單殼體、單軸推進、降低儲備浮力——這個結論相當出人意料！

蘇聯 661 工程核潛艇：通往“金魚”的艱難之路

每當談到蘇聯核潛艇，尤其是第一代核潛艇時，通常必然會提到 661 工程。有人是因為它極其獨特的綽號（“金魚”），有人則是由于它獨一無二的技術性能。這確實是蘇聯工程師創造的一艘絕無僅有的潛艇，最有趣的是，它原本可能完全是另一種樣子，與其“戰友”們的差異甚至會更大。這份來自第 45 中央科學研究所（ЦНИИ-45）的資料，講述了該艦設計過程中走過的艱辛道路。

[一艘蘇聯 661 工程核潛艇在海上航行（國外拍攝照片）]

到 60 年代初，蘇聯海軍已經接收了核潛艇以及裝備巡航導彈的常規動力潛艇。但正是于 50 年代末至 60 年代初研發的 661 工程，成為了蘇聯第一種裝備水下發射反艦巡航導彈（PKR）的核潛艇項目。該潛艇的設計過程是國產潛艇建造史上最引人入勝的篇章之一，也是最具爭議的篇章之一！

設計工作被交給第 16 中央設計局（后更名為“波浪”中央設計局，現為“孔雀石”海洋工程聯合設計局）。即便是按當時的標準衡量，該項目的各項設計及保障性研發工作的強度也極高。請注意：蘇共中央和蘇聯部長會議關于研制該項目的決議于 1958 年 8 月通過（部分出版物錯誤地記載為 1959 年 12 月），而初步草案設計在 1959 年 7 月就已完成，草案設計完成于 1960 年 5 月，技術設計則在 1960 年 12 月交付。

也就是說，在短短不到兩層半的時間里，一艘全新級別的潛艇設計方案就已準備就緒。根據決議，該艦的建造和測試本應在 1963 年全部完成（盡管后來并未實現，這點稍后詳述）。

蘇聯 661 工程核潛艇：開啟新一代核潛艇的先驅

根據政府決議、海軍作戰技術要求及其他一系列指令性文件，661 工程（文獻中亦稱“安查爾”，北約代號“帕帕/Papa”）的研制旨在實現向新一代核潛艇（APL）的過渡，且長遠規劃是進行大規模系列化建造。

文件中規定的各項指標——顯著高于當時在建及已服役潛艇的航速、更大的下潛深度、原則上全新的武器裝備，以及對排水量的嚴苛限制——都賦予了該艦非凡的使命。它被視為潛艇建造史上的一次重大飛躍，在很大程度上決定了隨后數年潛艇技術的發展方向。

雖然該項目的主要研發單位是 第 16 中央設計局（ЦКБ-16），但國家造船委員會第 45 中央科學研究所（后更名為克雷洛夫中央科學研究院，現為“克雷洛夫國家科學中心”）也依據其專業分工積極深度參與。該所負責解決靜態與動態強度、流體力學、動力能源、磁防護及聲學防護等關鍵技術問題。

有趣的是，盡管上述研究領域在專家圈內廣為人知，但該研究所的另一項活動卻鮮為人知：它還負責解決涉及原則性的重大問題，包括確定該艦在海軍編制中的地位、明確其具體用途和武器構成、論證技術方案、評估實戰效能，以及對設計局提交的方案進行專家評審并出具最終鑒定意見。本文將重點關注這一鮮為人知的領域。

從中央科研機構的資料可以看出，研究所領導層充分認識到，解決該型艦艇一系列原則性問題具有重要意義。因此，研究所組織開展了專項研究工作，以為項目評審和編寫專家結論做準備。研究所首次系統展開工作，對打擊武器類型、導彈與魚雷的彈藥配備、目標探測性能、全速航速等因素對艦艇作戰效能的影響進行評估。此后，這類研究成為所有潛艇（ПЛ）設計項目的常規工作，不僅評估作戰效能，還評估軍事經濟效益。

關于661工程（項目）的結論，研究所分三個階段完成：預方案階段（1959年9月）、草圖設計階段（1960年6月）以及技術設計階段（1961年1月）。在審查預方案設計時（該設計由中央設計局提出，共包括14個主要方案和6個補充方案），研究所特別提出了一些需要重點關注的關鍵問題，包括：主要武器的類型及其數量構成；艦艇的總體結構類型（推進軸數量、主動力裝置組成、儲備浮力以及與之相關的結構布局方案）；船體材料；動力裝置類型以及蓄電池類型。

供記錄：為預方案設計提出的戰術技術指標（ТТХ）要求如下：正常排水量為3000—4000立方米；航速為35—40節；武器裝備為6—8枚巡航導彈，以及4具魚雷發射管（配備4—8枚魚雷）。船體材料和動力裝置功率不作規定。

該型核動力潛艇外形示意圖

在項目最終審查過程中，幾乎每一個問題的討論都伴隨著激烈的爭論。所有參與者都清楚，所作出的決策不僅對該項目本身至關重要，而且在未來數十年內也將對本國后續多型核潛艇設計產生深遠影響。

關于主要武器，最初存在一個不明確的問題：新型潛艇究竟應裝備巡航導彈，還是僅裝備魚雷。原因在于，在該艦開始設計之初，除了具備水下發射能力的新型“紫水晶”（“Аметист”）巡航導彈外，新一代大威力魚雷也在同步研制之中。這兩類武器各自的優勢并不明顯，這一點也從中央設計局在預方案設計中的結論得到印證——他們認為應同時推進導彈型和魚雷型潛艇方案的后續研究。

之所以會有這種猶豫，可能還因為“紫水晶”反艦導彈的射程僅約100公里，相比之下，P-6反艦導彈約400公里的射程顯得更具優勢。

主要武器的選擇需要對潛艇的作戰效能進行對比評估。研究所聯合武器研制單位完成了相關評估，并得出了明確結論：在該艦所承擔的任務中，巡航導彈具有明顯優勢。同時也支持了中央設計局關于導彈數量的建議，并在海軍原始任務書要求（6—8枚）的基礎上增加，最終潛艇裝備了10枚導彈。

需要指出的是，并非所有相關方面都認同這一觀點。有趣的是，數年之后，在另一型同類用途、但屬于下一代的核潛艇項目中，這一問題再次被部分專家提出，并在研究所參與下再次作出有利于導彈武器的結論。

在研究所對預方案設計的結論中，還相當大篇幅用于論證潛艇合理的總體結構類型。之所以必須研究這一問題，一方面是因為需要實現異常高的水下航速，另一方面則是對正常排水量的限制——這一指標在很大程度上決定了建造與運行成本，以及是否具備大批量建造的可能性。

為解決這一復雜問題，研究人員對多種技術措施進行了全面分析，例如采用全新的減阻方法、降低設備重量和體積等。尤其在水動力學方面進行了深入研究，并提出了一系列措施，包括：降低艇體細長比、使艇體呈回轉體外形、盡可能縮小指揮塔圍殼、采用單軸推進方案，以及降低螺旋槳轉速等。

然而，研究結果表明，即便同時采用上述所有措施，也無法在既定排水量限制下，同時實現所要求的高航速目標。

核動力巡航導彈潛艇K-162（661工程）在海上

在研究所代表的觀點中，實際上只有一條出路：放棄國內傳統潛艇設計中關于“不沉性”的要求，轉而采用一種新的結構類型——顯著減少儲備浮力，在艇體大部分長度上采用單殼體結構，并采用單軸推進。

除了正式結論之外，這種論證也體現在1959年根據造船工業部（МСП）領導指示專門編寫的一份報告中，題為《中央科研院第45研究所關于攜帶近程導彈武器潛艇（661工程）若干原則性設計問題的意見》。當時用于論證這些建議的部分理由如下：

1. 將艇體細長比（長度與寬度之比）從戰后建造潛艇的12—14降低至約8。在這種細長比下，在給定排水體積條件中，濕表面積可減少16%，從而相應降低推進所需功率。
2. 將艇體設計為回轉體形狀，這將減少濕表面積，并提高流入螺旋槳盤面的水流均勻性，這對推進效率以及降低噪聲都非常重要。
3. 減少儲備浮力及可滲透部分的體積，即在給定正常排水量的條件下減少整體水下體積（在傳統雙殼體潛艇中，可滲透艙室與壓載水艙體積約占正常排水量的60%—70%）。在設計中若盡量壓縮這些體積，則可將其降低至正常排水量的約30%。

661工程K-162潛艇

1. 極限縮小指揮塔圍殼的尺寸。通過合理設計，與例如627工程潛艇的圍殼相比，其圍殼尺寸可以幾乎減半。
2. 選擇螺旋槳的最佳轉速。此前，螺旋槳轉速通常由現有的汽輪齒輪傳動裝置決定，而這些裝置為了減輕重量往往設計為高轉速，因此實際轉速偏高。研究所為確定在艇體為回轉體、細長比約為8的條件下螺旋槳的最佳轉速進行了研究，結果表明：當轉速降低至約300轉/分鐘時，推進效率可提高約10%。
3. 采用單軸動力裝置方案。研究結果表明，由于螺旋槳與艇體之間的相互作用條件更為有利，推進效率（推進系數）可提高約18%。此外，當螺旋槳位于艇體軸線上時，其盤面比和葉片數量也可以減少，這同樣會進一步提高推進效率。

當時關于降低儲備浮力并轉向單殼體結構的合理性，也有一些非常有意思的論證（這些內容出現在評審結論材料中）：

始終存在一種可能性，即損傷會波及內部艙壁……在這種情況下，即使潛艇具有較大的儲備浮力，仍然可能會沉沒。因此，不能說增加儲備浮力就能賦予潛艇某種“新的品質”。

由于并非所有損傷都會破壞艙壁結構，因此較大的結構安全裕度確實可以降低潛艇沉沒的概率。但這種作用，只在武器破壞能力較弱的情況下才具有意義。

K-162在試驗中

在戰斗環境中，潛艇在受損后上浮并以水面航行——在具有較大結構強度儲備的情況下（在和平時期這一點原則上是可能的）——通常會導致不可避免的毀滅性后果，因為這種情況往往發生在敵方艦艇幾乎必然存在的區域。因此，在現代武器打擊手段條件下，較大的儲備浮力不能被視為一種能夠避免潛艇在遭受嚴重戰斗損傷后被摧毀的因素。

關于在和平時期可能因所謂航行性損傷而影響水面航行安全、從而需要保證潛艇不沉性的觀點，需要指出的是：由于潛艇具有較大的潛深能力，其耐壓殼體本身具有較高強度。這一特性使人有理由認為，以往老式潛艇中導致艙室進水的原因，要么會造成耐壓殼體完整性破壞，要么會表現為可控滲漏，而后者通�？梢酝ㄟ^艇上設備加以處理。

在關于單軸推進方案的反對意見中，主要涉及運行可靠性問題。研究所認為，潛艇汽輪齒輪裝置的使用經驗表明，其可靠性不應引起質疑。同時，為降低失去動力推進的概率，動力系統中的其他關鍵部件（如反應堆、關鍵輔助設備、渦輪發電機等）均將采取冗余設計。

至于螺旋槳在擱淺時受損、軸系卡死、以及在淺水航行中螺旋槳遭受侵蝕破壞等問題，從單軸方案來看反而更具優勢。同樣，這一點也適用于動力裝置的戰斗生存能力，因為在現代武器的威力條件下，很難想象爆炸會恰好只摧毀一條軸線而另一條仍然完好。

在某些方面，甚至認為單軸加艇艏備用螺旋推進器的方案更具生存性。

至于潛艇整體的戰斗穩定性，由于單軸潛艇具有更高的靜音高速能力（在100米深度：25節，而雙軸潛艇約為15節），其被探測和被持續追蹤的概率也會更低。

在預方案設計階段，還對艇體材料進行了三種選擇的研究：鋼、鈦合金和鋁合金。鋁合金由于不適用性被設計方較為充分地論證排除，因此不再考慮。至于鈦合金，在國家造船系統的領導機構中仍有不少支持者。

該型核動力潛艇外形示意圖

根據預方案設計資料，該階段潛艇的排水量并不是通過重量分配來確定的，而是由設備布置所需的艙室體積來決定。因此，采用鈦合金并不會像鋼材那樣因為比強度更高而直接降低排水量。

與此同時，鈦合金的成本遠高于鋼材，并且其應用還需要建立相應的生產體系以及開發新的工藝流程，而這些都與該艦艇緊迫的研制周期不相適應�；谶@些原因，中央設計局（ЦКБ）和研究所一致認為，采用已經成熟的高強度鋼作為艇體材料更為合理。

不過，研究所在結論中也指出，如果未來能夠通過減小設備尺寸并相應降低艇體體積，那么采用鈦合金仍然有可能進一步減少排水量并提高航速。

總的來說，這些建議和結論本身是相當有意思的——也就是說，661工程潛艇理論上既可以采用單軸、單殼體結構，甚至也未必必須使用鈦合金材料。

那么最終實際結果如何呢？這一點將在后續內容中說明。

后續內容將另行介紹。

661工程的武器、“紫水晶”（“Аметист”）反艦導彈及其發射筒……