中国潜艇为什么都是十字舵？为什么潜水艇能够在水中沉浮自如地航行？

大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下中国潜艇为什么都是十字舵的问题，以及和为什么潜水艇能够在水中沉浮自如地航行的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！

本文目录

1. 我国有X型尾翼潜水艇吗有相应的制造技术吗
2. 中国元级常规潜艇是什么情况
3. 潜艇能够短时间倒退航行吗
4. 为什么潜水艇能够在水中沉浮自如地航行
5. 潜艇为什么能潜入海底其运用了哪些原理呢

我国有X型尾翼潜水艇吗有相应的制造技术吗

首先，一句话回答：“我国目前的军用潜艇没有实际投入使用X型尾舵，但是已经有相关的研究和技术储备”，制造能力肯定是有的，但是实际可靠性“不得而知”，毕竟试验和实际装备之间还是有很大不同的。其次，关于潜艇的操纵面（舵、稳定翼和其他控制面）的构型设计，还是存在比较大的分歧，不仅仅是在尾舵构型上，其他如艏水平舵是采用“围壳舵”还是“艇艏舵”、是采用固定式还是可收折式，都需要结合本国的使用需求、技术能力来选择。

潜艇尾舵除了上图所示的X构型外，还存在十字型、木字型、H型、米字型等诸多形式，当前使用最为广泛的潜艇尾舵构型仍然是“十字舵”，但是西方国家已经逐渐注意到X舵的优点，并且开始在常规潜艇上试验或使用，应当说在X舵未来至少在常规潜艇上使用的前景非常广阔。

1、X型尾舵的机动性能更好，无论是在垂直面还是水平面上X型舵都具备良好的稳定性，同时水动力性能比较突出：

通过构建数学模型和试验分析，可以发现在同等条件下（如同型艇体，在同一航速下，X舵面的表面压力明显小于十字舵），潜艇采用X型舵的阻力系数比十字型舵潜艇小约10%，因此X型舵的阻力性能优于十字舵。

当潜艇在航行过程中采用变攻角动作时，十字舵潜艇和X型舵潜艇升力指都会随攻角变大而增大，但是在任何攻角状态下，X舵的升力值都会比十字舵大10.5%左右，所以X舵潜艇的升力性能要明显由于十字舵。

通过研究试验和数学模型分析，在相同攻角航行状态下，采用X型尾舵的潜艇，其尾部流场分布十分均匀，而十字舵尾部流场则比较杂乱。因此，X型舵相较于十字舵更有利于潜艇螺旋桨的推进效率。

2、X型舵受使用环境限制较少：一般来说，潜艇尾舵的效率与其舵面长度和面积成正比，但是为了避免舵面与岸壁或者港壁碰撞，十字舵的水平舵面长度要受到限制；为防止坐底或者在潜水区活动时舵面受损，十字舵的下部垂直舵面长度也要受到限制，因此其尾舵效率不可避免的受到影响。而X型舵成45°对称布置，则能做到在更大面积和长度舵面的同时，横向尺度不超过艇宽，垂向尺度不超过基线（展弦比大、舵效高），明显同等尺寸下，效率更高，或者同等效率下，水平和垂向尺度更小，活动区域受限制更少。

除此以外，X型舵还具备“桨舵间干扰低、噪声小；单舵、双舵失效仍能保障潜艇的安全，抗沉性强；四面舵板可以设计为一致构型，利于标准化生产”等诸多优势，这里就不异议细讲了。

虽然X型尾舵具备以上多种优点，并且在美欧已经经过几十年的研究、试验和装备，但是像绝大多数设备机构一样，都不可避免的存在一些缺点：

1、控制系统难度大，X舵的每一具舵面都有独立的操舵系统，计算机控制、等效舵角显示和软件编程比较复杂，人工操舵也很困难，需要具备强大的自控技术。

2、相较与十字舵来说，X舵的传动机构更为复杂，造价比较高。需要一定的经济基础和强大的机械可靠性保障。

3、X舵潜艇不适合在北极等高寒海域活动，因为破冰上浮时，X舵比较容易损坏。

中国元级常规潜艇是什么情况

感谢邀请，回答这个问题前首先要搞清楚一点。即根据中国海军命名条例，中国潜艇是以字母和数字命名.中国核潜艇目前的4个型为091、092、093、094，其中09是核潜艇代号，后面的数字为型号，单数表示攻击型核潜艇，双数为战略核潜艇。但北约将091型称为“汉”级，092型称为“夏”级，094型为“晋”级……这种级别命名方式都采用了中国的朝代名。之所以这样命名是因为过去中国潜艇发展一直很缓慢，北约军事装备命名委员会用中国更迭一样缓慢的朝代来命名中国潜艇，这种命名方式带有相当的侮辱性质。但是到了新世纪，随着中国海军建设速度加快，再加上中国海军一贯“小步快跑”的发展策略，出现了型号繁多的新型潜艇，朝代越来越不够用了，所以造成了现在的北约代号命名十分混乱。即有人认为039A是“元”，也有人认为039B是“元”，甚至还有人杜撰出一个所谓的041，认为这个并不存在的所谓041是“元”。因此你问“元”级怎么样，这个问题有点笼统，因此接下来我会拆开来回答

PS:题主的图是039B出口型号S-20

093攻击型核潜艇094战略核潜艇

中国039A型潜艇，北约代号“元”，武汉造船厂建造，首艇于2004年5月31日下水，第二艘同年12月下水。长77.6米，宽8.4米，吃水5.5米，水上排水量2300吨，水下排水量3600吨，水上更高航速12节，水下更高航速20节。动力系统为AIP混合动力系统。航程约6500海里，乘员65人，配备有舰首533mm鱼雷管6具，也可以发射鹰击-82潜射反舰导弹攻击水面舰艇039A型潜艇（北约代号，“元”）

为了提高国产常规潜艇的研制起点，同时迅速扩充中国海军新型潜艇的数量，从上世纪90年代起，中国海军从俄罗斯引进了12艘基洛级潜艇，基洛级的突出特点就是安静性能好，艇体大型化，因此通过消化、吸收该艇设计特点，相关单位研制了039A型潜艇。一张珍贵的基洛级首艇B-248艇照片

常规潜艇为追求更大水下航程，经过多代科研人员的努力攻关，终于研制出相对完善的AlP系统。AIP系统就是不依赖空气的推进系统。最早产生于二战期间，苏联和德国几乎同时开始研究。苏联采用液态氧和柴油驱动一个闭式循环发动机，德国是利用高浓缩的过氧化氢，产生蒸汽驱动涡轮机，在这些艰苦的尝试后取得了一定的宝贵经验。二战后至今，经过不断努力，这项技术逐渐进入实用阶段。“元”级潜艇使用的AIP系统为国产化的“斯特林”发动机，该系统比瑞典的原型斯特林发动机功率更大，039A的服役使得中国大陆海军成为东亚地区更先装备AIP潜艇的国家。关于“斯特林”发动机有兴趣可以自行百度，此处不再赘述

039A型潜艇更大的特点就是采用了水滴线型艇体，这是国产常规潜艇之一次采用了这种艇体，它提高了潜艇的水下作战能力，它还有一个技术突破就是采用了AIP推进技术，根据海外的资料，039A潜艇的AIP系统是斯特林发动机，这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气（或氦）作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程，可以不依赖于空气进行工作，可以长时间在水下潜航，部分解决了常规潜艇需要频繁上浮充电的缺点，它的配备让国产常规动力潜艇的水下作战能力有了一个质的飞跃

039A艇艏部圆钝，舯部为轴对称的圆柱体，艉部为回转体锥尾，并采用了单轴单桨推进形式和十字型尾操作面结构。艇身敷设了消音瓦，对于降噪有很大的帮助，但艇体两侧还是各有一排开口，水流过时容易产生较大的噪音。前水准翼位于帆罩两侧，在尾部布局上采用了回转体锥尾和十字舵布局，单轴单桨推进形式，推进器为一具高曲度七叶螺旋桨。水滴形艇体是目前所有艇形中水下阻力最小的艇形。采用这种设计，显著减小了潜艇的水下航行阻力，提高潜艇水下航行性能，采用七叶螺旋桨可以可以进一步降低电动机轴速，显著改善潜艇的隐蔽性能。同时采用双层弹性垫座、发动机加装软垫等措施，使元级潜艇噪音大幅降低，推测应该能达到至少接近有“大洋黑洞”的绰号的基洛级潜艇，降噪措施这方面之后会做详细介绍

由于039A型潜艇采用了较多的新技术，在研制过程之中，不可避免的存在许多问题，所以相关科研单位通过对这些问题的分析和研究，有针对性的进行改进，研制成功了更加先进的039B型潜艇。039B长66米，高8.2米，更大下潜深度300米。其水上排水量1850吨，水下排水量2200吨，更大速度18节，更大航程8000海里/16节航速，可出海60个昼夜。航海条件为海况4级，更大不超过海况6级。双壳体设计，38名水手，这意味着039B的自动化程度进一步提高。039B型潜艇（“元”级改）

039B型潜艇仍旧采用了水滴线型艇体，与基洛级略微不同的是，039B型潜艇采用的是长水滴形设计，也就是艇体相对较长，相应的长宽比较大，这样设计主要是提供较大的内部空间，可以让艇体设备的安装更加方便，也可以配备更多的载荷，改善人员工作环境，但缺点是航行阻力有所增大，对于潜艇的机动性能也有所影响。指挥塔围壳是039B型潜艇一个重点改进的方向，指挥塔壳的线型进行了优化，部分采用了三元流体线型设计进行了优化，它的顶部平滑，不容易引起水动力噪声，也有助于改善指挥塔前缘水流分离现象，抑制涡流产生，这样指挥塔对于潜艇尾流的影响减少，从而提高潜艇的安静性能，提高了潜艇的隐蔽能力，另外就是指挥塔的体积和高度减小，阻力也比较小，有助于提高潜艇的稳定性能和机动性能。

091型核潜艇，长征4号404艇

由于中国早就掌握水滴形艇体的技术设计，也曾在091和092级核潜艇上就应用过。“元”级采用的水滴形艇体加上中国成熟的围壳水平舵和艇尾十字尾舵，使得它具有了极好的航行操作性。

另外，“元”级潜艇的围壳与以前中国的其它型潜艇相比，不但高度显著降低，而且外形和适航性大大提高。这种同样也是水滴形的围壳，从整体上来看，较丰满的围壳与短粗的艇身配合起来，即美观又阻力小。因此，“元”级改(039B)应该是中国已服役的常规潜艇中，适航性和耐波性更好的潜艇。

潜艇消声瓦（图中块状物）

在降噪措施上，“元”级及其改型潜艇几乎整个艇外壳都覆盖了橡胶消音胶板。潜艇外壳覆设隔音胶板后，即削弱潜艇自身机械传动产生的噪音向艇外辐射，也大大降低敌方主、被动探测声纳的搜获距离和搜获几率。因此可以断定，“元”级及其改型潜艇是中国国产现役潜艇中，外形最隐形也就是隐身性能更好的常规潜艇。

此外，根据获得的情报分析，“元”级及其改型已经采用了低转速大扭矩柴油机和新型消振浮座（也叫减震浮伐）技术。使用低转速大扭矩柴油机，可以显著降低由发动机而产生的机械噪音。潜艇发动机和减速机这两个更大的噪声源都装在消振浮座上，潜艇发动机和减速机与消振浮座之间用弹性专用消振垫隔离，消振浮座用液压弹性联结吊挂在艇体上，这样，艇内噪声源所产生的噪音就无法直接传向艇体。在加上“元”级及其改型使用了七叶高弯角大侧斜螺旋桨，使得该艇的推进效率大大提高，由螺旋桨产生的噪音大大降低，也大大减少了由螺旋桨产生的气泡量，减少了暴露的几率。

由此，“元”级及改型潜艇的消音链就形成了发动机和减速机——消音弹性垫——消音浮座——液压弹性吊挂系统——推进螺旋桨——消音橡胶板五层消音措施，所以“元”级的静音效果是中国国产潜艇中更好的一点没错！

“元”级及改型艇的水滴线型艏部圆钝，艏部空间较充裕，艇艏上部用于布置六具鱼雷发射管后下部还有较大空间安置声呐基阵。因此“元”级艇在艏部可以布置体积大、发射功率高、空间增益好、工作频率低、探测距离更远的新型综合声呐，大大提高了“元”级艇的搜索与跟踪距离。【据称为改良自法国的DUUX-5型拖曳阵列侦听声纳（用于远程反潜093曾用过法国原型）】这些声纳已经试用技术成熟、经改进后装在“元”级上无技术风险。

艇艏部圆钝，空间较为充裕，上部用于布置六具鱼雷发射管后，下部有较大空间用来布置体积大、功率高的圆柱状综合声呐基阵。

在舷侧还布置了新型舷侧测距声呐，通过布置在两舷平行于艏尾线上的各三组换能器阵，利用噪声信号到达各换能器组的相位差（声波传递时延效果），即可快速计算出目标的距离信息。这避免了以前中国没有装备舷侧测距声呐的老式潜艇，通过整艇机动数个阵位才能计算目标距离的情况。减少了中国潜艇攻击目标时用于探测、计算目标方位的时间，有效提高了中国常规潜艇的快速反应、快速打击能力。

“元”级的主电脑是国产某名牌军用加固型，运算速度极快，可同时处理各分系统传来的各类数据信息，并正确及时的发出指挥指令。已实现数字化的指挥、控制、武器管理系统，与艇上的信息时势数据链系统组成艇上的C4I系统。

光电桅杆是新型的 *** 透艇壳CCD一体型，探测雷达使用了自某国进口的引进改良型。

该艇重点是装设了中国某潜艇学院教授研制的水下精确导航定位系统（093、094核潜艇也要装备）。这套系统的导航定位精度极高，是目前世界上更先进的，可极大的提高水下发射导弹的攻击准确性。

因为潜艇部队十分注重保密传统，所以039A/B的武器配置信息少之又少，因此只能通过已经公开的前一型号，即039（“宋”级）来推测。039型潜艇（“宋”）

在武器分配上，宋级潜艇艇首装有6具鱼雷发射装置，具有全深度发射武器和布放水雷的能力，其中两具可发射线导鱼雷，其他可发射声自导鱼雷和潜射导弹。更大武器携带量为18件，通常为6枚线导鱼雷、6枚声导鱼雷、6枚潜射导弹，水雷则可携带30枚。还装备有可从鱼雷管发射的潜射反舰和反潜导弹。潜射鹰击一号导弹（C801）更大射程45公里，弹头165公斤，可有效攻击中小型水面舰艇；长缨一号反潜导弹（CY－1）的更大射程约20公里，弹头为仿制的MK46反潜鱼雷。因此可以推测039A/B至少不会低于这个水平，而新配备的鹰击82潜射反舰导弹，射程从C801的45公里提高至100公里以上。C801反舰导弹发射鹰击82反舰导弹

以色列海军“萨尔”5型“哈尼特”号隐身轻型护卫舰

2016年7月14日晚8时30分，正在贝鲁特外海约16千米处游弋的以色列海军“哈尼特”号隐身轻型护卫舰，突然被黎巴嫩武装发射的一枚朗仿制中国的C802型反舰导弹击中尾部直升机平台，随即发生爆炸燃起大火，战舰内部的操作系统亦遭到破坏，数名舰员为此丧生。

2013年11月13日，正在对我国进行正式访问的美国海军作战部副部长福格森海军上将在宁波参观了东海舰队新型导弹驱逐舰长春舰、刚刚入列的轻型护卫舰上饶舰和“元”级（039A型）AIP潜艇远征33号333艇，期间跟随上饶舰出海，动态观摩了官兵训练及舰艇的指挥、武备、通信和动力系统——这是美国海军代表团时隔4年，再次随中国军舰出海观摩。福格森海军上将登上东海舰队039A型潜艇远征33号333艇福格森海军上将在333艇潜艇内部

另外2015年7月巴基斯坦与中国签订了一份数十亿美元的协议，为巴基斯坦海军采购8艘“元”级最新改进型039B的出口型号S-20型潜艇。2016年7月1日泰国国防部长巴威·翁素万宣布，该国将从中国购买3艘潜艇，价值约为10亿美元。美联社援引翁素万的话说，海军方面将寻求泰内阁批准，力争实现65年来首次购买潜艇。039B潜艇出口型S-20

写在最后，本来是想拿鬼子号称“世界最强”常规潜艇的“苍龙”来比较一番的，但是拼数据不一定有意义，要看潜艇在各自作战体系中的分工和各自体系的优势、劣势。单纯的数据比较实在没有什么意义，也就作罢了。自动化水平，039B乘员和日本的苍龙半斤八两。日本的aip系统是从瑞典引进的，但它们所引进的V4-275R机组功率低于我们引进并已经实现自产的2R71B，而“苍龙”的排水量却比039A/B大了500吨，所以动力方面日本是没有优势的。除了更大潜深超过039，实在想不出来“苍龙”还有什么优势。斯特林本来就噪音巨大，日本却塞了4台斯特林进去，日本的潜艇降噪技术怎么样咱不怎么清楚，不好胡说。这里只举个例子，结论请大家自己思考与基洛同属于1980s晚期的春潮级，噪声级比基洛大15+dB，即使经过20多年的发展脚盆家的潜艇水平上去了，可谁家又不是在发展呢？

潜艇能够短时间倒退航行吗

和水面舰艇一样，潜艇也具备水面、水下倒车功能，能短时间倒退航行，这也是其机动防御机制之一。

通常螺旋桨倒车可以辅助刹车，快速降低航速。在潜艇进入港口停泊时，就可以开启倒车档，降低速度。

另外，潜艇经常会到敌方港口执行近岸侦察任务，若敌方港口水道狭窄、不便机动，潜艇就需要用倒车功能悄悄撤退。

▲狭窄的水道，想转向非常困难

大海变幻无常，无风三尺浪。当恶劣天气来临时，海面上大雾弥漫视线极差，还有很多避风停泊的货轮、渔船。为了躲避它们，潜艇通常在工作深度潜航。

但在一些浅水区域，潜艇下潜深度受海底地形限制，只能以潜望镜深度航行。当遇到意外障碍物时（如雾中突然现身的货轮），潜艇无法绕行又不能潜航，就需要紧急倒车躲避。所以潜艇倒车功能必不可少。

▲海上大雾，有时候根本看不见船，到近处才突然出现。

但潜艇倒车实在不怎么好玩，过程中充满了危险和意外。

潜艇发展到现在，所有设计都是为正向航行而优化的。比如水滴型、雪茄型、鲸型等潜艇外形，这些艇型前后不对称，主压载水舱、纵倾均衡水舱位置不同，重心也在不断变化之中，已经不太适合倒航行驶。尤其是单桨水滴尖尾型潜艇，如苏联“阿尔法”级更不适合倒航。

▲苏联“阿尔法”级水滴型外形

潜艇的艇首水平舵负责调整深度，艇尾方向舵负责航向，各舵面力矩正向行驶时匹配良好。但潜艇方向舵与水面舰艇不太一样，水面舰艇方向舵在螺旋桨后面，能利用螺旋桨产生的高速水流提高舵面效应，而大部分现代潜艇的“十字型”和“X型”尾舵在螺旋桨前面的艇身上。

当潜艇螺旋桨倒转时，高速水流让方向舵变得更加灵敏，操舵人员需很小心的转动方向盘，才能保持方向稳定。

同时潜艇从正向行驶到速度为0，再到后退，整个艇身经历了一个水动力大幅变化过程，操纵性和稳定性大幅下降，很容易出现艇首抬首、埋首等现象，深度也不好控制，一不小心就会失控陷入危险。

1981年，美国“核潜艇之父”乔治·里科弗上将，就因为“拉霍亚”号核潜艇在试航期间的一次倒车事故而被迫退休。

虽然潜艇倒车非常危险，但在生死攸关的战场上，倒车也可以作为一种诱敌战术使用。螺旋桨倒转时产生的空泡现象非常明显，会产生极大的噪声，且与正常的声纹特征明显不同。

▲螺旋桨空泡现象

有些艇长会利用这种噪声迷惑敌方水面舰艇的声呐操作员，使其形成思维惯性，然后潜艇突然由倒车转入正向航行，便能摆脱敌人声呐追踪，抢占有利阵位或消失的无影无踪。当然，这是一种非常惊险的战术，非高手和赌徒不敢用也。

正常情况下，潜艇在水下很少倒车，除了操纵性变差之外，还有一个重要原因就是现代潜艇普遍装备了拖拽线列阵声纳和拖拽天线等设备。

这些设备长长的线缆在潜艇尾部依靠速度展开，若潜艇倒车，这些线缆就会缠绕到螺旋桨上，造成严重事故。

另外，越来越多的潜艇装备了泵喷推进系统。这种系统在传统螺旋桨外增加了一个环形导管，能屏蔽螺旋桨噪声，提高推进效率。但又长又大的导管也大大限制了水流速度和方向，使潜艇低速航行和倒车效率比传统螺旋桨更低。

▲美国弗吉尼亚级潜艇上的泵喷推进系统

总之，潜艇具备倒航能力，在靠港停泊、狭窄水道、遇到障碍物及某些特殊作战环境下会使用，但一般情况下不用。

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为什么潜水艇能够在水中沉浮自如地航行

普通的舰船只能在海面上航行，可是，潜水艇却既能在水面航行，也可以下沉到海洋深处，在水里潜行。潜水艇为什么能沉下去、浮上来呢?这是重力和浮力变的戏法。因为任何物体在水中，除受到竖直向下的重力外，还受到水对它向上的浮力。当浮力大于重力时，物体就能浮在水面上；当浮力小于重力时，物体就下沉；当浮力等于重力或两者相差很小时，物体就可“悬浮”在水中一定的位置。

所以，只要调整潜水艇的重力和浮力的差值，它就能沉下去、浮上来了。但是，潜水艇艇体的形状是固定不变的，它在水中受到的浮力也是一定的。因此，要调整这个差值，只能从改变潜水艇的自身重量方面着手。潜水艇的艇体由内外两个壳体构成，在内层壳体和外层壳体之间的空隙里，分隔出若干个水舱，称为压载水舱。

每个水舱都装有进水阀和排水阀。浮在水面上的潜水艇如需下沉，只要打开水舱的进水阀，让海水迅速灌满各个水舱，潜水艇的重量增加了，当重力超过浮力时就会下沉。在水下的潜水艇若要上浮，只要关闭水舱的进水阀，用压力极大的压缩空气把水舱里的水通过排水阀压出去，潜水艇的重量减轻了，浮力又大于重力，它就会向上浮出水面。

如果潜水艇要在海平面和海底之间的水中潜游，则可让部分水舱进水或排放部分水舱里的水，调节潜水艇的重量，使重力等于或稍大于浮力，这时，潜水艇就能在深浅不同的水域中潜游了。同时，潜水艇还设有升降舵，装在潜水艇的首部和尾部。当潜水艇在水中航行时，首部的升降舵向上，尾部向下，潜水艇就上浮；首部升降舵向下，尾部向上，潜水艇就下沉;当升降舵保持水平位置的时候，潜水艇就能在水下一定的深度中向前航行了。

潜艇为什么能潜入海底其运用了哪些原理呢

谢谢，邀请。

潜水艇潜水原理：靠改变潜自身重实现潜水。

潜艇有多个潜水舱，当潜艇下潜时就往蓄水舱注水，使潜艇重量增加超过自身重量，潜艇下潜。

好了，文章到此结束，希望可以帮助到大家。

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