潜艇在被发明以后的很长一段时间,水面航速都要远远大于水下航速的!例如一战中最有名的德国U-35潜艇,其水面最高航速为17节/小时,水下最高航速为8节/小时,水面速度是水下速度的两倍还多!时间来到冷战,苏联在80年代建造的基洛级常规潜艇,水上航速10节/小时,而在水下潜航时速度可以超过17节/小时,可见这时候的潜艇水下速度已经大幅超越水上速度了。那到底是什么造成了潜艇水上水下速度的变换呢?
(一战英国K型潜艇)
早期的潜艇其实更形象的说法应该是会潜水的军舰,他们表面上和水面舰艇几乎毫无分别,唯一的区别就是采用了全密封的内部舱室,并且有压水仓负责潜艇的浮沉。而在外形上,早期潜艇不仅有完整的甲板,还有各种上层建筑,他们的武器也甚至在上面还有各种口径的防空炮,德国就曾经将著名的88毫米防空炮搬上了U型潜艇。像这样一种充满了各种突出部的船型潜艇,在水下的各种阻力肯定大到爆炸,所以早期潜艇水下速度慢也就不足为奇了。
(苏联C级潜艇上大口径的甲板炮)
而到了冷战期间,随着反潜手段的日新月异,潜艇越来越注重长时间潜伏水下的功夫,如何在水下保持高航速也成为不可忽视的问题。军工专家们选择以流线水滴形的的壳体代替早期的船型壳体,而这就成为了潜艇速度蜕变的关键所在!
(苏联阿库拉级核潜艇,连围壳都与壳体融为一体)
流线水滴形艇体相比二战之前的船型潜艇来说,艇体湿表面积(在水中艇体与水的接触面积)要小很多,因此潜艇在水下的摩擦阻力要小上很多。而在水上航行时,由于潜艇的排水量和速度不断增加,潜艇在同样存在摩擦阻力的同时,兴波阻力(船在水面航行时击击起的波浪由于压力不均而对船体形成的阻力)大幅增加。
所以总结来看,其实现代流线型壳体潜艇的水上阻力要远远大于水下阻力的。阻力小了,可是没有功率强劲的发动机作为支撑那也是无济于事,众所周知,常规潜艇在水上浮航时可以使用后劲十足的柴油机作为动力,而在水下潜航时却只能用电动机消耗电池的电力进行航行,在二战之前,受制于相关技术的落后,电动机的功率一直提不上去,因此在水下速度也得到了很大限制。
(德国一战时U型艇动力舱)
冷战期间,东西方的对抗直接推动了潜艇技术的飞速发展,不仅诞生了澎湃动力的核潜艇,也催生了各种各样的常规动力潜艇,乃至于在水下也可以使用常规内燃机的AIP潜艇,正是因为多重因素的影响,潜艇的水下速度也是一日千里,最终超越了水面速度!