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攻击型核潜艇的技术使命和归宿: wusaite 2019-8-29 09:17; 攻击型核潜艇的技术使命和归宿伍赛特 1 技术使命 1.1 跟踪、“尾随”敌方舰艇 “冷战”期间，分配给美国快速攻击型核潜艇的许多枯燥无味的任务之一乃是跟踪苏联军舰，特别是核潜艇，取得诸如对方舰艇噪声的特征及其出动的情况等情报。这个任务称为“尾随”，意味着担负跟踪任务潜艇的艇员需要在许多日子里高度集中注意力。第二次世界大战后，美国及其盟国随时紧盯着苏联海军，并力图弄清楚巴伦支海和北太平洋区域周围的情况。从 1949 年开始，美国海军的潜艇（以及大概还有其他国家）冒险进入到这些区域进行海洋学研究，用声呐来弄清楚他们想要了解的每一件事情。最初，这些工作是由柴一电常规潜艇来执行的。他们建立了早期预警“屏障性巡逻”，并监视苏联海军“出动”的可能性，其出航的路线是从北角（ North Cape ，挪威北海岸外马格吕岛上的海角）周围，向下经格陵兰、冰岛、在大西洋的英国 Daps ，然后出 Kirules ，向下通过太平洋的 Tshima 海峡。后来快速攻击型核潜艇来到这个航线上接续这个任务，在所有苏联海军港口外保持连续的存在。随着潜艇性能的提高，监视呈现出越来越严格的任务。声音和电子的特性被捕捉、记录，使用次数和特征被监视，甚至苏联海军舰船的内部都被拍了下来。这种工作是连续的，每天连续 24 小时。 20 世纪的最后 40 年，以及进入到 21 世纪，快速攻击型核潜艇的监视活动一直没有停止。 1.2 切断敌人海上补给线和通信切断敌人海上补给线和通信是攻击型核潜艇的常规作战使命。核潜艇攻击力强、隐闭性好的特点，从水下突然袭击敌方的舰艇，特别是攻击敌方没有自保能力的运输船和油船，可使敌方经济先受重创。一旦敌方的大批运输船和油船被美国核潜艇击沉，敌方海军不得不分出战舰和战机保护，以维持海上补给线。届时，美国核潜艇对敌方运输船和油船设施进行骚扰。与此同时，美国核潜艇可通过电磁技术和网络战技术，干扰敌方的通信工具和入侵敌方的指挥系统，达到瘫痪敌方的通信系统的目的。 1.3 实施快速攻击所谓快速攻击系指攻击型核潜艇利用其自身装备优良的各种武器，特别是巡航导弹，从远处对敌方发动突然袭击，摧毁敌方重要军事目标和重要军事设施的行动。下面介绍一个实战的案例。“沙漠盾牌”行动发生在 1991 年 4 月 2 日。当时，美国核潜艇“匹兹堡号”（舷号 SSN720 ）正在红海海域巡航，海面上一片漆黑，伸手不见五指。在它的驾驶控制室里，却依然闪烁着蓝色的、红色的、琥珀色的和绿色的灯光。蓝光是灯发出的光，它在白天是白光，但为适用于在夜间每个东西都显示微蓝的色调。其他颜色则来自指示灯、声呐显示屏及计算机的屏幕。潜艇艇员值守在各自的战位上。他们在过去的几个月里几乎每天都在战位上。突然，艇内出现了紧张的气氛，正在监督射击战位的军官向艇长报告：我方所跟踪的目标已经进入“战斧”式巡航导弹（它们已装入艇首部的发射管里）射程的范围！艇长收到这个情报后，随即命令潜艇潜入发射深度。声呐监听员大声报告由声呐系统锁定的声纳接触已有变化。他保证水面上没有任何其他侵入的船舰，也没有敌人的潜艇在附近潜伏。在某种意义上，这种情景类似在电影中看到的一样，艇长大声下达命令进入“发射程序”。计算机上的程序手册已经打开到适用的页面，并随时核对表格中的数据。控制的人员执行规定的所有动作。鱼雷管已准备妥当，导弹已准备妥当，艇的位置正确，艇员亦已准备好了。艇长立即下达命令“ 1 号管发射！”当操作人员按下按钮后，潜艇有一些轻微的抖动。火控系统监督员报告：“导弹已离开 1 号管！”在下潜的潜艇上面的夜空中，巡航导弹冲出水面，加速器点火，平静的水面映照着可怕的亮光。导弹沿着弧线飞去，其弹头对准预定的目标——巴格达市区的伊拉克指挥控制中心。“沙漠盾牌”行动马上成为“沙漠风暴”，而空战已经开始。导弹是实施压制伊拉克空防的一种手段。核潜艇的优点之一就是它可以远离海岸进行潜伏，并可将弹头打到 1 200 海里以外的目标。据说那个 4 月某日的早晨由美国核潜艇“匹茨堡”号和美国核潜艇“路易斯维尔”号所发射导弹实施的攻击获得了极大的成功。以上的描述只是大致情况而已，因为真实的记录是分级保密的。美国海军快速攻击型核潜艇的航海日志保留在艇上，或者如该潜艇已退役，日志则将保存在美国国家档案与证据管理局（ NARA ）。在任何情况下，这些航海日志是按密级分级保管的，且一般研究人员无法取得。一些重要新闻会被公开，但是有的证据虽然来自权威的媒体，不过大部分都是一些闲情逸事。 1.4 充当浅海杀手发动濒海战争濒海战争系指由具备浅海作战能力的美国核潜艇，如美国“弗吉尼亚”级核潜艇，利用其浅海隐身能力，在浅海海域，通过声呐跟踪、监视敌方舰艇的行动、发射巡航导弹精确打击敌方水面舰艇和沿海雷达和核武器基地、派出“海豹”突击队或蛙人偷袭敌方沿岸阵地，瘫痪敌方反击能力的一种特殊的战争。在美国奥巴马政府实行“重返亚太”战略后，为了针对中国，美国核潜艇又被赋予了充当“浅海杀手”，渗透南海，挺进中国近海乃至沿岸实施伏击的特殊任务。美国核潜艇采用第二次世界大战时期的潜艇战术，攻击没有自卫能力的敌方油船或运输船。根据国际海事安全中心臆测，能决定中美冲突胜负的关键装备，也许不是导弹或隐形战斗机，而是核潜艇。眼下中国海军的反潜能力正在进步，但在未来一段时期内，美国核潜艇仍然占据较为明显的优势，原来较浅的中国近海水域不适合美国核潜艇活动，但随着科技进步，美国核潜艇可以充当“浅海杀手”。据悉，美国最先进的攻击性核潜艇——“弗吉尼亚”级核潜艇已经具备浅海隐身能力。“弗吉尼亚”级核潜艇是美国为近海作战量身打造的核潜艇，其下潜深度约 240 米，尽管没有“俄亥俄”级核潜艇那么大的载弹能力，但它具备在东亚较浅海域作战的各项先进技术，这些海域包括南海、东海、黄海和朝鲜半岛。“弗吉尼亚”级核潜艇在艇艏安装了可以发现核潜艇附近水雷和其他水下、水面威胁的声呐。这是传统核潜艇所不具备的功能。此外，“弗吉尼亚”级核潜艇具备自动巡航能力．即其发动机的推力在不同深度海域实现自动调整，以尽量降低噪音，不易被敌方声呐所发现。为了实施近海作战，“弗吉尼亚”级核潜艇还增加了很多实用功能，例如具备在沿岸区域释放蛙人的能力，可以发动近海特种战争。国际海事安全中心认为，派遣核潜艇在中国近海活动是打乱中国海军部署的最佳手段。美国核潜艇可以直接偷袭刚刚出港乃至停泊在港口的中国舰艇。由于浅海水域的水文情况复杂，传统艇载声呐会受到噪音干扰，识别能力有一定下滑，这为能在浅海实现隐身的“弗吉尼亚”级核潜艇实施偷袭提供了便利。 1.5 参与海上人道主义的救援行动快速攻击型核潜艇所执行的任务之一是进行水面救援。即使他们尚未准备充分，一旦被召唤，它们就要迅速赶赴出事地点，对发生“海难”事件的舰船和飞行物进行水面救援。美国核潜艇“捣蛋鬼（ Scamp ）”号（舷号 SSN588 ）在冰冷的北大西洋所执行的救援就是此类救援行动之一。一架巴拿马籍飞机失事，掉人冰冷的北大西洋中，该艘核潜艇被召唤去救援遇难的飞行员。因为艇体圆且短，这艘“鲣鱼”级核潜艇并不适合在水面操作，而核潜艇上的艇员也不是经常遇到这样的狂风暴雨的海况。核潜艇上的艇员将把艇上的每样物件都系紧，并努力、艰难地航行。当核潜艇在水面上已接近载有飞行员的救生筏时，核潜艇的艇员试图将一根绳索抛给救生筏，以便协助飞行员登上核潜艇。但是，海浪不断砰击着指挥台围壳，一个巨浪撕掉了指挥台围壳水平舵上方的通道门。情况十分危急，施救和被救双方都作出了最大的努力。最终，核潜艇从沉没的巴拿马籍飞机里救出了有一位机组人员。不幸的是，他是失事飞机中唯一的一位的生还者。另一个例子是， 1972 年 7 月 8 日美国核潜艇”台巴鱼”号（舷号 SSN596 ）停靠在关岛的 Apra 港码头上，当它收到了“立刻战斗”的命令后，马上在第一时间进入航线。情报显示：一架呼号为“钴 -2 ”的 B-52 轰炸机，在距离关岛大约 300 海里处掉人海中。海难事故现场附近的所有舰船都驶往该海区准备投入救援行动。这时，两艘核潜艇快速作出反应。一艘是美国核潜艇“鲂鲱鱼”号（舷号 SSN662 ），它正从日本赶往关岛基地的航途中。另一艘是“鲃鱼”号核潜艇，当时正潜在在港口外的水下。 1 小时后，“鲃鱼”号核潜艇已经进入指定的航线，而且它正以最快的速度驶向飞机坠落的海区。当潜艇赶往出事地点时，“鲃鱼”号艇长 Jergens 海军中校慢慢地将核潜艇从深水处上升至水面。艇员在指挥室准备救援设备，执行他们熟悉的救援程序。当潜艇接近水面时，艇体摇摆得越来越厉害。风暴达到台风的强度，迫使潜艇上所有的救援人员也要寻找遮档物，以免他们自己被抛入汹涛的大海中。此时，“鲂鲱鱼”号核潜艇离此处还太远，所以“鲃鱼”号核潜艇就成了 B-52 飞机机组人员获救的唯一希望。当“鲃鱼”号核潜艇浮出水面上时，艇体左右摇摆从 10 °增加到 20 °，又从 20 °增加到 30 °，摇摆幅度越来越大。艇长试图找出一条航路，既能靠拢载有飞行员的救生筏又能减少艇体的摇摆。艇艏入水不是一个好的选择，因为潜艇在平静的海上时离水面才 4.5 米，如果迎浪向前进时，将遭受到很大的阻力。 B-52 轰炸机掉落的地点，距离潜艇直接将救生绳抛向载有幸存者的救生筏或烟火发生器处还有一段距离。潜艇内的艇员不经常遇到狂风暴雨的天气，这时他们也累倒了，被抛来抛去，非常难受。但是，他们的坚强意志不仅仅是他们自身安全的保证，而且也是漂浮在大风浪中的等待救援飞行员生命的保证。早晨 8 时刚过，舰桥处再次出现救援人员，救援队员已经把救生索系紧在带导流罩的水平舵上。由于海风的作用，潜艇离载人的救生筏越来越近， Jergens 艇长马上进行了逆风顶靠作业，并试图将救生绳抛向救生筏上的幸存者。但是，这些纤细的救生绳不止一次次地被拉断，而且海浪不断砰击着潜艇指挥台围壳，一个巨浪撕掉了指挥台围壳水平舵上方的通道门。情况十分危急。为了加快缩短救援时间，军士长 Heintz 向站在舰桥处的艇长及甲板部军官报告，主动请求下海游到救生筏哪里去直接帮助被救援人员。在 Heintz 军士长和军士 Spaulding （他是“鲃鱼”号核潜艇艇员中臂力特别强壮者之一）努力下，一根坚固的绳索已被系紧，真正的救援行动开始了。当潜艇往一舷摇摆时， Spaulding 军士一手拉紧救援用的安全绳，而当潜艇往另一舷摇摆时，他趁机用自己强壮的手臂把这位受伤的机组人员拉住，就像在钓鱼杆上的鱼那样把他从救生筏中拉上来了，第一位幸存者终于获救了。不久，所有艇员都回到了艇员餐厅，在那里海军卫生员在为这位受伤的机组人员进行包扎。这时，“鲂鲱鱼”号核潜艇也抵达事故现场，并开始对在另一个载有飞机机长的救生筏进行施救。他们极尽全力对付时速达 70 海里 / 小时的风、加上 9 米浪高的恶劣海况，使潜艇保持在事故现场上。经过几小时的努力，通过潜艇上的无线电导向装置找到了其他的救生筏，“鲂鲱鱼”号核潜艇从海中救起了最后一位幸存者，胜利地完成了救援任务。所以，除了在超过 50 年期间的进行无数次对敌方舰艇的监视、自身的训练、实施快速攻击和充当“浅海杀手”，发动频海战争的任务外，海上人道主义救援工作可以加到快速攻击型核潜艇的技能表中，作为其一项重要的使命。 2 最后的归宿 2.1 拆解当一艘美国核潜艇达到了它使用寿命的终点时，会在一个正式典礼上宣布退役。美国国旗和代表服役标志的三角旗被降下，核潜艇艇员则依依不舍地离开这艘核潜艇。然后该潜艇按照“潜艇循环利用程序（ SRP ）”进行处置。核潜艇则放置在干船坞内，首先将反应堆芯取走。然而将整个反应堆舱完整割除。反应堆芯被运到美国爱达荷州的海军放射性废弃物存放站存放，而反应堆舱予以密封并用驳船运到美国华盛顿州的汉福德存放站。驳船随后对其进行扫舱清洗。所有可以再次使用的部件，诸如电子设备和居住方面的用品都要储存以供直接循环再利用。电线和电缆要抽出来以便它们的铜材再利用。船体和管子的钢材要割下来重新利用。这些钢材、其他的钢结构和管子一起，是高品质的，价格昂贵。所有可以再利用或进行救援用的零件和材料均应予以分离、分类并运往合适的存放站。该艘潜艇慢慢地被拆解直至拆光，只留下记录本和纪念物。 2.2 保存在海军博物馆在某种情况下，某些零部件可作为纪念物保存在美国海军潜艇博物馆里。特别是潜艇的指挥台围壳结构，要到博物馆里众多物件中去寻找。例如，在美国康涅狄格州的 Groton ，美国核潜艇“乔治·华盛顿”号的指挥台围壳就是美国海军潜艇博物馆中的一个展品。该艘核潜艇是美国海军第一艘弹道导弹核潜艇。有的潜艇在取走反应堆芯并拆除反应堆舱后被整体地送往博物馆。 2.3 转让或赠送给盟国当然，世界上等待退役核潜艇的命运，还是多种多样的。除了被拆解外，它们还可能会通过军贸被转让或赠送给盟国。 2.4 封存备用有的核潜艇被封存起来，留作备用。一旦需要，立即启封，修整后，马上投入战斗。参考文献梁启康，黄恒祥，黄建章 . 美国核动力攻击型潜艇 . 上海：上海交通大学出版社 , 2015.06. 伍赛特 . 核动力舰船发展前景展望 . 节能 ,2019,38(03):117-120.; 个人分类: 科普集锦|3198 次阅读|0 个评论

核动力潜艇的关键技术: wusaite 2019-8-29 09:00; 核动力潜艇的关键技术伍赛特 0 引言潜艇发展到今天，早已进入核潜艇时代。核潜艇是核动力潜艇的简称，其动力装置是核反应堆。目前全世界公开宣称拥有核潜艇的国家有 6 个，分别为美国、俄罗斯、英国、法国、中国和印度。其中，美国和俄罗斯拥有的核潜艇的数量最多。要了解美国核动力潜艇的实力，首先应该从核潜艇系统工程角度出发，了解美国核动力潜艇的关键技术的现状和今后发展趋势，才能得出正确的结论。随着科技进步，核动力攻击型潜艇的生命力、战斗力和威胁力在不断提高。核潜艇的总体性能逐步改善、武器装备越来越强、通信手段不断更新和减震降噪效果越来越明显，真正成为“利剑”和“杀手锏”。当然，核潜艇的发展和应用离不开科学技术进步。从核动力潜艇的关键技术人手，对美国核动力攻击型潜艇进行介绍。 1 艇体线型如何兼顾水面航行和潜航推进问题早期对核动力潜艇的评价，以如何有效地解决核动力潜艇在水面航行和潜航推进的问题作为主要的指标。这一工程问题可以分为相互关联的两个方面——艇体型线和推进方式，艇体型线的改善提高了推进系统的效率，反过来新型的推进方式又为艇体型线的发展创造了条件。 1945 年的美国核动力潜艇，包括“巴劳”级和“丁岁鱼”级，这两个级别的核动力潜艇存在两个严重的缺点——有限的水下续航力和航速不能适应水下作战的需要。为了完全下潜，核动力潜艇不得不采用其自身携带的蓄电池 / 电动机组合推进的方式。在这种方式下，在其蓄电池电能耗完时，不得不再对其充电。它在短期供应大量电流的容量是有差别的，在 8 海里 / 小时时，续航力为 10 海里而在 2 海里 / 小时时，续航力则为 50 海里。充电率越低意味着该艇移动速度越慢。但是，长期这样就可能影响到核潜艇的续航力。对这类巡航续航力问题的答案是加装通气管，一根能伸出水面和向柴油机供给空气的小导入管。当潜艇下潜时，允许柴油机运转。但是，加装通气管后的潜艇，其产生的噪声远比装有同等马力的主机、在水面上航行的舰艇要高，而且安静性是潜艇水下性能指标之一，因此，必须进一步改进。解决航速问题涉及到重新设计整个船体的外形。第一步是移去引起流体阻力，从而减少耗费能量的所有附体。这一修改使第二次世界大战海军潜艇的流体阻力几乎减少了 50% ，而且这是多艘第二次世界大战海军潜艇改装的主要措施之一。 GUPPY （ Greater Underwater Propulsion Program ）是改善水下推进方式的大计划，该计划通过诸如移去甲板上的枪炮，以便使其船体呈流线型，增加蓄电池的容量和加装通气管装置等项目，延长了战后柴一电常规潜艇的有效寿命。但是，对于一个给定的艇体线型，航速的增加主要取决于在水中航行时输出的总功率，并且与轴马力的变化有关，是变量的立方函数。因此为了从 5 海里 / 小时变化到 10 海里 / 小时（加倍），要求轴马力增加 8 倍（ 2 3 ）。为了使海军潜艇最大潜航速度从 10 海里 / 小时增加到预期的短期潜航速度 15 ～ 20 海里 / 小时，要求轴马力从 5 100 轴马力增加到 18 000 轴马力以上。在这样的轴马力下，电动机和蓄电池的设计容量可能是极大的，而且对潜艇的要求高得太多。因此不得不采用某些方式来替代柴电组合推进的设计。进一步讲，如果采用核动力这样的新能源，则这一问题将可能得到彻底的改变。从“舰队型”的柴 - 电常规潜艇变换到“快速攻击型核动力潜艇”的过程中，不仅潜艇的主尺度发生了改变，而且在它们的外形上也出现了一个根本性的变化。“刺尾鱼”级快速攻击柴一电常规动力潜艇设计不得不兼顾潜航性能好的船体线型和其需要花费大部分时间在水面航行时的耐波性两个方面。而在“鹦鹉螺”级核潜艇设计方案中，将其船体线型设计得光顺得多，以降低其阻力。在“鳐鱼”级核潜艇设计中积累了大量关于高速潜艇性能的经验，但它仍然保留小型的上层建筑，以利于水面航行，这是第一艘采用“生产设计”方式设计、建造的快速攻击型核动力潜艇。最现代化的美国快速攻击型核潜艇通常采用这样一种船体的形状：它能在工程、适居性、武备和声呐等要求的约束范围内，提供最佳的水下性能。从图 1 中，我们可以看到，这 3 个级别的核潜艇，似乎在外形方面有稍许变化。在“洛杉矶”级核潜艇中，由于潜望镜要求直接穿过艇体通至控制舱，因此，指挥台围壳（水平舵）布置在比最佳位置进一步偏向艉部处。电子光学（ optronic ）型潜望镜不采用长的光学管子穿过船体，因此，可以让设计者能够把指挥台围壳布置在水动力性能最佳的位置上，而不必直接布置在控制舱的上方。“海狼”级核潜艇是大的安静型“蓝水”作战的攻击型核潜艇，当时是用于应对可预见的苏联深潜的高速潜艇的威胁。特种形状的开敞式螺旋桨为效率更高的推进器提供了一个途径。在图 1 的下方看到的是“弗吉尼亚”级核潜艇，其将高速安静型核潜艇的需求与当今全球军事形势揉合在一起，它能同时针对大洋和近海两种功能。图 1 美国快速攻击型核潜艇的外形 1 —“洛杉矶”级核潜艇； 2 —“海狼”级核潜艇； 3 —“弗吉尼亚”级核潜艇 2 动力系统向核动力装置转型第二次世界大战前，美国海军潜艇的通用性面临两个突出的问题。首先是潜艇设计余量的问题。这是美国海军耗费了 10 多年时间探讨的问题。对全世界来说， 1945 年末，第二次世界大战结束，这些核潜艇设计前提条件实际上是不再存在的。普通大众已察觉，在管理方面上的许多问题在陆地上没有发现，但却在海上大量涌现。围绕这些核潜艇和它们的使命，人们已经提出除切断敌人海上补给线和通信作为其任务外，核潜艇部队还需要担负更多的新使命，以维持它们继续存在的必要性。第二个存在的问题是：当时的苏联海军至少拥有 12 艘德国 XX1 型核潜艇，并可能大量仿制或改进这种设计。这些核潜艇的存在对美国海军构成明显的威胁。对核潜艇而言，正确的操作可以使它们比发现其航迹的驱逐舰声呐快，并在汹涛中可能摆脱驱逐舰的跟踪。但是，任何与苏联快速舰艇挑战的战斗群，进入北大西洋或北太平洋是相当冒险的。为了考虑选择新型核潜艇的方案，海上航行舰队司令（ OpNav ）成立了舰船性能研究部（ SCB ）以代替舰船设计总部。舰船性能研究部对设计提出包括性能方面的给定数据的每项要求。此外，舰船性能研究部提供说明设计原则的文件。这些文件不仅作为设计指南，而且作为“舰队型”潜艇仪器性能的指南。 1945 — 1946 年间舰船性能研究部意识到必须重新设计“舰队型”潜艇。新的海军核潜艇的设计方案应尽可能比 XXIC 型核潜艇好或相对好一些。舰船性能研究部想要改进的设计性能包括声呐、武备、安静性、蓄电池和水下航行的续航力、推进系统、水下航速和控制等。 1945 年秋，舰船局的上司要求潜艇的艇长们和部门领导们提出他们对新型核潜艇航速的范围、设计的下潜深度、动力装置和核潜艇上操纵的核武器以及战略等方面的要求。根据这些意见，新型核潜艇的设计潜航深度应增加到 210 米，但要进一步下潜到 300 米是有难度的。水下航速，通过卸掉所有外部的附体、光顺船体线型和整体流线型化，有可能增加得比较多。船模试验表明短的核潜艇比长的核潜艇具有较好的水下性能。初步设计的成果是 1947 年设计的“刺尾鱼”级（ SCB2 ）潜艇。除该设计成果外， 1946 年海上航行舰队司令（ OpNav ）授权进行中期试验计划。该计划包括 2 艘核动力推进的原型艇， 4 个闭式循环系统（其中装载在潜艇上的燃油和氧气，允许主机或锅炉在无外界空气的情况下运转），一艘极地型潜艇和一艘小型潜艇。该计划暂不列入“刺尾鱼”级潜艇建造周期内。但是，由于预算的约束，“刺尾鱼”级潜艇从每年 6 艘减少到每年 2 艘，其中包括原型艇的建造，因为该项设计改变得太快。接着在 1950 年，美国国防总预算削减，潜艇部队还是尽一切努力去争取任何新的核潜艇建造。到了 1952 年财政年度（ Fiscal Year ）预算周期已经结束。“刺尾鱼”级潜艇设计已经过 6 年，需要一项新设计以保持与苏联潜艇同步。 1945 — 1947 年，美国海军在安纳波利斯（美国马里兰州首府，美国海军学院所在地）利用从海底下打捞上来的 U-1406 潜艇的主机舱和德国 XXXVI 型 7 500 HP 的燃气轮机进行研究，而沃尔特闭式循环系统的设计是在曾被使用过的 XXXVI 型燃气轮机的基础上，采用过氧化氢（ H 2 O 2 ）——复合的氧化剂作为燃料，供驱动主机或锅炉之用。“刺尾鱼”级潜艇初步设计的方案之一是利用 2 台配置沃尔特系统的燃气轮机，但是该系统体积太大，以至于不能安装在所考虑的艇体内。同时，人们也研究过其他潜艇推进装置的替代设计方案。这些方案包括 2 台燃气轮机半封闭系统、一个外部燃烧的冷凝循环、自由活塞式燃气发电机或燃气轮机循环，闭式柴油机循环系统和核反应堆蒸汽推进系统。在对改进型柴一电推进替代方案试验时，要求潜艇的尺度能容纳这些系统。因此，到 1952 年，采用核动力作为动力系统具有如此大的吸引力，选用核动力的呼声变得越来越高。事实上，从 1939 年起，美国海军就已经考虑在海军舰艇上采用核能作为推进动力的可能性，并且从 1947 年起已经将其列入实际的工程计划中。经过一系列研究，在 1949 年 8 月确定了最佳推进装置的设计方案，并明确：根据目前技术水平和条件，核动力潜艇能够建造和应该建造。核动力装置能够把新技术与旧装置结合起来。旧装置系指船用蒸汽透平推进装置。这些装置都经过试验、战斗考验和优化成有效的和轻型（系指重量 / 马力的比率）的艇载系统。新技术系指蒸汽发生器。核反应堆是一个利用受控的核裂变反应的装置，它能产生大量的、核潜艇中所需的、能够输送到锅炉的热能，以产生驱动透平的蒸汽。利用核反应堆作为推进和发电装置的主要能源具有很多优点，推进装置可能不必依赖外部空气进行运转，也不要求储备诸如过氧化氢一类的易挥发的氧化剂。为了确定如何更好地使用核动力这一热源来产生功率，舰船性能研究部已经进行各种试验和工程研究。这些主要集中在两个方面：一是应选用的核裂变的类型；二是如何从反应堆的堆芯转变热能，以便提供使用。核裂变的类型包括采用同位素 U 235 浓缩铀的热裂变和采用同位素 U 235 浓缩铀的快速裂变，也考虑采用其他诸如钚一类的裂变材料。热能转换方法包括增压水式、增压气式和液态金属介质式。最终证明：增压水式热反应堆是最具有吸引力的。 1954 年 1 月，世界上第一艘核动力潜艇，美国核潜艇“鹦鹉螺”号（舷号 SSN571 ）从水下发布无线电信号，并依靠核动力航行。在这里，我们不得不插入一段往事。世界上许多人都知道美国海军上将海曼·里科弗（ Hyman Rickover ）的故事。人们公认他个人设计了核动力推进装置。他的名字已经成为美国海军核动力计划的同义词。这位海军上将曾经是一个才气横溢的工程师，但他更是一个管理有方的项目经理。他深知，为了在海军系统中建造和保持一个安全和有效的核动力推进系统，在真正的系统设计范围之外必然会出现一些问题。舰队潜艇系统要足够简单，以使其运行和维护保养能在“大家都懂”的基础上进行，并只须使用最少的技术文件。高级军士监督这种维护保养，并将他们在这方面的经验传授给他们的学生。如因某些设备运行乱套或偏离最佳运行状态而出现失误，则可能会导致严重后果。当然，核反应堆如果出现许多很不正常的状态，就表明整个新的装置出现了事故。为了应付这种危险，海曼·里科弗海军上将制订了严格的操作和维修保养制度，在文件中规定了装置如何操作，以及如何进行维修保养，并编成技术培训课程，予以强调。核动力装置的操作者，在以机械员、电工等身份进行初步技术培训后还要在操作真实的动力装置过程中进行实习。此项培训极为严格，可能被淘汰，但大部分人都会成为合格的操作者。此外，海曼·里科弗海军上将还寻求把这种机制扩大到建造潜艇的船厂及为建造和维修潜艇供应材料的承包商和供应商。他把这些要求都写进了技术规格书和合同中。但这些仅仅是属于海军业务的技术规格书。这就意味着，零件供应商和中间任何一个环节的供应商担负全部的责任。这样，美国潜艇的核动力推进装置一直保持好的安全记录，公众将安全称为“海军上将海曼·里科弗”的传统。 3 减振降噪噪声传播的途径包括发生源和声呐之间的每一样东西，它包括设备的基座、任何中间结构、艇体和外部的水柱。敌方声呐接收到的噪声量值取决于噪声源发出噪声量值的大小、结构噪声传播的方向和途径和水柱的传播能力。敌方的声呐更有效（能探测并分析较低水平的噪声信号），能在更远的距离探出所发出的噪声源的量值大小。为了挫败这种探测能力，潜艇必须降低噪声源的水平和 / 或中断结构的传播途径。潜艇发出的噪声大多数来自艇体内部的旋转机械——泵、电动机、风机等。要使它们安静下来是做得到的，但代价是昂贵的。设备必须进行更精细的维护保养。每一个会发出噪声的设备必须设计得尽可能得安静。每一个会发出噪声的设备必须用通常称为噪声隔堵的隔声设施与艇体隔离。不仅小的设备必须设置噪声隔堵，诸如管道中的流体噪声、变压器的嗡嗡声等噪声都必须降低，而且大型的设备，诸如主推进涡轮机和涡轮发电机也要设置噪声隔堵。噪声源和艇体之间无隔离的连接将会使整个设计失败。这种连接方式称为噪声短路。为创造一艘安静型潜艇，必须进行大量的设计工作，在建造中予以更多的关注，艇员在使用中必须更精细的维护保养并正确的操作，任何检修也要使艇保持安静。此外，这还意味着潜艇需要比无消音要求的潜艇在尺寸方面要大一些。目前，美国核潜艇“海狼”级核潜艇上通过采用喷水推进的方式，在艇体表面敷设消声瓦，并在核潜艇各种的升降装置采用了反雷达波的迷彩涂层以及其他先进的隔振降噪措施，一方面降低了噪音水平，其推进系统和螺旋桨噪声仅为改进型“洛杉矶”级核潜艇的 1/10 ，是第一代“洛杉矶”级核潜艇的 1/70 。另一方面，其隐身性能也得到很大的提升，为以后建造的“弗吉尼亚”级核潜艇减振降噪提供了很好的借鉴。参考文献梁启康，黄恒祥，黄建章 . 美国核动力攻击型潜艇 . 上海：上海交通大学出版社 , 2015.06.; 个人分类: 科普集锦|4302 次阅读|0 个评论

船用核动力装置及发展趋势研究: wusaite 2019-8-18 13:24; 船用核动力装置及发展趋势研究伍赛特 1 船用核动力装置技术发展概述 1942 年 12 月，以费米为代表的一批美国科学家在芝加哥大学网球厅，用石墨和金属铀堆砌成后来被称为“反应堆”的装置，首次实现可控铀核裂变反应，之后美、苏等国便竞相开展核能利用，特别是在军事利用方面的研究。美国率先提出了以加压水作为慢化剂与冷却剂的压水堆概念，并于 1948 年建造了世界上第一座潜艇陆上模式堆 S1W ， 1954 年建成世界上第一艘核动力潜艇——“鹦鹉螺”号核潜艇，开辟了船用核动力技术发展的新纪元。苏联的核动力技术应用始于核电站， 1954 年建成了世界上第一座原子能发电站，并在此基础上大力开展了将核能应用于舰艇的研究， 1958 年，苏联第一艘核潜艇“列宁共青团”号下水服役，并先后共建造了 200 余艘核潜艇。英国自 1954 年开始实施核潜艇研制计划，其第一艘多用途核潜艇“无畏”号于 1963 年正式服役。法国第一艘核潜艇“可畏”号于 1971 年服役。我国也于 20 世纪 70 年代成功建造了第一艘核潜艇，成为世界上第五个掌握潜艇核动力技术的国家。除此以外，世界各国还将核动力运用于航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、深潜器、破冰船、商船等船用领域，使核动力的优势得到了充分的发挥。船用核动力装置是将核裂变反应产生的热能转换成机械能与电能，为船舶提供动力的总称。它主要由核能产生系统和能量转换系统两部分组成（如图 1 所示）。通常而言，核能产生系统由反应堆、一回路、相关的屏蔽和核仪表与控制等系统组成；能量转换系统包括二回路、轴系、电力和相关仪控系统等。反应堆是产生并维持核裂变能的装置；一回路包括反应堆冷却剂系统及相关核辅助系统和专设安全系统，是保障核反应堆正常运行和安全的系统总称；核仪表和控制系统是反应堆及一回路温度、压力、流量、水位及核参数测量装置及控制系统的总称。通常将这些涉核的系统和设备组成部分统称为核动力装置。历史上，世界各国曾成功运用在船舶上的核动力类型主要包括压水堆核动力装置和液态金属堆（钠和铅铋）核动力装置。对于液态金属堆而言，其显著的优点是液态金属传热效率高，可运行于低压环境下，可使核动力装置的体积和重量大幅减少；但是它们对材料耐腐蚀性等有很高的要求，并且由于液态金属熔点较高，需要专门的加热装置以维持其液体状态，这给反应堆的运行和维修等带来了许多新的问题。由于多种原因，液态金属堆核动力装置已于 20 世纪退役，目前世界上在役和在建的船用核动力装置均为压水堆核动力装置，其工作原理为：一回路水将反应堆核裂变产生的热量带出，通过蒸汽发生器将热量传递给二回路水，使之转化为蒸汽，推动汽轮机发电或直接驱动螺旋桨。与常规动力相比，核动力所具有的核燃料能量密度极高、持续高功率输出能量、不依赖氧气和舰用燃油运行等特点，对提高船舶自持力、续航力、机动性、隐蔽性等综合作战能力具有更加明显的优势；但船用核动力也具有结构复杂、高新技术密集、安全可靠性要求高等高标准，且涉及核与辐射安全，研制周期长、资金投入大。 2 船用核动力的基本类型自 1954 年第一艘核动力潜艇问世以来，核动力装置技术获得了迅猛的发展。在军用领域，除核潜艇外，采用过核动力的舰艇还有巡洋舰、驱逐舰、航空母舰、深海装备等。在民用领域，采用过核动力的船舶主要包括破冰船和核商船等。 2.1 核潜艇核潜艇是核动力潜艇的简称，核潜艇的动力来源是核裂变产生的核能。世界上第一艘核潜艇是美国的“鹦鹉螺”号， 1954 年 1 月 24 日首次开始试航，宣告了核动力潜艇的诞生。目前全世界公开宣称拥有核潜艇的国家有 6 个，分别为美国、俄罗斯、英国、法国、中国、印度。其中美国和俄罗斯拥有核潜艇数量最多。核潜艇的出现和核战略导弹的运用，使核潜艇发展进入一个新阶段，具有装备核战略导弹的核潜艇是一支水下威慑的核力量。核潜艇按照任务与武器装备的不同，可分以下几类：①攻击型核潜艇，它是一种以鱼雷为主要武器的核潜艇，用于攻击敌方的水面船舶和水下潜艇；②弹道导弹核潜艇，以弹道导弹为主要武器，也装备有自卫用的鱼雷，用于攻击战略目标；③巡航导弹核潜艇，以巡航导弹为主要武器，用于实施战略、战术攻击。 2.2 核动力航母核动力航空母舰，简称核航母，是以核能为动力的航空母舰。它是一种以舰载飞机为主要作战武器的大型水面船舶。依靠核动力航空母舰，一个国家可以在远离其国土的地方，不依靠当地机场对别国施加军事压力和进行作战。自从美国建成核潜艇后，美国就决定用潜艇核动力技术研制航母核动力技术。 1961 年 11 月，世界上第一艘核动力航母“企业”号建成并开始服役。美国的“企业”号航母上装备了 8 座单堆功率为 150 MW 的 A2W 核反应堆，使航空母舰具有更大的机动性和惊人的续航力；而且，它可以高速地驶往世界上任何一个海域。“企业”号核动力航母的问世，使航空母舰的发展进入新纪元。美国在“企业”号核动力航空母舰基础上又发展了“尼米兹”级核动力航空母舰，这是美国第二代核动力航空母舰。它的首制舰是“尼米兹”号，于 1975 年 5 月建成、服役。它的标准排水量为 72 916 t ，舰长 332.9 m ，宽 40.8 m ，舰上装有 2 座核反应堆（ A4W/AIG ）和 4 台蒸汽轮机，航速 30 节以上，装填一次核燃料可持续使用 13 年，航程可达 100 万海里。舰上可搭载 90 架各种类型战机，最大舰载机数量超过一百架。“尼米兹”级是美国海军大型核动力航空母舰，舷号自 CVN-68 至 CVN-77 ，共建造十艘。从 20 世纪 60 年代开始设计建造，直到 21 世纪初，“尼米兹”级一直是美国海上力量和全球战略的支柱。目前，美国又研制了第三代“福特”级核动力航空母舰，其首舰 CVN-78 采用 2 座全新的 A1B 反应堆。该型核动力可进一步增强安全性，提高堆舱功率密度，延长反应堆堆芯寿期，提高供电能力，改进设备性能，简化系统设备，减少维护和人员需求，提高效费比等。除美国外，目前世界上只有法国有一艘核动力航母——“戴高乐”号，采用双堆布置。 2.3 核动力巡洋舰世界上第一艘核动力巡洋舰是美国伯利恒钢铁公司于 1957 年 12 月开工， 1960 年下水的“长滩”号核动力导弹巡洋舰。核动力巡洋舰的最大特点就是续航能力强，它可连续航行几年，绕地球数周而无须补充燃料。“长滩”号满载排水量为 1.8 X 10 4 t ，装备有巡航导弹、反舰导弹、防空导弹和反潜导弹。此后，美国又建造了 4 种型号 8 艘核动力巡洋舰，目前已全部退役。苏联的“基洛夫”级核动力导弹巡洋舰是除美国外其他国家仅有的 4 艘核动力巡洋舰，也是目前世界上最大的巡洋舰。它们的满载排水量达 2.8 X 10 4 t ，舰上各种导弹发射装置达 250 管之多，最多可携带 296 枚导弹。 2.4 核动力深海装备深海装备是一类不受海面风浪影响，可长周期、全天候在深海域直接操控作业的工具，可进行水下工程作业、资源开发、海洋科学研究和海洋军事对抗的装备。其一般可潜于 1500 ～ 4 500 m 的深海，可自主地以最大 10 余节航速潜行，根据排水量，可支持 60 余天的深海工作时间，且目前水中兵器尚不能有效对其予以攻击。采用核动力后的深海装备会使其续航力和深海移动能力远远超过常规深海装备，是独具优势的水下军事平台。美国建造了 1 艘深潜核潜艇（ NR -1 ），俄罗斯至少建造了 7 艘深潜核潜艇（ 10831 ， 1910 ， 1851 等）和 1 艘混合动力试验艇，用于情报侦查、武器系统试验、海洋研究、搜救打捞等目的。 2.5 核动力破冰船核动力破冰船是指采用核动力作为主要能量来源的破冰船。 20 世纪 50 年代末期，苏联开始将核推进船舶用于民用开发。民用核船舶包括破冰船和破冰货船，用于辅助苏联北方的北极海岸运输。自从世界上第一艘核动力破冰船“列宁”号于 1959 年服役以来，苏联 / 俄罗斯先后建造了三代共 9 艘核动力破冰船，目前正在研制第四代核动力破冰船。 2.6 核动力商船核动力商船是采用核动力来推进的商用船舶，用在一些大型船舶上。世界上第一艘核动力商船是美国的“萨瓦纳”号，于 1962 年 5 月建成，并投入运行。 1968 年 12 月，德国建成了世界上第一艘核动力矿砂船“奥托—汗”号，日本建成了第一艘核动力商船“陆奥”号运输船。核动力商船具有以下优点：一是续航力大，一次装上核燃料，可以持续航行好几年；二是航速高，由于核动力装置功率大，可以获得较高航速；三是经济性好，虽然初期投资高，但是可以节约燃料费，总体上经济性高。但由于核动力商船需要专门码头进行维护、保障、装卸核燃料等，给核商船的使用带来了极大的限制，所以上述核商船都退役了，目前世界上无在役的核商船。 3 船用核动力的设计特点及发展趋势 3.1 设计特点用于船舶上的核动力，一方面，由于其建造环境、运行工况等与陆上核电站有很大的差别，因此相对于陆上核电站，船用核动力具有其特有的特点；另一方面，不同种类的船用核动力也因为使命任务和运行环境等差别，各自之间也有较明显的不同特点。船用核动力均建造在船舶上，由于船舶往往受到重量和尺寸的限制，其给核动力的建造空间通常都十分苛刻。因此，船用核动力的一个重要特点便是体积小、重量轻。核动力船舶通常都在海上运行，将长期经受海洋条件对堆芯安全可能带来的负面影响。另外，船用核动力还需要考虑可能出现的因船体碰撞、鱼雷爆炸等带来的强冲击影响。核动力船舶由于任务使命的不同，其运行工况也有各自不同的特点，例如对于破冰船核动力，由于它需要短时阶跃输出高功率，所以对核动力功率输出方面有特殊的要求。 3.2 发展趋势 3.2.1 发展历程从国外船用核动力技术发展历史不难发现，其技术发展均以潜艇核动力技术发展为主线，经历了更新换代的过程。美国以反应堆技术为标志先后发展了几代潜艇核动力技术，分别经历了起步阶段、批量建造阶段、性能提高阶段和性能优化阶段；苏联 / 俄罗斯、英国和法国也先后以反应堆技术为标志，发展了几代潜艇核动力技术。各国在潜艇核动力技术发展的基础上，将核动力技术不断拓展应用，发展出航母核动力、驱护舰核动力、深海装备用核动力、破冰船用核动力等。其中美国在航母核动力技术上已先后发展出三代技术，俄罗斯在破冰船用核动力技术上先后发展出三代技术。总体而言，各国船用核动力技术的发展历经了功率由小到大、单舰／艇反应堆装堆数量由多到少、反应堆自然循环能力由低到高、堆芯寿期由短到长、反应堆安全可靠性不断提高等过程。 3.2.2 发展特点（ 1 ）国家战略，持续发展国外将船用核动力的发展作为国家战略实施（如美国海军反应堆计划实施船用反应堆专项研究，优先发展反应堆技术），国家高度重视，确保长期充足的经费支持、注重中长期发展计划和规划的贯彻实施，同时建立并维持基础核科技能力。（ 2 ）压水堆是船用核动力的首选堆型船用核动力仍是当前的发展重点，各国根据军事需求，开发了不同功率水平和技术特点，适用于潜艇、航母和大型水面船舶的多种核动力，以满足武器装备对动力、电力的不同需求。压水堆仍是新一代船用核动力的首选堆型。（ 3 ）坚持持续改进，不断提高核动力总体性能核动力研制注重稳步推进，着力突破单项关键技术，充分发挥技术的推动作用，逐步提升核动力总体性能；针对现有核动力装置的不足，制订改进计划，进一步提高可靠性与安全性，实现核动力技术的持续发展。（ 4 ）充分验证，成熟推广船用核动力的发展遵循了从试验堆到试验艇，通过不断改进与优化，最后成熟推广的发展思路。 50 多年来，美国在研制潜艇核动力时，始终注重技术可行性和装置的可靠性，先后建造了多座陆上模式堆。 3.2.3 技术发展趋势从目前已掌握的国外船用核动力技术发展情况可以归纳出其技术发展趋势主要是：坚持压水堆技术路线，并不断提高性能水平；同时不断探索新技术。（ 1 ）压水堆技术压水堆技术仍是各国坚定不移、坚持发展的船用核动力技术，其发展趋势是：提高安全性和可靠性，增长堆芯寿命，增强反应堆的自然循环能力，注重减振降噪等。（ 2 ）新技术。国外在坚持发展压水堆技术的同时，还不断探索新技术，以期进一步大幅提升船用核动力总体性能。参考文献伍赛特 . 核动力舰船发展前景展望 . 节能 ,2019,38 （ 03 ） :117-120. 伍赛特 . 基于潜艇 AIP 动力装置的热力发动机闭式循环特征研究 . 内燃机 ,2018 （ 06 ） :54-57+62. 伍赛特 . 核动力装置应用于民用商船的可行性分析研究 . 中国水运（下半月） ,2018,18 （ 10 ） :97-98. 伍赛特 . 船用柴油机应用前景展望 . 柴油机设计与制造 ,2018,24 （ 03 ） :1-4. 于俊崇 . 船用核动力 . 上海：上海交通大学出版社 , 2016.03. 伍赛特 . 海上浮动式核电站应用前景展望 . 能源研究与管理 ,2019(02):11-14. 伍赛特 . 核电站汽轮机的技术特点 .http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=3393151do=blogid=1192317; 个人分类: 科普集锦|6689 次阅读|0 个评论

地震爆发美军24艘核潜艇逃窜：改变全球安全观念: 杨学祥 2018-6-28 18:49; 地震爆发美军24艘核潜艇逃窜却暴露出机密军事部署 2018年06月28日 12:20 新浪军事缩小字体放大字体收藏微博微信分享 6 终朝作伴影相随：中国侦察舰如何把美日印舰队看的清楚 1 /21 查看原图图集模式 6月18日，美国海军官方网站报道正在跟随报道美日印三国“马拉巴尔”演习的，美国海军记者拍下了解放军855号电子侦察船天枢星号，与美国航母里根号、巡洋舰安提坦号、日本直升机驱逐舰伊势号、印度护卫舰萨亚德里号等舰的合影。对于美日印三国来说，这次与其军舰同框“受阅”的天枢星号并不算是意料之外的“礼物”。实际上抛开印度不谈，美日两国对于解放军的电子侦察船那是见的多了，不仅见得多还得经常在一起谈笑风生。作为有姿势的、专业负责的栏目，本期《出鞘》我们不妨透过这次事件来谈谈这次电子侦察船事件背后的问题。（查看完整内容搜索微信公众号：sinamilnews）地震引发的火山喷发　　夏威夷地震过去了十多天，但是很多人都还没有弄明白，平时报道称在夏威夷常驻的只有2到3艘核潜艇，而在这次6级左右的地震爆发之际，美军的24艘核潜艇一下子都逃窜出来。这应该就是夏威夷部署驻扎的所有核潜艇。　　24艘核潜艇是什么概念？要知道美军一共有71艘在役的核潜艇，也就是三分之一之多的核潜艇部署在夏威夷，核潜艇是大国最神秘也是最隐秘的军事力量，美军为何在距离美国本土西海岸3700公里的夏威夷部署如此之多的核潜艇？　　毫无疑问，所有人都想到了最新改名的印度洋-太平洋司令部，美军10个联合司令部中规模最大的印太司令部总部就在夏威夷军事基地。24艘核潜艇潜伏在夏威夷就是为了保护印太司令部吗？美军核潜艇　　这种说法有点牵强，美军一共71艘在役核潜艇，美军11艘航母组建的11个航母战斗群，其中每个航母战斗群就要配备3-4艘攻击核潜艇，福特级还没有形成战斗力，无须配置，10个尼米兹级航母战斗群需要30到40艘攻击核潜艇。这样算下来，71艘仅剩了30多艘，这其中还包括了14艘俄亥俄级战略核潜艇以及3艘俄亥俄级改装型巡航导弹核潜艇。　　30多艘核潜艇中有24艘就部署在了夏威夷，除了配备给航母战斗群的攻击核潜艇，只剩下十多艘核潜艇，这些应该是战略核潜艇，美军部署在全球各地执行战略值班任务。　　分析称，美军此次意外被曝光出夏威夷部署了24艘核潜艇，显示出了美军的几个战略意图：美军潜艇　　其一、夏威夷虽然离美国本土有3700多公里，但是毫无疑问是美军最核心的军事重地，印太司令部驻在此地，意味着美军辐射全球的核心。　　其二、美国人没有忘记二战珍珠港被袭击事件，虽然夏威夷是度假圣地、也是美国海军的战略核心，于是美军使用多达24艘核潜艇潜伏此地保护。　　其三、夏威夷地处太平洋的中心地带，距离关岛军事基地6000多公里，距离美国本土3700多公里，如果需要，这些部署的潜艇能够以最快的速度驰援目的地。　　这次因为地震意外曝光核潜艇的部署也显示了另外一个现实，美军部署存在一个巨大的漏洞，在紧急状况下，美军并没有做好核潜艇的转移预案，以至于这次地震导致的潜艇异动被完全曝光。（作者署名：前沿哨所再言） http://mil.news.sina.com.cn/jssd/2018-06-28/doc-iheqpwqy0562877.shtml 日美面临重大自然灾难：国际社会应该调整安全观已有 4425 次阅读 2013-12-23 10:19 日美面临重大自然灾难：国际社会应该调整安全观杨学祥中国谚语：＂天作孽犹可恕，自作孽不可活＂、＂多行不义必自毙＂；西方谚语：＂上帝欲使其灭亡，必先使其疯狂。＂美国重返亚洲的政策和日本重新武装的冒险主要来自对未来本土面临重大自然灾害的恐惧，日本列岛的沉没和黄石火山的喷发使日美面临生死的考验，海外寻求生存的欲望导致穷兵黩武的扩张政策。 1 ．下一次特大地震在哪里：日本还是美国？我在 2008 年 6 月 1 日指出，地球是一个扁球体，一处地震变形，为另一处的地震变形提供了条件。这就构成了强震的路线图。表 1 （见网址）的地震从中国开始，又回到中国，这一闭合路线为下一次强震的发生提供了有价值的线索。青藏高原是世界屋脊，近 30 年冰盖融化显著，自然是地壳均衡最强烈的地区。中国地震后，陆海地壳的负荷在内陆地区得到大致调整，接下来就是在陆海连接处的岛弧发生强震。岛弧强震是全球范围的，遍布东西太平洋和印度洋。这就完成了一个循环。如果上述规律成立，下一个 8 级以上强震就必定发生在陆海连接处，按路线图，危险性的排列为：日本、印尼、堪察加半岛附近高纬度地区、南北美太平洋沿海地区。其中，日本、俄罗斯和印尼发生强震的风险最大，其后是南北美太平洋沿海地区。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-27387.html 事实上，此后发生的 8.5 级以上地震有： 2010 年 2 月 14 日智利 8.8 级地震； 2011 年 3 月 11 日日本 9 级地震； 2012 年 4 月 11 日印尼苏门答腊 8.6 级地震。南美太平洋沿海（智利）、日本、印尼苏门答腊的大震都应验发生了，只有俄罗斯的堪察加半岛和美国的西海岸还在蠢蠢欲动：据中国地震台网测定，北京时间 2013-05-24 13:44 在鄂霍次克海（在堪察加半岛西部沿海）（北纬 54.9 ，东经 153.3 ）发生 8.2 级地震，震源深度 600.0 公里。中新社旧金山 8 月 30 日电当地时间 8 月 30 日上午，美国阿拉斯加州阿留申群岛发生 7 级地震，之后再发生数次 4.7 级至 5.4 级余震，美国地质勘查局称未引起海啸。下一次 8.5 级以上地震在哪里？如果本规律正确，最大的可能性是在美国和日本，日本将有连续大震发生的可能。俄罗斯为第三位。 http://bbs.sciencenet.cn/blog-2277-751618.html 2 ．日本列岛的沉没我在 2005 年和 2010 年分别指出，警惕下一场自然灾难： 30 年内日本将是自然灾害的受援国。点评强调指出：日本遇到百年来最严重的强震威胁，其应对措施不仅仅在于防灾技术，而且在于友好的国际环境，特别是与亚洲近邻的关系。日本可能是下一个遭受自然灾害重创的国家。最新研究结果和最近的一系列地震均表明，富士山在休眠 300 年之后即将再度进入活跃期。富士山从 1907 年喷火以后一直平静。 2001 年 5 月日本气象厅宣布，已有减少火山地震活动倾向的富士山在 2001 年的 4 月份再度发生了 123 次低频率地震，虽然没有喷火，但已表现出地壳变动的“异常火山”现象。现在，日本全国上下都在防东海大地震，东海大地震震级在 8 级以上，震中多在富士山坐落的静冈县，周期为 150 年，现在已进入随时可能发生的时期。在 2005 年中国地球物理学会年会上，一项最新研究表明， 2000-2030 年全球将进入新一轮强震爆发时期，日本强震可能在此期间爆发。危险时刻正在迫近。 2005 年 1 月 4 日，美国国家科学院院长埃尔伯特博士严肃指出：世界上最深的海沟――马里亚那海沟，由于受到亚洲大陆板块的推压和太平洋板块的后退的原因，正在以每年 10 厘米的速度向东北方向，即太平洋 - 日本列岛一线扩张，日本将遭受灭顶之灾。埃尔伯特博士建议日本政府应该尽快成立“灭顶预警专家小组”，并且在 05 年尽快启动“大灾难应急预案”，更不要对日本民众实行欺瞒政策――日本人民有权利知道自己的未来命运。埃尔伯特博士还建议日本政府向周遍的友好国家――中国、韩国、美国寻求帮助，在大灾难一旦降临的时候，能够将日本的众多的平民百姓迁移到中国等国的领土上，作为“自然灾害难民”，以避免日本的‘整个民族的毁灭’。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-365593.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-694731.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-751884.html 2011 年 3 月 11 日日本 9 级特大地震证实了这一预测。相关研究表明，海岛特大地震有连续发生的记录，日本面临特大地震连续袭击的自然灾难。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-749370.html 日本右翼在灾难面前的歇斯底里，在于他们不相信世界和亚洲人民的善良与真诚，这种真诚的付出在印尼地震海啸中得到完美的体现。美国飓风灾难再次体现了这种新型的国际关系。国际援助不应该仅仅是灾害后的援助，更重要的是灾害前的预测研究与交流，公众防灾意识的提高，提前做好灾害的预防工作。对此，新闻媒体负有更大的责任。穷兵黩武不是逃避灾难的有效途径，与友邻和睦相处才是应对灾难的最好方法。对此，日本政府及其近邻无疑应有清醒认识。 3 ．美国黄石公园超级火山喷发的威胁继 2004 年年 12 月 26 日那场发生在印度洋海域夺去了近 30 万条生命的海啸及其地震事件之后， 2005 年 8 月 30 日横扫美国南部的卡特里娜飓风又造成了 500 亿美元的经济损失和异常惨重的人员伤亡。据来自路易斯安那州的参议员维特估计，飓风仅在该州造成的死亡人数就可能超过 1 万人。虽然这个数字还没有得到证实，但可以肯定的是，此次灾难的人员损失在同类事件中将可能是空前的。美国总统布什已经表示，“卡特里娜”飓风灾难堪与“ 9 · 11 ”恐怖袭击相比。卡特里娜飓风中断了人们的生活以及生产活动。墨西哥湾沿岸石油和天然气的生产受到干扰，原本就在不断攀升的油价被进一步推高。飓风还迫使美国一些进出口石油、粮食等商品的重要港口被关闭。美国已经接受国外的灾害援助，世界第一强国在自然灾害面前也显得软弱无力。黄石国家公园， (Yellowstone National Park) 简称黄石公园。是世界第一座国家公园，成立于 1872 年。黄石公园位于美国中西部怀俄明州的西北角，并向西北方向延伸到爱达荷州和蒙大拿州，面积达 7988 平方公里，在 1978 年被列为世界自然遗产。据科学家分析，黄石地区在过去曾发生过许多次的地震和火山爆发，规模巨大的火山爆发发生过三次。据传闻和一些零散的勘探资料表明，离现在最近的一次爆发所喷发出来的物质覆盖了约 9000 平方公里的区域，厚度达到了惊人的 1500 米，从而形成了黄石公园坐落的现在这片海拔超过 2000 米的熔岩高原。科学家预测，这座位于黄石公园地下的超级火山的喷发间隔约为 60 万年，而一个也许对于人类来说相当不幸的消息是，上面所提到的最近这次爆发可能就发生在约 64 万年之前，换言之，这座超级火山目前或许已经进入了喷发活跃期。 http://news.youth.cn/jsxw/201311/t20131113_4195477.htm 据英国每日邮报报道，美国黄石国家公园地下的超级火山岩浆库比之前科学家预想得更大，对黄石国家公园地震活动性勘测结果显示，岩浆库的体积是之前的 2.5 倍。　　岩浆库长 88.5 公里，宽 48.2 公里，深 14.5 公里，这个超级地下火山任何一次喷发都将对整个世界带来灾难。美国犹他州大学鲍勃 - 史密斯 (Bob Smith) 教授说：“我们长期以来一直勘测黄石公园地震活动性，并认为地下的岩浆库大于预期，但这项最新发现令人十分震惊。” 64 万年前，当这个地下超级火山喷发时，灰尘云覆盖了整个北美洲，影响着当地的气候。如果这场火山喷发出现在现代，将对整个世界带来毁灭性灾难。　　犹他州大学詹姆斯 - 法雷尔 (James Farrell) 博士说：“在火山喷发过程中，所有物质都喷射至大气层，最终它们将环绕地球并影响气候。”科学家估计 64 万年前黄石火山喷发规模相当于 1980 年圣海伦斯火山喷发的 2000 倍，黄石国家公园地下形成一个大型岩浆库，覆盖了怀俄明州、蒙大拿州和爱达荷州部分地区，这个岩浆库是通过活火山产生地震活动性记录发现的。测量穿过地面的地震波，科学家能够绘制出岩浆路径，地震波缓慢地穿过炽热和部分熔化物质，便于我们进一步勘测地下状况。研究小组的最新研究报告发表在日前在旧金山召开的美国地球物理联盟会议上，同时发现岩浆库最远抵达黄石公园东北部，远超出之前预期。人们无法确定这个活跃火山何时再次喷发，史密斯教授称，这项研究并不意味着黄石公园是非常危险的地点。但是专家预测黄石火山每 70 万年喷发一次，“不久”或将再次喷发，这一预测基于该火山历史上发生的三次喷发时间，分别是 210 万年前、 130 万年前和 64 万年前。 http://tech.hexun.com/2013-12-14/160591599.html 4 ．重大自然灾难是人类的共同敌人 2004 年 12 月 26 日印尼地震海啸后，全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生。郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释：海洋及其周边地区的强震产生海啸，可使海洋深处冷水迁到海面，使水面降温，冷水吸收较多的二氧化碳，从而使地球降温近 20 年。 20 世纪 80 年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关，同时这一时期也没有发生巨大的深海地震。巨震指赤道两侧南北纬各 40 度范围内的 8.5 级和大于 8.5 级的深海地震。 “拉马德雷”是一种高空气压流，分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现，每种现象持续 20 年至 30 年。近 100 多年来，“拉马德雷”已出现了两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生于 1890 年至 1924 年，而 1925 年至 1946 年为“暖位相”；第二周期的“冷位相”出现于 1947 年至 1976 年， 1977 年至 90 年代后期为“暖位相”。当“拉马德雷”现象以“暖位相”形式出现时，北美大陆附近海面的水温就会异常升高，而北太平洋洋面温度却异常下降。与此同时，太平洋高空气流由美洲和亚洲两大陆向太平洋中央移动，低空气流正好相反，使中太平洋海面升高。当“拉马德雷”以“冷位相”形式出现时，情况正好相反。中太平洋海面反复升降导致地壳跷跷板运动，引发强烈的地震活动。 20 世纪以来，全球大于 8.5 级以上地震在 1900-1924 年“拉马德雷” “冷位相”发生 4 次，在 1925-1946 年“拉马德雷” “暖位相”发生 1 次，在 1947-1976 年“拉马德雷” “冷位相”发生 7 次，在 1977-1999 年“拉马德雷” “暖位相”没有发生，在 2000-2012 年“拉马德雷” “冷位相”发生 6 次。规律表明，拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期。 2000 年进入了拉马德雷冷位相时期， 2000-2030 年是全球强震爆发时期。 2004-2018 年是特大地震集中爆发时期。历史记录显示， 1906 年 1 月 31 日在哥伦比亚发生 Ms 8.6 级强震，引起的海啸造成 500-1500 死亡。 1960 年 5 月 22 日在智利发生 Ms 8.9 级地震，引起的海啸造成 1061 死亡。 2004 年 12 月 26 日在印度尼西亚发生 Ms 8.7 级地震，引起海啸造成近 300000 死亡。这三次全球著名的地震海啸都发生在拉马德雷冷位相时期。最新评论认为，突如其来的灾难发人深思，但灾难的严重程度，似乎还提醒人们应有更深层的思考：人类最重要的敌人仍是自然威胁。因此，国际社会无疑应该调整安全观，认清真正的威胁来自何方。此次飓风事件，目前已有包括中国、俄罗斯、欧盟、美洲国家组织在内的 20 多个国家、地区和组织表示愿意向美国提供援助。特别值得一提的是，前段时间因竞购美国尤尼科公司被美国国会视为“威胁”的中国海洋石油总公司，也宣布提供 160 万美元的援助。谁是真正的敌人，谁是真正的朋友，再次明确显露出来。事实上，在诸如恐怖威胁、飓风袭击这样的灾难面前，任何战争的防御体系，都不过是徒有虚名的“马奇诺防线”。对此，我们无疑应有清醒认识。下一次特大地震无论发生在日本还是美国，都将是严重自然灾难的开始，我们处于 30 年拉马德雷冷位相灾害链时期，只有认清形势才能采取最有效的对策。重大自然灾难是人类的共同敌人。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-752117.html 美国24艘核潜艇在6级地震面前仓狂逃窜，自然灾害的威胁不可不防。; 个人分类: 科技点评|2166 次阅读|0 个评论

科学幻想——China Hawaii Island: seisman 2015-4-18 15:32; 陈立军浏览美国地质调查局 USGS 网站关于火山灾害的报道，见到至 2015 年 4 月 18 日太平洋周边地区的最新火山活动分布图（图 1 ），便产生了一个遐想—— China Hawaii Island ！图 1 太平洋及周边地区火山活动分布图（据 http://volcanoes.usgs.gov/ ， 2015.4.18 ）图 1 中，从阿留申到夏威夷，有一条古火山的轨迹线。对这条轨迹线，板块学说解释为太平洋板块持续向西北方向移动而被固定热源烧穿留下的轨迹。我们是否也可以反过来思考，这条轨迹线是否是某种活动热源由阿留申向南——再向东南方向移动所留下的轨迹线。因为，热源的移动比起诺大一个板块的移动要省事得多。大自然的运动都以最省力的方式进行，地壳的运动也不会蠢到舍易求难的。如果按照成岛的速率论，该轨迹线的成岛速率或为百万年纪的（图 2 ）。然而，如果按照热源的来回穿梭速率，则又可能是年代记的活动（图 3 ）。据 http://hvo.wr.usgs.gov/ 报道，夏威夷地区近年来也有多个火山在活动着，只是其活动水平似有下降的趋势（详见 http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-459249.html ）。受 2013 年 11 月 20 日的日本西之岛（ Nishinoshima ）附近火山喷发出新小岛的启发，建议我国的核潜艇也常去夏威夷东南方向走走，或许喷发出新的小岛，便第一个赶上去，命名为 China Hawaii Island ，岂不快哉。因为，就作者所知，现行的火山预测方法，是预测不到新小岛的出现的。科学幻想——哈哈！图 2 岛链的成岛速率图 3 夏威夷地区的近代火山活动（ 2015.4.18 初稿）; 3172 次阅读|0 个评论

潜龙勿用——09工程（核潜艇）亲历实录: 热度 1 sanlian7273 2013-9-4 09:05; 我的岳父李继云， 1958-1963 年在南京工学院（现东南大学）机械系学习。毕业后分配在国防科委第七研究院第六部 09 研究室工作。 09 研究室后扩编为第七研究院第十五研究所，部队番号是中国人民解放军总字 907 部队。 09 研究室负责核潜艇反应堆的研制工作。我的岳父记忆力好，退休后喜欢与人聊天，每当提起亲身参与的 09 工程的经历总是兴奋不已，劝他把这一段往事写出来，他总担心涉及国家机密，不妥。查了一下，保密法规定绝密文件的时限是 30 年，所以把他的这一段经历整理成文。调研一九六四年十月，李继云结束了半年的连队锻炼，回到 09 研究室。授衔仪式上，政委苏平同志宣读了国防部的命令，授予他中国人民解放军中尉军衔，正排级干部，月工资 66 元。报到时，研究室才有三四十人，研究室主任周圣洋，江苏宜兴人，四一年参加革命，大学毕业调干生，上校准师级。政委苏平，山西人，三八年参加革命，中校正团级。副总工程师黄旭华，少校。总工程师，姓张，报到前以调离。当时的核潜艇项目还没有上马，处在调研阶段。经费供给仅限人员工资和北京市内的差旅费。大家平时的工作只是跑跑图书馆和情报研究部门，搜集查阅国外的相关资料。李继云天天钻情报所、图书馆，去借阅查得到的国外解密报告、缩微胶卷。由于大学时学的外语是俄语，英语底子薄，而外文资料主要是英文，所以阅读时必须借助字典，开始阅读速度很慢，一个小时才能看一页或半页。只能下笨功夫，加班加点，每天除正常上班的八小时，晚上也不休息，即便是星期天也是如此。随着时间推移，阅读速度慢慢有所提高，由一小时不到一页，逐渐提高到一小时一页、两页，有时还能达到三页。日积月累，各种外文资料看了上千页，对核潜艇、反应堆和控制棒驱动机构有了一定的了解。简单的说，核潜艇与常规潜艇比较，就是用反应堆代替发动机，用核材料铀 235 代替柴油。反应堆与原子弹用的都是铀 235 ，它在达到临界体积的条件下，可以发生链式反应，铀原子可以一而二，二而四，四而八的快速分裂下去，十分之一秒内完成上万次的分裂，每次分裂都释放出大量的能量。所以，原子弹爆炸时产生巨大威力，而作为潜艇动力的反应堆，不能让它一下子把所有能量都放出去，而要慢慢释放，长期工作，否则潜艇早被它炸的不知去向了，这就必需控制好反应堆的能量。反应堆如何装堆？铀 235 被做成一截一截的小圆棒后，再一根接一根的装进一支用锆— 2 合金制成的很长的圆管子里。圆管子叫元件。再把元件装进一个多孔的元件盒中，装好元件的元件盒叫做元件组。最后把一个一个元件组放入反应堆的压力壳，叫做堆芯。堆芯如果达到临界体积时，反应堆开始链式反应。如何让反应堆听话？用控制棒。在堆芯快达到临界体积时，插入控制棒，控制棒是由具有吸收中子功能的材料做的，控制棒大量吸收中子后阻止堆芯达到临界体积，这相当于发动机的开关。在反应堆工作时，控制棒插入的深浅决定着反应堆输出的功率大小。插入深，功率小；插入浅，功率大。反应堆产生的能量传给它外面的两个回路中的载流剂（高纯度水），从特制的喷口中喷出高温高压的蒸气流，推动汽轮机的叶片转动。因为喷出的水有放射性，必须一滴不漏的收集起来。所以，核潜艇的科技含量高，设计和制造非常困难，需要解决的问题很多，工作量特别大，研制周期特别长。设计一九六四年十二月， 09 研究室扩编为第七研究院的第十五研究所，把二机部的一些研究人员，哈尔滨的 03 研究室的人员，都进行了收编，部队番号改为中国人民解放军总字 907 部队，专门从事核潜艇的心脏—核反应堆的研制。周圣洋任副所长，苏平仍任政委，原来负责艇体研究的那部分人员，另行成立第七研究院第十九研究所，并自成立之日起搬迁至葫芦岛，副总黄旭华亦随之而去，调来了新的副总赵仁凯和彭士禄，彭士禄的父亲就是烈士彭湃。一九六五年四月，传来喜讯， 09 工程重新上马，科研经费首批拨款人民币 300 万元。此后的一个月，讨论会，论证会，定案会，拍板会，不停的开。小组会，大组会，场场爆满。最后由技术权威和所领导拍案定板：我国第一艘核潜艇反应堆采用压水堆，载热剂采用三次蒸馏水，纯度达千万分之一，水温 350 摄氏度，堆内压力 140 个大气压，堆芯装料 137 公斤，控制棒材料选用银、铟、镉合金，反应堆满功率运行时的轴马力（即汽轮机输出功率）为 220 兆瓦。反应堆的结构参数很快也算了出来：堆芯元件盒 27 组，控制棒 19 组，载热剂温度 350 摄氏度，主泵的抽水能力必须达到 1 小时 1000 吨，堆高 3.2 米，堆芯直径 1.2 米。这些参数就是反应堆设计的主要功能依据。李继云所在的 203 组，负责反应堆驱动机构的研究设计，驱动机构代号 806 ，组长把比较复杂的安全棒驱动机构的设计任务交给了他，把调节棒驱动机构的任务交给同组的哈工大工程物理系毕业生王洪盛。反应堆驱动机构的设计要解决四个问题。首先，整个驱动机构是在高温高压的水中工作，工作状况十分恶劣，再加上高强度的辐射，零部件的材料极易发生蠕变而最终成为粉末，使机构失去其应用的作用。因此，必须选用特种优质不锈钢，当时国内还没有这样的钢种，必须提交冶金部门试制，试制的标准由研究室提供。这本身就是一个难题，新材料的化学成份、机械性能、金相组织、耐蚀水平，都要及时确定，谈何容易！其次，为了使控制棒上下运动，从而及时调节反应堆功率，驱动机构必须配备电机。驱动机构是在堆内的水中转子之间加套工作的，电动机的定子因为通电不能直接在水中，必须在定子与转子之间加套将它们隔开（此前从没有这样的设计）。然而，加套后必然影响电动机的功率，这个套子究竟应当如何选择、如何设计，作何处理才能把这种影响降到最低？第三，反应堆的性能决定了棒的上下运动的速度是很慢的，每分钟只移动几厘米距离，这就要求电机的转速必须很低很低。一般电动机转速是每分钟 1500 转，低速电机一分钟也有 750 转。堆里空间太小，无法加入减速装置，必须设计一个转速极低的特殊电机。第四，驱动机构在使用一段时间之后，必然产生磨损，磨损下来的铁屑就留在反应堆内。驱动机构又不能没有电机，有电机就会产生磁场，磁场磁化铁屑，磁化了的铁屑向磁场的来源电机集中，最终堵死电机在水中的轴承，使控制棒不能上下运动，失去调节、控制反应堆功率的功能。种种难题，让人伤透脑筋，必须一一解决才能设计出一个可靠的驱动机构。结构设计激战正酣时，突然发生一件有点莫名其妙的事：研究所所有人员突然集体被转业。当时，国防科委有三、五、七、十，四个研究院近 80 个研究所，共 30 万人，一起集体转业，划归地方建制。三院与三机部合并，五院与五机部合并，七院与六机部合并，十院与四机部合并。李继云所在的十五所因跨造船和原子能两个行业，上级决定由二、六机部和海军共管。全部院所除脱下军装外，工作性质一律不变。不过，转业了，大家脱下军装，工资普遍下降，李继云的工资也从 66 元降为 56 元，粮油供应标准也相应地下调。尽管个人利益受到损害，李继云和那个时代的所有人一样，并没有把这种损害放在心上，依然全心的投入到设计工作中，经过几个月的努力，终于克服了所有困难，拿出了一份合格的设计图纸。过了一段时间，大家才慢慢的了解了集体转业的来龙去脉。三十万科研集体转业之前，军事科研生产体制是这样划分的：国防科工委统属军队编制，由聂荣臻领导，负责国防尖端科学技术研究，下辖三、五、七、十四个研究院和若干研究所；而二、三、四、五、六、七机部及下属厂矿，归属国防科办，属地方建制，由罗瑞卿领导。聂罗一向就有矛盾。当时，罗瑞卿深得毛主席信任，身兼政治局委员、书记处书记、国务院副总理、总参谋长、中央军委秘书长、公安部长、国防工业办公室主任等要职。而聂荣臻和其它老帅则受到毛主席冷遇，聂只任国防科委主任一个实职。一九六四年的下半年，聂荣臻领导的国防科工委在工作中出现了一些失误。罗瑞卿在十一月，向中央打了一份报告。报告的主要意思是：国防科工委自成立以来没有取得一项重要的研究成果，相反犯了不少错误，闹了很多笑话。在报告中提出了“科研必须服从生产”，国防科委的“院”应与国防工办的“部”合并，国防科委的的“所”应与国防工办的“厂”合并。简而言之，“部院合并，厂所合并”。报告建议国防科委院所的这些人都应当脱下军装，以减轻国家负担。报告首先呈递给了党的总书记邓小平，邓小平阅后，批示同意。再呈给周总理，也批了同意。总理又将报告呈给毛主席，毛主席在报告上画了个圈。就这样，报告走了七八个月，最后在一九六五年的五月份批了下来，国防科委的 30 万人在七月一日集体转业，划归地方建制。一九六五年十二月，罗瑞卿被隔离审查，对这次转业有意见的一些人向中央反映这是罗夺权的阴谋。一九六七年二月，周总理代表党中央、国务院宣布：原属于国防科委口子的各单位自即日起从国防工办划出，仍归国防科委建制，但先只给番号，不穿军装，等各单位成立革命委员会后再入伍。此事一拖再拖，后不了了之试制设计完成后，组织讨论，作了一些小小的修改，经总工程师批准，驱动机构进入试制阶段。经国家计委协调，驱动机构由密云的一机部机床研究所精密机床零件厂负责加工试制，电气部分由上海先锋电机厂试制，热工况试验也在上海进行。与此同时，反应堆的其它部件也先后进入试制阶段，代号 801 的压力壳的试制任务落到武汉重型机床厂，代号 802 的元件由兰州的 202 厂负责，控制棒由银川的白银公司负责，一、二回路主泵由沈阳水泵厂负责制造，压力壳内的固定构架由二机部 523 厂负责。一九六五年冬，李继云作为驻厂军代表来到密云。这是个厂所合一的单位，位于密云县城北二、三十公里的地方，地名溪翁庄。厂长杨福田，所长兼党委书记邹家华，邹韬奋的儿子，叶剑英的大女婿。厂里把 806 的试制当作最大的政治任务，试能参加试制工作，谁就最光荣，只有共产党员和共青团员才有资格。阶级斗争的弦绷的很紧，谁要是吹冷风，说怪话，出差错，谁就要倒霉。记得一位六级工沈师傅，上海人，四十来岁，性格活跃，喜欢说话。因为夜班离开磨床与旁边人说话聊天，没有及时发现磨床冷却液断水，致使正在磨外圆的不锈钢丝杠发热、变形、烧损，在作了检讨之后，被罚作车间的清洁工作。作为驻厂军代表，李继云有三个主要任务：一是质量把关，二是督促进度，三是签字验收。具体工作不必过问，只偶尔参加加工方案的讨论。工作虽然轻松，负责却很重大。一九六六年十月初，李继云在验收单上签字，第一批五套机构运往上海。因文化大革命的影响，热工试验一时没了下文，李继云过了一年的悠闲的日子，几次跑 211 图书馆，找到一本美国人写的《驱动机构材料》英文书，如获至宝。一九六七年十月底，上海来信，通知李继云参加热工架台的筹办工作。热工架台就是驱动机构在热工况条件下的试运行台架，它既要能提供 350 摄氏度的水温和 170 个大气压的工况条件，又要能左右摆动 45 度，模拟潜艇在水中遭遇风浪或冲击时发生的摆动。借以考察按设计图纸制成的驱动机构样机能否在上述条件下正常运行。然而，这个台架无法提供核辐射的工况条件，这也只能留下无可奈何的遗憾。试验工作要比驱动机构的设计简单的多，找一根足够长足够粗又足够厚并能承受 170 个大气压的钢管，车、焊后，放入电阻热元件和测温的热电偶，再驱动部分的水中部件放上去，加焊死，再套上步进电机的定子和位置指示线圈，将它安装到一个能使其左右摇摆 45 度的架子上，就算大功告成了。李继云拿着介绍信，先后去了上海锅炉厂、上海轴承厂和江南造船厂求援。中央军委发了命令，全国都要为 09 工程大开绿灯，所以，两三个月之后就万事俱备了。试验大纲由组长起草完毕，并报所里批准，可以开始试验。一九六八年二月，春节刚过，试验正式开始。接上电源，加热，测温，然后开动驱动机构，使“控制棒”上下移动。并通过变频电源，调节步进电动机的转速（每分钟零到三转），从而调控“控制棒”在“反应堆”内的位置，每隔一小时，切断电源一次，释放“控制棒”，并测量其到“底”所用时间，看是否达到设计要求。按试验大纲要求，试验必须连续进行 5000 小时。于是，李继云和其它几个同志，加上先锋电机厂的老俞，吴克强，项师傅。轮流值班，昼夜不停。到九月中旬，试验全部结束，机构从始至终运行正常，“控制棒”紧急释放 5000 多次，其中包括二百多次的 45 度释放斜插，次次成功，次次符合要求。当晚，组长请客，大家进馆子吃了一顿，祝贺试验成功。第二天，拆开台架，所有零部件均已发黑，但磨损不严重，符合要求。于是，立即用电报向所里报喜，并派专人回所汇报。不久，所里回电，按样机正式生产。一九七零年四月，驱动机构运抵基地。一九七零年十二月二十六日，核潜艇陆上模拟实验成功。一九七一年十二月二十六日，中国第一艘核潜艇顺利下水。荣誉陆上模拟试堆成功后，中共中央、国务院、中央军委、中央文革给下五所发来了贺电，由于保密原因，电报没有见报。一九七二年七月，李继云从国防科委第十五研究所调回老家泗阳（现属江苏省宿迁市）县农机修造厂。一九七九年一月，李继云被调到县手工业管理局。一九八四年，李继云担任县经委副主任。就在这一年，核潜艇驱动机构的试制工作被评为国家科技进步特等奖。一九八五年三月，原十五所给李继云寄来了获奖证书和奖金。因不知道他具体在哪个单位工作，证书和资金寄到了泗阳县委组织部。从组织部的同志手中接过证书的刹那，这迟来的十多年的荣誉让李继云激动的热泪盈眶。; 2581 次阅读|1 个评论

第一艘CAD设计的核潜艇: outcrop 2013-6-17 09:27; 昨天看了弗吉尼亚（Virginia Class）核潜艇的视频，感觉弗吉尼亚应该是第一艘CAD设计，三维建模并实现虚拟人测试的核潜艇，应该也是第一艘这么制造的潜艇。应用了大量当时很先进的计算机辅助设计技术，由美国通用动力公司电船部和纽波特纽斯造船厂设计制造。之前的潜艇设计由图板绘制，可以理解；但为了顺利生产，居然还需要制造一个全尺寸木质的模型，这个就相当费事了，我还不知道。另外，之前的潜艇下水之初，有一年的测试期，还有一年的维修期。这么一个过程，起码说明了对工程瑕疵的宽容，也给工程师们留下了更大的空间和胆量。至于这艘潜艇本身的亮点就不赘述，有视频（广告有点长-_-）： ============================= 关于博主 ============================= 博主的主要兴趣是：知识管理；相关兴趣有：语义网、机电及DIY、哲学与心理、信息安全、科幻等。我的常用博客在科学网（访问可点链接，下同）；新浪微博是@outcrop ，欢迎互粉；建了一个超级QQ群：17662971，希望能闲聊无白丁，欢迎加入；自己打理着一个机电工程师小网站，欢迎来玩。最近在科学网关注“ 科学网大学 ”，欢迎加入科学网大学群组讨论、尝试。; 个人分类: 机电工程|4147 次阅读|0 个评论

[转载]钓鱼岛争锋：中日海陆空军实力最新大盘点: 热度 1 JRoy 2013-1-17 07:42; 钓鱼岛局势紧张以来，很多人关心中国和日本海空军力量对比如何？本图集从常规潜艇，核潜艇，主力驱护舰，大型水面舰艇，空中战机力量等为你展示双方力量对比。钓鱼岛局势紧张以来，很多人关心中国和日本海空军力量对比如何？本图集从常规潜艇，核潜艇，主力驱护舰，大型水面舰艇，空中战机力量等为你展示双方力量对比。; 个人分类: 分享|2127 次阅读|15 个评论

让领导先尿: 热度 6 陈安博士 2011-4-14 15:44; 　　【Blog主人按1：看到一则新闻很有趣《“让领导先尿”：英国核潜艇枪击事件真相出水》，和大家分享一下】　　【Blog主人按2：和领导一起如厕是很尴尬的事情，尤其是男士们，相隔仅仅一个隔板或者没有隔板，人类最隐私的地方暴露于光天化日之日，尤其是领导的隐私，着实让人不知道怎么办才好，所以每每需要举头望明月，张嘴扯闲淡，方能过得去这一节。如遇到只有一个厕位时，懂事的下属自会退避三舍，请领导先尿，这样才可以换得未来领导尿你，真到时候领导不尿你这一壶了，那可是很糟糕的。】　　【Blog主人按3：让领导先走，让领导先尿，都是一个思路，走的事情如果没啥突发事件，等等也就等等了，尿的时候则不然，需要时雷霆万钧，根本来不及让你等待。这位英国的小伙子这不就急了嘛】　　【Blog主人按4：最科学理性的风险防范方法是每人每天都用纸尿裤，以免发生这类万一情况，以至造成人员伤亡，切记切记！】　　以下是新闻原文：　　英国新型核潜艇敏捷号上发生、酿成1死1重伤的枪击事件，疑因厕所纠纷引发。英国传媒引述国防部消息人士透露，由于政要参观，潜艇上人有三急的士兵被迫要让来宾先用厕所，有人因此一时失控触发开枪血案。　　敏捷号（HMS Astute）周三泊于船坞，展开为期5日官式访问，招待南安普敦（Southampton）市议会官员、童军、学童等登艇。枪发于周五（8日）中午12 时12分，当时正有一批市政要员到场参观，行凶的22岁一等兵多诺万（Ryan Donovan）当时负责守卫控制室，但休班不久就枪击众人。事发时，一批童军和学童正准备登舰参观。　　国防部消息人士说﹕监于有政要在潜艇上，厕所安排极度紧张。我听说枪手急需如厕，但被下令让来宾优先使用控制室旁的厕所。情绪突然失控，之后便有人开枪了。那潜艇共有95名职员，但仅得5个厕所。　　多诺万当时身穿防弹衣，起码开了6枪才被制服，以涉嫌谋杀及谋杀未遂罪被捕。年仅30余、艇上负责导弹和鱼雷的少校莫利纽克斯（Ian Molyneux）胸膛中弹身亡；另一名少校霍奇（Chris Hodge）则伤重，但情绪稳定。　　; 个人分类: 事论|3803 次阅读|9 个评论

[转载]核电站汽水分离再热器（MSR）的国产化: heshang11 2011-1-21 15:35; 历史进入了21世纪，人类采用安全、经济、清洁的能源已成为大势所趋。适度发展核电，是我国政府的能源发展战略。目前国内已经运行和在建的核电机组已达11台，我国的核电正在向着国产化方向迈进。 1　哈锅核电开发历程回顾哈尔滨锅炉厂有限责任公司（哈锅）承制核设备，已有几十年的历史。60年代，清华大学“114”核反应堆工程中的压力壳、稳压器，中国第一套提炼重水装置IA、IB增湿塔等7台设备以及提炼重水用的不锈钢管道，“820”容器，中国第一台核潜艇用汽水分离器等都是由哈锅制造。80年代，哈锅又与清华大学核能院共同研制了5MW核低温供热堆中的压力壳、安全壳、主换热器、屏蔽筒、堆内构件等。90年代，哈锅与清华大学再度联手合作，完成了200MW低温供热堆压力壳、安全壳等主设备的施工图设计、工程标准修订；90年代后期，又成功地为秦山二期核电站提供600MW辅助给水系统除氧器。面对中国的核电事业，哈锅对于继续承制核设备早已拟定了目标，哈锅抓住了国外几家大核电公司在中国频繁活动、并多次来哈锅调研及洽谈之机，及时地把自己推向了竞争的舞台。哈锅为了承制核产品，曾在软件、硬件方面做了多手准备。近年来，哈锅以5MW核低温供热堆为起步，先后取得压水堆核电厂承压设备、200MW低温核供热堆核承压设备等的制造许可证，并邀请国内外20多位专家对内搞核电技术及质保培训。同时，与国外核电公司进行技术交流，逐步完善了核电质保体系，培养储备了一大批熟悉并能运用法规及标准的专业技术人才。经过“七五”、“八五”技术改造，哈锅已基本具备了生产百万千瓦级核电主设备的能力。正是有了这些雄厚的实力，使哈锅面对核产品生产胸有成竹。在获准有关方面的资格评定之后，毅然承揽了广东岭澳核电站百万千万级汽水分离再热器（MSR）的制造任务。 2　MSR产品的特点 1000MW级核电汽水分离再热器是广东岭澳核电站一项大型设备。岭澳核电站的常规岛部分由GEC-阿尔斯通（ALSTOM）公司总承包，哈锅制造其中的4台MSR设备，这是核电站二回路“四器一冷”中最关键的一台组合式大型容器，并列入“九五”国家重点科研课题。在压水堆核电站中，蒸汽发生器产生的蒸汽是饱和蒸汽，进入汽轮机高压缸做功后，如果不采取措施，低压缸末级的排汽湿度将达到24左右，这将严重影响汽轮机的安全运行，是绝对不允许的。因此核电机组在高压缸与低压缸之间都设置了汽水分离再热器，以便减少对低压汽缸叶片的大面积腐蚀，同时增加低压汽缸的出力。岭澳核电站电功率为1000MW等级，核电汽轮机配置两台卧式半容量（50）的MSR，分别布置在汽轮机运转的两侧，称为A型、B型。岭澳核电站为两套机组，共配置4台MSR。MSR是一内部结构复杂的大型复合卧式容器，采用一体化结构。主要由外壳、防腐壳、换热器管束、分离器、支撑框架、包壳、热壳等部件组成。容器外径为5.41m，长24.30m，宽6.374m，高6.5m，重达342t。 MSR的设计、制造是以英国的BS5500为其基础标准，以设备技术规格书为龙头，由此涉及到英国标准（BS），欧洲标准（EN）及GEC-ALSTOM的工程标准，形成了MSR繁杂的标准体系。 MSR图纸中采用BS及EN标准系列材料。其中有碳锰钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢及镍-铬-铁合金等，而我公司以往所接触的金属材料均为国标及ASME标准系列的材料。由于MSR结构复杂，适用标准及采用的材料均是全新的，因此给技术准备工作带来了较大的难度。哈锅从1994年12月开始，就积极与法国阿尔斯通公司、岭澳业主（LANPC）进行了该项目的前期接触，随后针对MSR产品的技术特点，在厂房设备能力、工艺可行性、质量保证等诸方面进行了全方位的准备工作。双方历经长达一年左右的时间进行了技术及商务谈判，在1997年9月26日正式签订了合同，并于1998年3月17日续签了最后一台MSR两个换热器管束的合同。我公司共承担了4台MSR的主壳体及内部构件（主要部件为防腐壳、热壳、包壳、管束支撑架等），以及最后一台中的两个换热器管束的制造任务。 3　图纸和技术条件转化是MSR国产化的龙头由于MSR的结构复杂性及标准规范的特殊性，我们从1996年8月份就开始着手消化图纸的工作。在理解ASLTOM大量图纸的基础上，特别注意21个部件的装配尺寸、连接尺寸关系，吃透设计意图。重点在于：汽水分离再热器的一体化布置；防腐壳衬里的装配结构；热壳、包壳的连接结构及对热膨账的考虑；膨胀节贯穿件的装配结构；换热器管束的纵向倾斜布置以及限流器的配置，有利于凝结水的流动。 ALSTOM的图纸没有对成型公差、尺寸公差作出明确规定，我们通过与ALSTOM公司进行探讨，最后达成共识，执行ISO标准。我们在结构分析的基础上，打破了原封闭的尺寸链。ALSTOM的技术要求分为三个层次：BS5500、ALSTOM工程标准、LANPC的补充规定。经过分析取舍，融会贯通，最终落实到图纸中。经过图纸的转化，解决了视图关系、编号制度、技术要求和必要的因工艺需要结构上的变动，达到真实地反映产品结构，并将有关的制造、检验、验收的技术条件反映到厂化图纸中，以便在工艺、检查、试验、质量计划中予以贯彻，从而满足产品性能的要求。 MSR所应用的技术标准有三个层次。第一个层次以英国的BS5500《非受火熔焊压力容器规范》作为基础标准，并以《汽水分离再热器设备规格书》为龙头，由此涉及到第二层次的阿尔斯通公司工程标准，英国标准（BS）、欧洲标准（EN）、国际标准（ISO），并由此牵扯出更为具体、数量更多的第三层次BS、EN、ISO等辅助标准。EN标准是一个完全独立的标准体系，其标准的组成、标准的编排结构、标准的内容与ASME标准有很大的不同。对于我们来说是一个全新的技术标准体系，该标准体系既涉及到各成员国的标准，又涉及到一些国际标准。EN标准所包含的技术标准比较庞大繁杂，而对于每一单独的技术规范，内容又比较抽象，对有些条文其涵义不太容易理解。因此，要真正应用学好EN标准，除了对每一条文要充分理解外，还必须注意各个标准之间的联系，找出标准之间的规律性。通过转化，我们共编译了经ALSTOM批准用于指导MSR的工艺、检查、验收方面的技术文件180个。MSR共21个部件，已对其中19个部件实现了厂化设计，共完成8500多张A4的中英文对照图纸。MSR所涉及的技术条件总共为156份，按文件控制程序，标准部门按专业分类，等效采用或按合同规定的最新有效版本进行厂化、并等效转化为在本公司内执行的企业标准。我们共转化了78份通用的技术条件。 4　切实可行的工艺试验和研究是MSR国产化的基础在充分利用我公司多年来生产与MSR相近产品的经验、发掘现有设备的潜力、完成必要技术改造的同时，认真做好投产前的工艺试验和技术难关的攻关是MSR国产化的物质基础。我们先后完成了14项工艺技术难点研究和工艺技术攻关，其中包括：17000mm超长钢板，高精度U V坡口的加工攻关；利用现有几台设备完成了超长板焊接坡口的加工；φ5.4m大直径薄壁封头焊接U V型坡口机械加工工艺；以主壳体材料为代表，实现焊接材料国产化及其工艺评定；主壳体和内件制造工艺难点攻关等。经过这些工艺技术研究和攻关，使我们较好地掌握了1000MW级MSR制造的重要工艺过程。 5　核质保体系的有效运转是MSR国产化的保证为保证质保体系的有效运作，我们从教育抓起。MSR合同签订后，在全厂范围进行了核质量、核安全的教育，使核安全文化渗透到所有产品领域。结合重点工序选送工程技术人员和优秀的生产骨干出国培训，请中国核工业无损检测中心对哈锅无损检测人员进行了培训和考核。经过资格鉴定、理论考核和实际考试，有45人取得了核电II级资格证书。 MSR的焊接技能评定是根据欧洲标准EN287-1的规定进行的。采用欧洲标准评定焊工资格在我公司还是首次。公司拨专项费用对61名焊工/焊接操作工189项进行焊接技能培训和焊接技能评定，全部通过了EN287-1的焊接技能要求，同时焊接资格得到ALSTOM和第三方的确认，为公司生产MSR产品培养了一批符合欧洲标准要求的优秀焊工。为确保工程质量，针对MSR产品成立了由全面质量管理办公室等组成的"首控组"，对首件工序质量实行严格控制。质量计划中的停留点、见证点及时通知业主和第三方进行联合检查，并在检验报告上签字认可。一旦发现不符合产品，及时开出不符合项报告（NCR）连同处理意见、整改措施报ALSTOM，并在实物上贴标签加以隔离。由于认真贯彻质保体系，加强质量管理，2号机部件的生产中比1号机NCR减少了70。 6　MSR国产化进程中需要注意的问题（1）关于厂化设计问题，岭澳业主曾提出过质疑，谁来负这个责任？尽管在合同中设计责任由阿尔斯通负责，但实际投产的是哈锅转化后的图纸及技术条件，阿尔斯通应该复查厂化图纸，但这项工作始终没有进行，实质上是哈锅在负此责任。这就提醒我们在今后的涉外工程谈判中应加以明确，或者对来图提出有关要求。尽管如此，对于首台研制的大型核电项目，厂化设计是非常必要的，并适合于目前国内企业生产状况。图纸及技术条件的厂化，只是为研制首台百万千瓦级的MSR提供最基本的技术文件，以便工艺、检查、质保等部门更好地开展工作，体现设计为龙头的作用。实践证明，厂化设计推动了MSR的研制工作，并满足了生产进度的要求。在实现设备制造国产化对外合作时，应力争索取更多的设计资料。在技术洽谈中我们一谈到有关设备的机械强度计算及性能计算问题，阿尔斯通公司避而不答，声称超出了与哈锅合同的范围。但我们深知，厂化设计与掌握真正的MSR设计还有相当大的差距。我们希望通过依托工程，国家统一管理引进技术，使得国内有关设计院及厂家达到技术共享，以便更好地实现设计的自主化。核设备的结构强度设计与制造是不可分割的。纵观ASME、RCC-M等国外规范体系，核设备的单元设计与制造是不可分割的，而我国目前是设计院包揽了系统及单元设备的设计。这势必给管理、接口、工艺可行性、制造中的生产服务带来一系列的问题。现在国内主要厂家已取得了ASMEU、U2，有的正在筹备取得N证，已具有压力容器的结构强度分析设计能力，而工厂所持有的均为制造许可证。如何理顺这种关系，建议厂家与设计院联合设计；或者都承担设计，互为验证，这也是核电质保所要求的。这将对调动厂家的积极性、尽快掌握核电技术、提高核电设备国产化率以及与国外先进技术接轨会产生积极的影响。（2）关于国产化制造范围。我们认为必须在现有装备能力、制造技术水平基本具备的情况下，积极力争扩大国产化范围，使国产化的设备技术含量有所提高。在MSR的最后一台上，我们积极与业主配合，争取到了两台换热器管束的制造，使制造国产化率达到95以上。 MSR所用材料全部是法国来料加工，在下个项目上，应努力扩大设备原材料国产化范围。因常规岛容器及换热器类设备，国外一般也是采用常规的压力容器设计制造规范（如MSR为BS5500），因此主体材料尽可能用国内的材料替代，如16MnR、20g等，可以省去进口环节，并方便国内焊材的匹配。根据国家适度发展核电的方针，近期不可能大力发展核电。只为研制核电设备，需要上大的技改技措项目，必须慎重考虑。应由国家统一协调，充分发挥各地区现有的优势，共同推进核电设备制造国产化进程。（3）关于项目管理。项目管理处负责生产准备、计划编制，并检查计划完成情况。针对核电产品的特殊性，公司专门成立了核电办。这是我公司核电项目技术引进消化的大本营，是核电信息的处理中心，是"技术管理"的单位。全面负责公司核电项目的内、外接口工作，对外代表公司，对内转递函电，落实执行情况，建立工作档案，做到有据可查。并从技术角度辅以项目管理，这样恰当的结合，对于国产化的首次实践是非常必要的。编制并实行MSR项目的内外接口程序，对提高管理水平，并与国际标准接轨均起到积极的推动作用。为了组织生产和解决各类技术问题，应实施周例会制度。每次会先落实上次会议确定的决议，对决议进行考核；同时，对本周生产中遇到的各类技术、质量问题进行布置。哈锅同ALSTOM公司、业主方、第三方每月定期召开一次进度协调会，在会上各方就生产进度、质量问题及其他亟待解决的问题进行讨论和研究，使MSR的每一阶段生产都能按计划有条不紊地进行。（4）关于核电设备国产化的分包价格。在分包产品价格谈判中，外商惯用手法是利用中国厂商相互压价，从而达到其低价采购之目的，因而存在着普遍偏低的问题。希望有关部门研究并解决这一问题，以便使分包产品价格能维持在一个较为合理的水平上。（5）关于核安全文化。我们深深体会到，经过MSR研制，核安全文化的渗透、影响、扩大乃至形成，到最后扎根于我们从事核电员工的脑海中是最重要的。由于大型核电项目在我公司尚属首次，并且技术含量很高、质量管理水平要求严格，一切活动必须按图纸、标准、规范、计划、规程、细则等文件执行；做到凡事有人负责、有法可依、有章可循、有据可查，并严格记录。每个人都建立核质量的自觉性，增强核安全意识，一切工作的质量都与核安全密切相关，树立了"核安全第一"的思想，核安全意识深入人心。我公司近10多年来，积极开发核电、核供热以及其它核试验堆设备。特别是在4年多MSR国产化过程中，从ALSTOM公司和业主方在技术和管理上学习到许多先进的经验，建立了一套完善的适合核电设备研制的组织机构，从技术、生产、管理、质量保证和质量控制水平都上了一个新台阶，培养出一支具有较高素质的核电人才队伍，为进一步承制核电产品打下了良好的基础。尽管我们已做了一些工作，但涉足的只是大核电的常规岛产品，我们还刚刚起步，经验不足。我们希望认真学习和借鉴兄弟厂的核电国产化成功经验，促进我们的工作，联合起来共同为我国核电发展做出贡献。哈锅今后的核电开发思路：走"从外向内，以民养核，从小到大，跨越发展"--即近期制造核岛主系统外围（包括低温核供热堆等）设备、常规岛设备及民用的类似设备，最后争取制造核岛主设备之目的。; 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