潜艇生命力 李营[等]编著 9787030762788 科学出版社

目录

前言

第一章绪论1

本章小结4

思考题4

第二章武器对潜艇的破坏作用5

第一节爆炸现象及其特征6

第二节普通装药武器空中爆炸对潜艇破坏作用8

第三节普通装药武器水中爆炸对潜艇破坏作用15

第四节核武器爆炸对潜艇破坏作用30

本章小结34

思考题34

第三章潜艇生命力基础理论35

第一节潜艇外形与主尺度35

第二节潜艇浮性45

第三节潜艇初稳性58

第四节潜艇大角稳性68

本章小结83

思考题83

第四章潜艇平时防沉85

第一节移动载荷时防沉85

第二节装卸载荷时防沉92

第三节装卸液体载荷时防沉101

第四节进出坞时防沉106

第五节下潜与上浮时的防沉117

第六节正确处理潜艇的负初稳度123

第七节潜艇大纵倾时的防沉129

第八节潜艇抗风浪计算143

本章小结149

思考题149

第五章潜艇破损抗沉150

第一节潜艇不沉性150

第二节潜艇水下抗沉156

第三节高压气在抗沉中的使用174

第四节破损潜艇从海底自浮187

第五节潜艇的水上抗沉197

本章小结203

思考题203

第六章潜艇水下动力抗沉204

第一节坐标系和主要参数204

第二节潜艇六自由度运动下的抗沉208

第三节危险纵倾时的操纵229

第四节升降舵故障时的操纵232

第五节损失浮力时的操纵236

本章小结240

思考题241

第七章潜艇防火防爆与灭火242

第一节火灾基本概念242

第二节潜艇构造上的防火防爆261

第三节移动式灭火器材269

第四节消防防护器材276

第五节潜艇灭火组织实施280

本章小结300

思考题300

第八章潜艇其他损害的预防与处置301

第一节潜艇舱室空气污染的预防与处置302

第二节潜艇舱室高温、高湿预防与处置329

第三节核潜艇核事故医学应急救援339

本章小结356

思考题356

第九章潜艇生命力评估357

第一节潜艇生命力评估模型357

第二节潜艇生命力量化评估模型360

第三节潜艇设计中的生命力指标要求365

本章小结368

思考题368

参考文献369

潜艇生命力

第一章绪论

一、潜艇生命力

潜艇是一种具有良好隐蔽性、机动性，较大续航力、自给力和强大突击威力的平台。它既能在水面航行，又能潜入水下，在一定深度范围内进行机动，并利用水层掩护，实施隐蔽接敌活动，对敌发动突然袭击。在两次世界大战中，潜艇发挥了巨大的作用，尤其是德国潜艇的“狼群战术”，对英国等国家的大西洋补给线造成了非常严重的破坏。战后，各国都非常重视潜艇的发展，潜艇已经成为各国海军力量的重要组成部分。更为重要的是，它已经成为很多国家海基核打击的重要平台，是一个国家保持*后核打击能力的撒手锏。

攻击能力是潜艇战斗力的主要体现，但生命力也是潜艇战斗力不可缺少的重要内容，生命力不强的潜艇，再强大的攻击能力也无法得到充分的发挥。另外，潜艇的生命力不仅指其初始设计的防护能力，即潜艇完好状态时的防御能力，还包括潜艇在受到损害后保持其性能的能力，即潜艇的抗损性，这是保证潜艇在战斗全过程中保持适当作战能力的关键。

潜艇生命力是指潜艇抵抗各种损害，最大限度地保持和恢复航行和战斗的能力。其中抵抗各种损害是手段，保持、恢复航行和战斗的能力是目的。潜艇生命力是需要通过优化设计和精良建造而赋予潜艇的一种能力。

现代海战中，潜艇面临多方面的武器威胁，既可能在水下遭到鱼雷、深水炸弹、水雷的攻击，也可能在水面受到导弹和炸弹等武器的威胁，因此，潜艇在海战中遭受损伤的概率很大。同时，潜艇的主要工作环境是水下，海流、海深、海底环境参数和海水（温度场、盐度场）的梯度变化等都会对潜艇造成影响，而潜艇在水下运动的稳定性比在水面要低，因此潜艇遭遇险情的可能性要高于水面舰艇。与水面舰艇相比，潜艇空间狭小，武器设备密集，一旦发生损害，蔓延速度快；同时，潜艇布置紧凑，损害管制（损管）操作的可行性差，这也降低了损管的有效性。因此，潜艇在水下发生损害往往比水面舰艇更为严重。表1-1-1为各国海军2000年以来发生的主要潜艇事故，都带来了非常不好的影响，甚至灾难性的后果。

表1-1-1中案例充分说明了潜艇损害随时可能发生，其生命力随时可能降低，甚至造成装备受损、艇毁人亡。因此，潜艇生命力的研究目标就是要规避、抵抗威胁和损害，有效地保存自己，为持续战斗提供必要的条件。潜艇生命力研究的内容很广，它不仅涉及潜艇遭到破损后的不沉性、艇体的破损剩余强度、防火防爆性能、武器和技术装备的抗损性、潜艇和艇员防护以及对损害的管制行动等方面；还包含消磁、消声、抗导弹系统、电子干扰、电子对抗以及隐身技术等。从广义角度讲，潜艇生命力包括了损害发生前的规避能力（含隐身能力，机动规避能力，软、硬对抗能力）、损害发生后的抗损性和修复性三个方面。这几个方面决定了潜艇规避、抵抗和恢复损害的性能，构成潜艇的广义生命力。

本书研究的生命力指的是狭义生命力，即上述广义生命力含义中潜艇由于战损或灾害遭受损害后的抗损性。海战和海损事故中潜艇可能遭遇的主要灾害主要包括： 潜艇破损进水，造成潜艇抗沉性能降低，甚至倾覆或沉没；潜艇起火或爆炸；武器和技术装备遭到破坏；艇员受到伤害。因此，潜艇生命力的研究内容是防沉抗沉、防火防爆、技术装备抗损及人员防护，其中防沉抗沉与防火防爆是本书的重点。

二、 保障生命力的基本原则与措施

为了抵抗这些灾害，保障潜艇生命力的工作必须建立在预防的基础上。在潜艇的日常维护和管理使用时，在损害未发生之前，必须严格遵守以防为主的原则，在结构设计、器材配置、潜艇机动和艇员行动上，要设法防止灾害发生，或使灾害发生的可能性最小，这就是“预防”原则。在破损灾害发生后，应极力限制其蔓延，使其局限在最小范围内，产生的影响与后果最小，这就是“限制”原则。在破损灾害的扩散蔓延得到限制后，应该立即消除破损灾害及其所造成的影响，最大限度地保持和恢复潜艇的各项性能，恢复潜艇的正常状态，这就是“消除”原则。“预防、限制、消除”是保障潜艇生命力的基本原则。

保障潜艇生命力的工作，贯穿于从潜艇设计建造到整个服役使用全过程中，潜艇设计者、建造者和使用者都应根据“预防、限制、消除”这个基本原则，主要从以下三个途径来保障和提高潜艇的生命力。

（一）设计构造措施

在潜艇原始设计和改装设计时，人们开展潜艇生命力论证，合理设计艇体、各系统、装置、各种技术装备、配置损管器材等，保证潜艇、装备、系统等具有良好的生命力。

（二）组织技术措施

从组织技术措施上保障潜艇生命力，就是从人员的严密组织和技术器材的正确管理使用等措施上保障潜艇生命力。如颁布相应的条令、条例和规章制度，加强损管组织及艇员的损管训练，熟练损管器材的使用，预防进水、火灾爆炸、设备故障，使艇员和损管技术器材保持常备不懈，保持潜艇设计建造时所赋予的生命力水平。

（三）艇员损害管制

设计构造措施和组织技术措施是潜艇生命力的物质保证，保障潜艇生命力最终要落实到艇员的损管活动，即潜艇一旦发生破损灾害，艇员应能迅速确定损害范围、性质，采取一切措施，恢复所要求的潜艇功能，即开展有效的损害管制，降低损害对潜艇的危害和影响。

三、 潜艇损害管制

潜艇损害管制（损管）是指所有保障潜艇生命力活动的总称，主要包括损管指挥、损害预防、损管行动、损管装备器材配置与管理等。

潜艇损管的基本任务是预防、限制和消除各种损害，保持、恢复潜艇生命力。为此，无论平时和战时都应重视潜艇损管，将损管训练作为潜艇的一项经常性战备训练工作，既要在平时积极做好预防工作，又要在发生损害时迅速有效地限制和消除损害，最大限度地保障潜艇的航行和作战能力。

本章小结

本章介绍了潜艇生命力和损害管制的基本概念。讲述了生命力的定义和研究内容、保障生命力的基本原则与措施，以及损害管制的具体含义和基本任务。

1.潜艇生命力的定义是什么？

2.请简述潜艇生命力与战斗力之间的关系。

3.保障潜艇生命力的基本原则与措施是什么？

4.潜艇损害管制的具体含义和基本任务是什么？

第二章武器对潜艇的破坏作用

第二章武器对潜艇的破坏作用

潜艇生命力研究的是潜艇受损情况下的生存能力。潜艇受损的主要原因是武器攻击、环境灾害、事故或故障。对于潜艇生命力来说，敌方武器攻击造成的损害是关注的重点。了解各类武器攻击对于潜艇的破坏作用，是艇员合理、科学进行潜艇损管行动的基础。

潜艇可能遭受的攻击武器主要有深水炸弹、水雷、鱼雷、航空炸弹、反舰导弹、舰炮及核武器等。熟悉上述武器的特点及其对潜艇的攻击方式和破坏作用的特点对于研究潜艇生命力至关重要。

深水炸弹是攻击潜艇的主要武器之一。在第二次世界大战中，水面舰艇用深水炸弹和火炮共击沉潜艇368艘，约占潜艇损失总数的30.3％。

19世纪初，水雷开始出现在海战场。第一次世界大战中（1914～1918年），潜艇因触雷而沉没的有57艘，占潜艇沉没总数的21％。第二次世界大战中（1939～1945年），触雷沉没的潜艇数量大幅度减少，仅41艘，约占潜艇损失总数的3.4％。

鱼雷是海军特有的武器，也是潜艇携带的主要武器。在第二次世界大战以前，鱼雷大多以直航鱼雷为主，对潜艇的攻击作用有限。第二次世界大战后，鱼雷有了许多新发展，主要在制导方式上有突变，出现了具备自动寻找目标功能的鱼雷。在装药品种上，采用了威力相当于TNT 1.6～1.7倍的混合装药，尤其出现了专门的反潜鱼雷，如美国MK46、 MK48鱼雷，鱼雷对潜艇的威胁越来越大。

航空炸弹用于袭击军舰的历史比较短，但发展很快。在第二次世界大战中，被飞机携带的航空炸弹击沉的潜艇共457艘，约占潜艇损失总数的37.6％。第二次世界大战后，美欧各国继续改进和发展航空炸弹，如制导炸弹等新型炸弹，命中精度达70％以上。可见，未来战争中，航空炸弹对潜艇的安全威胁仍不能忽视。另外，对于水面状态的潜艇，反舰导弹、舰炮都会对其安全构成威胁，也是影响其安全的重要武器。

上述武器都会对潜艇的安全造成严重破坏，其中最典型的特征就是潜艇发生爆炸现象。本章将从爆炸现象入手，分析潜艇爆炸的特点，及其对潜艇的危害和影响。

第一节爆炸现象及其特征

一、 爆炸现象

爆炸是指一种极为迅速的物理、化学、核的能量释放过程，在此过程中，系统的内在势能转变为机械功、光和热的辐射等。爆炸对外做功的根本原因就在于系统原有高压气体或爆炸瞬间所形成的高温高压气体的骤然膨胀，从爆炸性质看，可以分为以下三类。

（一）物理爆炸

物理爆炸是指由物理变化引起的爆炸，爆炸前后，物质及化学成分均不改变。

蒸汽锅炉或高压气瓶的爆炸均属此类。蒸汽锅炉爆炸是由于过热的水迅速变为热蒸汽，造成的高压冲破容器阻力；高压气瓶爆炸是由于充气压力过高，超过气瓶强度而发生破损。潜艇上装载着大量的高压空气瓶，在遭受武器攻击时极易发生物理爆炸。

（二）化学爆炸

化学爆炸是指由化学反应引起的爆炸，其能量主要来自化学反应能。

炸药的爆炸以及甲烷、乙炔以一定的比例与空气混合所产生的爆炸，都属化学爆炸现象。潜艇上装载的鱼雷、水雷等攻击武器也可能发生自爆，同时敌人武器命中引发的爆炸，也是典型的化学爆炸，例如俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇因鱼雷引发的自爆事件。

（三）核爆炸

核爆炸是指能量由核裂变或核聚变所产生的一种爆炸，即核裂变（如U235的裂变）或核聚变（如氘、氚、锂的核聚变）反应所释放出的核能。核潜艇上布置的反应堆和装载的核弹一旦失控，就有可能引发核爆炸。

上述三类爆炸中，物理爆炸的特点是瞬时放热；核爆炸除了瞬时放热外，还有放射性等其他作用特点，但由于核爆炸后果严重，因此人员管理严格、防护措施到位，很难发生核爆炸。本书不对这两种爆炸作详细阐述，下面简单介绍化学爆炸的典型代表——炸药的爆炸特点。

二、 炸药爆炸的基本特征

从热力学角度讲，炸药是一种相对不稳定的系统，即它在外界因素作用下，能够发生高速的放热反应，同时造成强烈的呈压缩状态的高压气体。炸药爆炸过程具有三个基本特征，即过程的放热性、过程的瞬时性、过程中生成大量的气体产物。三个条件是任何炸药爆炸所必须具备的。三者互相联系，缺一不可，否则炸药也就失去了它们的效力。

《潜艇生命力》主要讲解了潜艇生命力的基础理论和实践应用。首先阐述了潜艇生命力对于保障潜艇安全、提高潜艇战斗力的重要意义；其次介绍了潜艇静力学条件下的浮态与稳度的变化规律，形成生命力基础理论，之后将该理论运用到潜艇平时防沉、破损抗沉工作中，指导实践应用；再次针对潜艇火灾等其他损害，讲解了潜艇防火防爆等内容；最后介绍了潜艇生命力评估模型、指标等内容。