船隻結構受損 達到摧毀敵方船隻的目的 而不是直接撞擊敵方船隻在水下部分 而真正讓潛艇成爲水下霸主 甚至航母殺手的還是導彈的加入 尤其是巡航導彈和彈道導彈的加入 讓潛艇的殺傷力達到了恐怖程度 比如美國俄亥俄級核潛艇 使用的三叉戟二型彈道導彈 最大射程達到了一萬兩千米 基本覆蓋了全球任意地點 俄羅斯核動力潛艇使用的 RSM-54 R29 RMU-2彈道導彈 最大射程也達到了一萬兩千米 這些彈道導彈不但射程遠 還能攜帶多個核彈頭 對敵方造成毀滅性打擊 由此也讓核潛艇憑藉隱蔽性 成爲與陸基彈道導彈 遠程轟炸機共同構造的 三位一體核打擊中最核心的一環 亦在陸空等核武器發射力量被摧毀後 能夠對敵方發出致命一擊 如此可見潛艇的強大之處 它的強大來源於科技含量非常高 從而導致製造門檻同樣高不可攀 以至於全球沒幾個國家 能夠研發出強大的核潛艇 其實別說核潛艇 就算是常規動力潛艇 也沒有幾個國家能夠自主研發 對此你怎麼看 歡迎在評論區留言 謝謝 家裏有坦克的人都知道 坦克最怕的就是穿甲彈 穿甲彈的彈頭一般有兩種 尖頭和鈍頭 尖頭穿甲彈很好理解 從炮管發射之後 尖頭設計能符合空氣動力學 能夠減少風阻 保持穩定性 同時飛得更遠 反觀鈍頭穿甲彈 不但風阻大 彈體也不穩定 射程也不遠 那麼爲什麼要設計一款鈍頭穿甲彈呢 又爲什麼說在面對坦克層層防護時 鈍頭穿甲彈帶來的傷害 只比尖頭穿甲彈更高呢 今天就讓我們瞭解一下 到底哪種穿甲彈更優秀 而坦克爲了應對穿甲彈的威脅 又做了哪些努力 不過觀看的時候 不要忘記點贊和關注哦 謝謝 矛與盾是必不可分的 畢竟有傷害就有反傷害 從而誕生了哲學意義上的矛盾 那麼坦克自從在一戰中誕生 在二戰中大顯身手 憑藉優秀的防護 變成了陸地王者之後 針對它超強防護而孕育的矛 也就不可避免的誕生了 世界各國科學家 爲了突破坦克厚重的防護 可謂是絞盡腦汁 想盡一切辦法 培育一款鋒利的矛 經過幾十年的研究和實戰檢驗 專爲擊穿坦克而生的矛 從最初的反坦克炮 到火箭發射器 再到如今在俄烏戰場表現 極爲亮眼的無人機 可謂是千變萬化 但是不管它們如何變化 想要成功擊穿坦克防護 摧毀一輛坦克 都離不開反裝甲彈藥 畢竟只能擊穿 坦克外圍厚重的防護裝甲 才能對坦克施以致命一擊 而在這個反裝甲彈藥當中 勝就不衰的則是穿甲彈 穿甲彈不單單隻用於反坦克作戰 因爲其破堅能力突出 在對軍艦的作戰中 表現得也非常出色 甚至是地面混凝土混合鋼筋 打造的堡壘和碉堡也能擊穿 直白的說 自1920年坦克誕生之後 穿甲彈就對坦克產生了不小的威力 只要使用得當 就能摧毀一輛坦克 畢竟穿甲彈 原先是被海軍用來對付艦艇的 而坦克爲了應對穿甲彈的威脅 開始提升自身的防護能力 由此一來 毛語盾的較量正式開始 相比較於穿甲彈的研發難度 一開始的裝甲防護研究 比較簡單粗暴 直接增加防護厚度就行了 在增加裝甲厚度的同時 也增加了隔扇裝甲 二戰期間 美國爲了提升坦克的防護能力 甚至在坦克側面和正面 捆綁一些泡過水的木材 雖然這個方法看似成本低廉 但在破壞力極強的穿甲彈面前 防護作用不能說沒有 畢竟還有一些心理安慰作用 但嚴格來講意義不大 畢竟穿甲彈的傷害能力太強了 最初穿甲彈採用的設計 就是我們容易理解的尖頭 這款尖頭穿甲彈簡稱爲AP 也就是普通穿甲彈 彈頭是由特製的硬鋼材料製作而成 從而讓穿甲彈能夠憑藉彈頭堅硬的特性 穿透坦克裝甲 從而摧毀坦克內部的一切 它的工作原理非常簡單 被炮管發射之後 憑藉火藥獲得極快的加速度 由於尖頭設計 風阻影響比較小 重力影響也不大 從而讓它在擊中坦克裝甲時 依然保持着較大的速度 導致動能極大 尖頭設計和質地堅硬的彈頭 爲了達到更好的毀滅效果 設計師在穿甲彈內部 也裝填了一些炸藥 讓它在擊穿裝甲抵達坦克內部發生爆炸 簡單的說穿甲彈的成功運用 讓原本希望坦克進入戰場後 能夠大展神威的一些人失望了 從而促進了盾的升級 坦克裝甲設計師看到穿甲彈帶來的傷害 直白的以爲穿甲彈能夠擊穿坦克 只是因爲坦克的防護裝甲太薄了 那麼我們直接上厚度不就行了 這個方法看似簡單 直接解決了穿甲彈賦予的盾的防禦難題 但想要直接呈現十分困難 因爲裝甲厚度增加 意味着坦克重量直顯飆升 從而對發動機的要求更加嚴格 如此一來雖然技術層面能夠滿足 重量增大的坦克對發動機性能的要求 但畢竟戰鬥機使用的發動機提供的動力 輕而易舉就能讓更重的坦克運行 但問題是 性能先進的發動機價格也更貴 從而導致研發一輛坦克的成本 比研發一輛戰鬥機的成本還要高 於是這個粗暴增加裝甲厚度的方案 還未來得及普及就被廢棄了 既然增加裝甲厚度 當時的技術又無法更換材料 那麼能不能通過改變裝甲的呈現角度 而增強它的防護效果呢 於是裝甲傾斜就問世了 所謂的裝甲傾斜 就像我們打水漂 打水漂用的石子就是穿甲彈 坦克傾斜的防護裝甲就是水面 當把石子以近乎平行水面的方式扔出 石子纔會在平整的水面多滑行幾次 那麼傾斜之後的裝甲也是 它不再垂直於水平面 而當於水平面保持平行的穿甲彈 擊中傾斜的裝甲就會被彈開 也就是我們俗稱的跳彈 這樣一來 不需要增加坦克的防護裝甲厚度 只需要改變角度 就能增強坦克的防護力 同時還不會讓成本大幅度增加 而且傾斜角度越大 對尖頭穿甲彈的防禦能力也就越強 如此一來 大大增強了盾的防禦能力 但矛就開始頭疼了 尤其是尖頭穿甲彈 在面對傾斜裝甲時 基本沒有絲毫作用 尤其是在傾斜防護裝甲 在世界各國得到普遍應用後 它開始面臨生死危機 如此一來 矛與盾的較量也就迎來了升級 經過多次實驗論證 穿甲彈設計師發現 尖頭穿甲彈之所以無法擊穿傾斜的裝甲 反而發生跳彈的原因 是因爲穿甲彈因爲尖頭射擊 導致彈頭在接觸到傾斜裝甲時 彈頭會受到側向偏轉的力 從而發生跳彈的現象 那既然問題找到了 解決的方法也很簡單 設計師直接把尖頭改成盾頭 雖然也會有向上偏轉的受力 但彈頭去掉尖頭迎來盾頭 能夠極大減少該力道的影響 從而減少跳彈發生的概率 盾頭穿甲彈出現之後 極大的解決了傾斜裝甲帶來的難題 其中最知名的代表作 就是蘇聯IS-2系列重型坦克 使用的BR471穿甲彈 另外爲了增強盾頭設計 導致穿甲破壞力下降的問題 設計師也在盾頭穿甲彈上 安裝了軟質背帽 背帽會先行咬開裝甲 方便後續彈體進入坦克 背帽的存在相當於爲彈體開路 背帽穿甲彈的出現 讓毛在這次較量中獲勝了 不過這個解決方案看似很好 但在實戰中發現了新的問題 那就是盾頭設計雖然減少了跳彈 但風阻卻增加了不少 如此一來不但穩定性大大折扣 射程也縮短了不少 如果想要攻擊遠距離目標 命中的概率 堪比頂級白富美愛上了你 也就是說發射穿甲彈之後 能不能命中坦克全看運氣 於是爲了增強穿甲彈的穩定性 殺傷力以及減少傾斜裝甲帶來的跳彈次數 設計師在給穿甲彈帶上一層背帽後 又增加了一頂風帽 能夠有效減少風阻 這個風帽由輕質金屬製作而成 碰到目標的一瞬間就會破裂 同時在目標表層留下凹痕 不讓穿甲彈產生跳彈效應 背帽緊跟着破裂爲彈體開路 風帽背帽穿甲彈的出現 讓還未高興多久的坦克防護設計師欲哭無淚 但是沒有辦法 只能再次升級坦克的防護 層層加碼 層層防護 穿甲彈的進步和升級 也讓坦克的防護逐漸變得厚重 其實坦克在剛剛問世的那段時間 一戰和二戰時期 世界各國使用的坦克多是輕型坦克 比如德國2號坦克 美國的M3坦克 都是以輕型坦克作爲主力 所謂輕型坦克就是裝甲防護基本都很薄弱 但是穿甲彈對坦克的生存造就了巨大危險 坦克裝甲開始升級 主要集中在坦克防護裝甲厚度的變化上 比如德國在二戰使用的4號坦克 正面裝甲厚度達到了80毫米 虎豹等坦克厚度甚至高達130毫米 而到了後期 承擔德國所有希望的像是坦克 厚度更是達到了驚人的200毫米 可謂是真正的鋼鐵猛獸 但是如果在厚度上一路狂奔的話 必然讓坦克的重量直線增加 如此帶來的成本問題 就超過了各國的承受能力 畢竟坦克再貴也不能超過戰鬥機吧 於是坦克設計師一方面通過傾斜裝甲角度 增加穿甲彈跳彈幾率 增強自身防護性能 同時又在材料學沒有取得明顯進展的當下 也對裝甲進行了構造升級 先是設計了間歇式裝甲 又叫中空或者空心裝甲 還主要用來對抗高爆反坦克彈 能夠很好的抑制高爆反坦克彈對坦克的傷害 在材料學取得進展後 複合裝甲也問世了 通過整合多種化學性質不同的材料 製作而成的複合裝甲 能夠有效抵抗穿甲彈帶來的威脅 複合裝甲多數採用鋼鐵和陶瓷製作而成 雖然前期因爲工藝製作太難導致差評無數 但在脫殼穿甲彈出現之後 複合裝甲的重要性才引起設計師的青睞 在坦克設計師增加防護裝甲厚度的同時 穿甲彈設計師也在想辦法增加穿甲彈的破壞力 一開始設計師想通過增加穿甲彈的出速度 從而讓它獲得更強的動能 進而增強破壞力 結果導致坦克主炮口徑從最初的50毫米 就像裝甲的厚度一樣 急速增加到了76毫米122毫米 爲了能夠容納口徑增大的主炮 坦克底盤也開始擴大 從而讓坦克從輕型變得笨重 就像增厚裝甲帶來的後果一樣 即便是安裝戰鬥機使用的發動機 坦克也會變成陸地戰略艦一樣大 顯然這種結果是不行的 於是穿甲彈設計師和坦克設計師一樣 開始在穿甲彈身上找思路 脫殼穿甲彈誕生了 脫殼穿甲彈的彈芯由烏合金製作而成 口徑比主炮口徑略小 這樣能夠在外圍套上由輕質金屬製作而成的套環 當脫殼穿甲彈發射後 套環會自動脫落 烏合金彈芯會繼續前行 脫殼穿甲彈最大的優點在於同等重量 能夠裝填更多的炸藥 從而獲得更強的動能 以至於它的殺傷力更強 但是複合裝甲的出現 也讓脫殼穿甲彈的優勢不顯 於是穿甲彈設計師 把主炮從線長炮換成了滑膛炮 讓穿甲彈獲得更高出速度的同時 基於脫殼穿甲彈 又研發了唯一穩定脫殼穿甲彈 從而減少滑膛炮 因爲張動效應帶來的影響 簡單的說穿甲彈的彈體越細 那麼它的阻力也就越小 殺傷力也就越強 而爲了讓細長的彈體 在空中保持穩定飛行 同時因爲是滑膛炮 穿甲彈發射後不會自轉 會因爲地球自動發生張動效應 影響命中率 就增加了成十字排列的唯一 減少所有影響提升命中率 故名唯一穩定脫殼穿甲彈 唯一穩定脫殼穿甲彈的出現 預示着毛與盾的較量 來到了新的階段 那麼作爲盾的一方 坦克防護自然也會升級 事實上坦克防護升級之路 還有很長的距離要走 尤其是無人機的攻頂攻擊 帶來的傷害 遠比穿甲彈正面攻擊還要嚴重 不管怎麼說 歸根結底就是毛與盾的較量 他們想要分出勝負 不是一件容易的事 對此你怎麼看 歡迎在評論區留言 謝謝