從“玩具模型”到“深海幽靈”，核潛艇一萬年也要搞出來

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導(dǎo)語：核潛艇作為深海幽靈，以核反應(yīng)堆作為動力裝置，水下持續(xù)航行時間可以達(dá)到60到90天，是大國戰(zhàn)略威懾力量的重要標(biāo)志。我國核潛艇研制起步晚，建造難度極高，當(dāng)年毛澤東被赫魯曉夫態(tài)度傲慢激怒，發(fā)下豪語“一萬年也要搞出來”，恐怕不知要到何時才能擁有這項具有戰(zhàn)略威懾力量的“國之重器”。

一、走出科幻：從“人力”到“核動力”的潛行進(jìn)階史

自1620年荷蘭物理學(xué)家科尼利斯·德雷爾制造出歷史上第一艘潛艇，潛艇經(jīng)歷了近400年的漫長發(fā)展與應(yīng)用。然而直到今天，常規(guī)動力潛艇依托的電池組受電量限制，續(xù)航力受到限制。

17世紀(jì)德雷爾建造第一艘潛艇

1942年，隨著世界上第一臺核反應(yīng)堆開始鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，人們就希望能將這種工作時近乎不需氧氣、僅需少量“燃料”的動力源裝在潛艇上，由此在1955年催生了世界上第一艘核潛艇——“鸚鵡螺”號。

作為擁有近乎無限動力的核潛艇,鸚鵡螺號徹底改變了潛艇

隨著美蘇等世界軍事大國陸續(xù)下水核潛艇，剛剛通過“一五”計劃邁入工業(yè)化道路、海軍發(fā)展尚處于萌芽狀態(tài)的中國，也希望發(fā)展出自己的核潛艇。

1958年我國首座原子試驗反應(yīng)爐投入運(yùn)行、第一艘仿制常規(guī)潛艇也已建成，以此為基礎(chǔ)，聶榮臻元帥呈送了《關(guān)于開展研制導(dǎo)彈原子潛艇的報告》并得到了批準(zhǔn)；最初代號“07”工程，后因不慎泄漏該工程性質(zhì)，再改為“09”工程，這也是后來核潛艇型號都以“09”開頭的起因。同年3月，我國核潛艇工程“上馬”，確立“先研制魚雷攻擊核潛艇，再搞戰(zhàn)略（彈道）導(dǎo)彈核潛艇”的分兩步走的方案，由此拉開了我國核潛艇的序幕。

二、從零開始：我國核潛艇源于“玩具模型”？

1958年我國海軍和有關(guān)工業(yè)部門著手研究設(shè)計機(jī)構(gòu)的組建工作，研究核潛艇小組當(dāng)時被調(diào)侃為“”三無工程”：無圖紙資料、無專家權(quán)威、無外來援助。此時國內(nèi)僅完成“二四協(xié)定”中常規(guī)潛艇的仿制工作，唯一的設(shè)計經(jīng)驗是在1959年完成的032-1型潛艇這種僅有30噸排水量小型試驗艇。而體現(xiàn)潛艇最高技術(shù)水平的核潛艇設(shè)計方面，不僅要考慮常規(guī)設(shè)備、武器性能，還需考慮核反應(yīng)堆這樣特殊的存在，結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)配置的難度更上一個檔次。

032-1型潛艇所開創(chuàng)的水滴型艇體、流線型圍殼、大型圍殼舵等設(shè)計

1959年10月，蘇共總書記赫魯曉夫訪華，毛澤東在會見時向他提出協(xié)助研制核潛艇的要求。赫魯曉夫傲慢地說：“核潛艇技術(shù)復(fù)雜，價格昂貴，你們搞不了！蘇聯(lián)海軍擁有這種戰(zhàn)略武器，同樣可以保衛(wèi)你們的國土。”他在訪問期間又宣布將援華的蘇聯(lián)專家全數(shù)撤回。據(jù)稱毛澤東一氣之下，把周恩來、聶榮臻、羅瑞卿等人找來，斬釘截鐵地說：“核潛艇，一萬年也要搞出來！”

毛澤東親自向赫魯曉夫提出協(xié)助中國研制核潛艇的要求

恰在方案論證時，我國一對外交官夫婦在回國的機(jī)場購物時偶然發(fā)現(xiàn)一個核潛艇模型——就買回國給孩子；有關(guān)方面聽說了有這么個玩具，就把它要來送到719所。包括黃旭華在內(nèi)的科研人員將其反復(fù)拆裝，測量、記錄、繪圖，結(jié)果驗證了他們此前設(shè)計思路的正確。

美國Renwal模型公司以華盛頓級戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇設(shè)計的模型

為進(jìn)一步驗證確認(rèn)，項目組為此專門建造了一個1:1木質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，解決核潛艇上所有設(shè)備、儀表、系統(tǒng)管路、電纜的合理布置和精確定位問題。并依托032型潛艇的設(shè)計經(jīng)驗，最終定下水滴型、雙殼艇體以及內(nèi)部構(gòu)造。與常規(guī)水面線型、鯨型艇體相比，在20節(jié)速度下可減少20%的航行阻力，流體噪音和水下操控性與穩(wěn)定性改善效果也很明顯。

三、挺進(jìn)深海：如何鍛造核潛艇的“生命邊界”？

耐壓殼是潛艇的核心結(jié)構(gòu)部件，其重量占潛艇總重的1/4-1/2,是潛艇浮力的主要提供者和深水壓力的主要承受者。為提高潛艇的各項戰(zhàn)術(shù)性能，盡可能增加潛艇的下潛深度，提高鋼的屈服強(qiáng)度是根本的辦法。

正在廠房組裝的潛艇耐壓殼體

中國從20世紀(jì)50年代開始試制超高強(qiáng)度鋼， 60 年代根據(jù)當(dāng)時國情和需要曾先后研制了3 種590MPa 級不同成分系的耐壓殼體用鋼。而綜合性能好的鎳鉻系921鋼即被選用為091型核潛艇耐壓殼鋼材。

在實(shí)際投產(chǎn)中，由于當(dāng)時采用平爐冶煉，鋼中非金屬夾雜物及硫、磷等雜質(zhì)含量高，使得091型核潛艇首艇耐壓殼的實(shí)際屈服強(qiáng)度僅有420MPa，但其性能仍遠(yuǎn)高于國內(nèi)正在仿制的033型常規(guī)潛艇所有的特種鋼，可以保證潛艇作戰(zhàn)深度達(dá)220米，極限深度250米。

進(jìn)入80年代后，隨著國內(nèi)冶金工業(yè)條件的改善，921鋼開始用電爐冶煉并以電爐加爐外精煉，然后開坯軋制及熱處理，其配套的鑄、鍛鋼也相應(yīng)進(jìn)行了工藝改進(jìn)從而演進(jìn)出921A鋼，使鋼材的實(shí)際屈服強(qiáng)度穩(wěn)定在590MPa；通過了全面鑒定后用于091型潛艇404號實(shí)艇建造，其作戰(zhàn)深度與極限深度分別提升到250米/305米。

上世紀(jì)80年代，我國潛艇鋼冶煉的關(guān)鍵設(shè)備：鋼包爐外精煉爐

四、潛行萬里：驅(qū)動潛艇的澎湃“核”心研制有何難點(diǎn)？

潛艇核反應(yīng)堆與陸上核電站運(yùn)行原理有一定相似；另一方面由于潛艇的內(nèi)部空間受耐壓殼尺寸限制,需要有緊湊的體積與較大的功率密度，堪稱“螺螄殼內(nèi)做道場”。因此我國確定了以安全穩(wěn)定的壓水堆驅(qū)動汽輪機(jī)動力構(gòu)型。

核潛艇壓水堆推進(jìn)系統(tǒng)示意圖

我國雖在1957年前即對船艇用核動力裝置展開了研究，但到60年代中期仍只有石墨氣冷堆與重水堆的設(shè)計制造經(jīng)驗。憑借外刊上一些船用核反應(yīng)堆的零星報道，在缺少必要實(shí)驗設(shè)備和現(xiàn)代化計算工具的情況下開始了設(shè)計工作。受限于當(dāng)年國內(nèi)工業(yè)水平僅能制造不到7米級直徑潛艇耐壓殼，選定核動力研究所提出將核動力裝置分散在堆艙、副機(jī)艙、主機(jī)艙等3個艙內(nèi)的布置方案。

第一代核潛艇陸上模式堆廠房

1965年7月核潛艇陸上模式堆技術(shù)設(shè)計方案敲定，同年9月在西南大山深處成立了909潛艇核動力研究設(shè)計基地，為了減少上艇風(fēng)險，并借鑒遵循了國外從陸地試驗堆到試驗艇的船用核動力發(fā)展路線，科研人員在909基地建立了一個與海上環(huán)境條件一模一樣的陸上模式堆，進(jìn)行模擬試驗，并在1969年完成了陸上模擬堆的施工設(shè)計。

1970年我國第一座壓水堆——核潛艇陸上模擬堆建成并投入運(yùn)行，船體在遼寧葫蘆島造船廠完工，同年12月26日，即毛澤東主席77歲大壽這一天中國首艘魚雷攻擊核潛艇在渤海灣下水，艇上四萬六千多個零部件，沒有用一顆外國螺絲釘，至此，中國成為全球第五個擁有核潛艇的國家。

從1971年開始，到1974年交艇，核潛艇分三個階段出海26次：進(jìn)行各種試驗近200項，反應(yīng)堆運(yùn)行數(shù)千小時，主機(jī)運(yùn)行數(shù)百小時，累計航程6000多海里，在各項試驗中獲取千萬個技術(shù)數(shù)據(jù)，完成了中國第一艘核潛艇的試驗試航任務(wù)。

1974年8月1日上午10時我國自主研制的首艘核潛艇“長征一號”正式交付，舷號為401，正式編入海軍戰(zhàn)斗序列。

094型戰(zhàn)略核潛艇亮相前的我海軍核潛艇，其中093和094并未公開亮相

中國的核潛艇一直以來都十分神秘，數(shù)據(jù)很少對外公開。長征1號服役后被定為091型核潛艦，在091型之后，20世紀(jì)90年代國內(nèi)一方面對091型核潛艇進(jìn)行現(xiàn)代化改造，建造了092彈道導(dǎo)彈核潛艇，使其在安靜性、探測能力、攻擊力、自動化水平基本達(dá)到甚至國際第二代核潛艇后期型水平；隨后又有新型的093攻擊核潛艦與094、094A型彈道導(dǎo)彈核潛艇，目前在役的核潛艇總數(shù)有15艘，另外至少有2艘在建造中，其核潛艇總數(shù)已僅次于美俄居全球第3。

結(jié)語：
中國建造核潛艇的時間比較晚，技術(shù)水平?jīng)]有美國和俄羅斯的好，在噪音和隱身水平上要比美俄遜色不少，我國核潛艇技術(shù)的追趕之路道阻且長。

近兩年來超高屈服度鋼材、超大型油壓機(jī)和8000噸級21米寬幅超大型數(shù)控船用卷板機(jī)、新一代一體化自然循環(huán)核反應(yīng)堆、無軸電推等技術(shù)的披露，制約我國核潛艇性能水平的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域也將逐步攻克。在不久的未來終將看到我國核潛艇迎頭趕上，在萬里海疆外為國家安全破浪前行。

參考文獻(xiàn)：

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