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1、从另类走向流行的X舵 采用X舵的德国的212A型AIP混合动力潜艇 X舵是指四个尾舵呈X型正交布置，舵轴中心线与艇纵中对称面呈一定夹角的分离式尾舵。与常见的十字舵相比，X舵造型独特，公开的资料又少，大家对其了解不多，所以总给人一种神秘感。加之X舵早期仅在荷兰、瑞典的几型常规潜艇上使用，使用范围小装备的潜艇也少，与随处可见的十字舵相比也就显得较为另类。但近年来X舵在新型潜艇中的流行速度却非常快，如澳大利亚的科林斯级、以色列的海豚级、瑞典于1996年服役的哥特兰级、德国在2003年建成的212A型、日本2005年投入现役的苍龙，乃至法国正在建造的梭子鱼级核潜艇，都无一例外的采用了X舵
2、X舵被这六型潜艇采用，说明这种独特的潜艇尾操纵面，在世界范围内的流行趋势已越来越火。那么到底是什么样的特性，让X舵完成了从另类到流行的华丽转变？又是什么样的性能优势，让更多的潜艇建造国接受了这种独特的尾操纵面呢？ 船台上偏转一定舵角的212A型的X尾舵，从舵板偏转角度看212A的X舵为全动舵设计。 本文将从X舵的操纵性、安全性、静音性等角度出发，通过与十字舵的对比，详细阐释X舵的性能特点及其优缺利弊，并揭开X舵流行的主要原因。 一、X舵在操纵性上的优势：舵效高，机动性好。 上图为 一定航速、固定舵角下，十字舵潜艇与X舵潜艇舵效比较，X舵潜艇的
3、机动性能优势是突出的。 X舵的四个舵面布置在潜艇尾部的对角线上，舵面可取得最大展长，舵操纵面的操纵能力和效率高。加上X舵每个舵的摆动都能在水平面和垂直面产生操纵力，所以X舵的舵效要比十字舵高出近42%左右。以水平回转为例，X舵要比十字舵回转半径小14%左右，回转周期减小6%,回转速率增加6%。这意味着在航速相同、舵角相同的情况下，装备X舵的潜艇纵倾角和深度变化率要更大，在各种航速下的垂直面和水平面机动性上也均比十字舵优秀。 下潜中的海象级潜艇，尾部X舵舵板偏转到下潜状态 对于一艘潜艇而言，拥有良好的水下机动性，有着非常重要的意义
4、因为在潜艇攻击过程中，良好的机动性可以帮助潜艇快速占领射击阵位，达到先敌攻击的战术要求，大大提高潜艇的攻击成功率。而在潜艇面临敌方反潜威胁中，更小的水平回转半径，更大的变深性能，都能帮助潜艇提高规避率，增强潜艇的生存能力。特别是在面对敌鱼雷攻击中，X舵潜艇可以利用较小的回转半径结合更大的变深速率，做出水平和垂直面结合的大机动动作，帮助潜艇快速脱离鱼雷声纳跟踪锥角，摆脱敌鱼雷的跟踪追击。所以，X舵与传统的十字舵相比，在攻击能力、规避能力上的优势也非常突出。而同样的潜艇，在装备X舵后在水下战术性能上显然会比装备十字舵更优异。 从212A型潜艇正后方拍摄图片，可以清晰的观察到该型艇的X尾舵细
5、节，上方露 出了处于收放状态的绿色拖曳线列阵声纳。 二、X舵在静音性上的优势。 1、低速下操舵频率低，操舵噪音小。 根据以往经验表明，装备十字舵等舵效低的潜艇，在低速下为保持艇位需要频繁的操纵尾舵，由于舵装置具有连续工作的特点，采用电磁换向阀的舵装置噪声就会有明显的提高。同时，舵机液压装置和液压阀件开关所产生的液压噪声，舵机机械联接装置和机械部件产生的振动噪声，也会在低速时从降低的螺旋桨噪音中脱颖而出，形成较为明显的噪音源。X舵因为舵效高操纵性好，易于保持或者改变潜艇在各种航速下的运动状态，所以降低了操舵频率，减小了潜艇低速下的操舵噪音，对于改善潜艇低速下的静音水平有较大帮助
6、 荷兰海象级潜艇的左侧X舵顶端还作为拖曳线列阵拖带装置使用 工作人员正在为海象级潜艇进行拖曳线列声纳的拖带安置工作。 2、操舵时对桨盘面入流干涉少。 X舵与螺旋桨盘面的距离可以比十字舵大些，可以降低操舵后流场对螺旋桨的干扰，改善螺旋桨盘面入流的均匀性。这有利于提高螺旋桨的推进效率，降低螺旋桨的工作噪音，对于提高潜艇航速和改善潜艇静音性能有益。 3、舵板声散射效果好，尾附体反射强度低。 X舵的舵板一般以45度角布置，在面临敌主动声纳探测时，X舵的舵板可以提高入射声波散射率，削弱潜艇尾舵这一强反射区域的声反射强度，改善整艇的隐
7、蔽性。目前各国为了克服安静型潜艇的威胁，越来越重视主动声纳的装备和发展。安静型潜艇在采用了X舵后，对于应对将来反潜平台装备技术更先进的主动声纳这一有力挑战，也有着非常深远的意义。 212A的X舵 三、X舵在安全性上的优势。 1、横向不超宽、垂向不超基线。 十字舵要提高舵效就必须增大舵板面积，这使得水平舵超出艇体的最大宽度，下方向舵则超出潜艇基线。当潜艇离靠码头、多艇并靠或者在潜艇座沉海底、坐墩船坞时容易让尾舵受损。而X舵在保证舵效的前提下，可以做到横向尺度不超宽、垂向尺度不突出
8、基线，显著提高了潜艇在进行相关操作时的安全性。也降低了潜艇在进港停泊和进坞维修时的后勤压力，提高了潜艇在浅水海域进行坐沉海底等动作时的机动性。 停泊码头的212A 2、横倾角小，无突倾角，操纵安全性高。 X舵的稳定横倾角小，几乎没有突倾角，在大速度回转时可以通过差动舵进一步控制整艇的横倾。所以X舵的稳定横倾角明显小于十字舵，可以实现无纵倾定深回转。这对于X舵潜艇在水下航行时，特别是高速回转时保证潜艇的横倾平衡十分有利。也很大程度得提高了潜艇高速机动下的安全性。另外，X舵潜艇
9、纵倾角的过渡时间比十字舵短，振荡幅值也比十字舵小，这对帮助潜艇舵信人员提高操舵正确率，改善潜艇操纵安全性都有较大好处。 鉴于X舵优良的性能，自苍龙级开始日本后续的AIP潜艇很有可能都将放弃十字舵，而用X型尾操纵面代替。 3、卡舵时安全冗余高，发生卡舵后安全性能好。 潜艇尾舵发生卡舵现象，是造成潜艇水下失事的重要原因之一。十字舵潜艇在高速航行时，一旦发生卡舵现象，特别是尾水平舵出现卡舵，容易使潜艇在短时内超深（超出极限深度），或者让潜艇在高速上浮中与水面物体撞击，从而造成严重的安全事故。而X舵的四个尾操纵面都可以独立转动，并都有操纵潜艇垂直、水平面机动的能力，这就提高了
10、X舵潜艇发生卡舵时的安全冗余。比如当X舵发生单舵卡时，还有三个舵可以控制潜艇的航向，对潜艇的安全性影响不大。当发生概率极低的双舵卡时，舵信人员可通过操纵反向舵面产生与卡舵舵面相反的力和力矩，实现潜艇的直线定深航行，避免潜艇出现高速超深的现象，保证潜艇在安全深度和安全范围内可控航行。只有当X舵的三个舵面同时发生卡舵，X舵才会彻底失效，但这样的失效概率只有十字舵失效率的三次幂，在实际情况中基本不会发生，几乎可以忽略不计。所以，与十字舵相比X舵的安全冗余高，发生卡舵时的失效概率低，在安全性上的优势非常突出。
11、 日本2900型潜艇的X舵 四、X舵在其他方面的优势。 1、阻力系数低 在国内的相关研究中发现，无论是在RNG - kε、S - kω还是SST - kω瑞流模型下，X舵的总阻力系数都要比十字舵低。作为潜艇主要的附体，阻力系数的下降能改善整艇的水下快速性，所以在吨位相同线型和动力水平接近的条件下，潜艇使用X舵比使用十字舵更能改善潜艇的快速性。
12、荷兰海象常规潜艇 2、标准化、系统化能力强 X舵的四套舵装置和舵板都相同，在设计时一套设备图纸即可满足要求，建造时相同的四套舵板和装置也为降低建造时间，降低建造成本提供了条件。而十字舵上下垂直舵板往往不对称，在尺度和结构上也会存在差异，所以在设计和建造的标准化、系统化上X舵的优势明显。 拆卸了舵板的正进行整修的荷兰海象级潜艇 当然，X舵的性能虽然非常优异，但也存在一些不可忽视的缺陷。在总结了X舵的优点后，我们也有必要再来了解一下X舵的一些弊端，以加深对这种独特的潜艇尾操纵面的认识
13、 五、X舵的缺陷 X舵控制潜艇机动动作的原理图 X舵的每个舵板都有各有一套传动装置，整个舵系统的复杂程度很高。四个舵板必须在集中控制操纵系统的管理下才能正常工作，对操纵系统的计算机化、自动化提出了很高的要求。而一旦X舵的操纵系统失灵，改为备份手操后，舵信人员需要同时手控四个尾舵（或者锁住其中的两个舵）和一个首舵，并在高度调谐下才能完成操舵工作。且不说艇上找不出这么多舵信人员来，这样高的手操难度在现实情况中也是行
14、不通的，所以X舵对操纵系统的可靠性要求非常苛刻。美国1959年在AGSS-569大青花鱼号上首度试验了X舵后，对其综合性能和操纵性的评价很好，但是后期并没有在国内的潜艇上推广应用，就是出于对X舵系统可靠性的顾虑。因为在上世纪五六十年代，计算机化的自动操纵系统刚开始起步，在可靠性和安全性上都有很多不足，美国海军固然对X舵的性能非常欣赏，但也不得不考虑X舵手操备份难的重大弊端。所以，X舵虽然是美国人创造的，但美国人在权衡利弊后还是舍弃了这种独特的尾操纵面。也正是X舵对操纵系统自动化的高要求和严苛条件，让大部分潜艇建造国放弃了这种优秀的尾操纵面。从这个层面讲X舵对自动化操纵系统依赖性高，手操备份可行
15、性低的弊端，是造成这种充满个性的尾舵，在很长时间内只能局限在小范围内流行的主要原因。 X舵的鼻祖装在美国AGSS569大青花鱼号上试验用的X型尾操纵面 六、从另类到流行的背后 1、早期仅局限于瑞典、荷兰两国的原因。 X舵因为一些重要缺陷，被大部分潜艇建造国舍弃，但却在部分欧洲国家大量使用。如瑞典就在A12、A14海怪、A17西约特兰、A19哥特兰等级潜艇上都坚持使用了X舵。荷兰在海象级上采用了X舵以后，也准备在后续的海鳝级新型潜艇（后停止）上继续采用。这两个国家没有附和当时
16、的流行趋势，而独独挑选了被美国人放弃的X尾舵，确实有点离经叛道。但从这两个国家的工业水平和作战需求分析一下，我们就能理解瑞典和荷兰做出的选择。首先，瑞典和荷兰虽然国家小，但是在工业自动化上的实力很强，潜艇操纵系统自动化的起步早水平高。X舵对自动化操纵系统依赖度高，可靠性要求苛刻的问题，这两个国家完全有能力解决。其次，瑞典和荷兰的潜艇部队，都需要在波罗的海等沿海多岛屿的浅海海域活动。X舵潜艇的机动性好，在座沉海底等动作中尾附体也不容易损坏，有利于浅海地区较小深度内的作战机动。X舵潜艇还能避免十字舵潜艇在小深度海域卡舵后，造成潜艇撞击海底等较为严重的安全事故，非常符合这两个国家海军的作战需求。几方
17、面因素综合，X舵在这两个国家受到欢迎也就在情理之中了。 改装了X型操纵面的AGSS569大青花鱼号 2、新时期下X舵走向流行的必然因素 随着现代科技的发展，潜艇操纵系统的计算机化、自动化在几十年间得到了长足的发展。潜艇自动操纵系统的普及率已经很高，操纵系统的可靠性、安全性也已比较完善。这都为X舵的推广运用提供了良好的基础。加上目前X舵与十字舵等效舵角转换装置的运用，X舵操纵系统失灵后转为备份人操工作，可以等效于十字舵手动操纵，X舵原有的手动操纵难的问题也已解决。这样，X舵固有的两大弊端都已经被彻底革除，
18、而X舵优秀的综合性能却日渐显现出来，X舵从另类走向流行也就成了必然。当前，在传统的X舵使用国家外，又有了德国、日本、法国三个老牌潜艇建造国的加入。法国还开创了在6000吨级大型核潜艇上使用X舵的先例，将X舵的使用范围推广到了大型核动力潜艇范畴内。于是，在当今潜艇操纵系统高度自动化的背景下，X舵最终跳出了欧洲几个国家的小圈子，一跃成为世界大舞台上的时髦货，从当初特立独行的另类角色，彻底变成了世界流行的闪亮明星。 法国新建的梭子鱼级攻击核潜艇采用X尾舵，预示X尾操纵面开始向吨位大速度快的核潜艇领域迈进。 七、未来X舵的发展趋势 可以发现国际上自上世纪90年代至今新研发的潜艇，采用
19、X舵的比例很高，美国和英国等固守传统十字舵的国家也都在进行X舵装艇项目的可行性研究。根据美国公布的一些前沿性艇体方案看，美国核动力潜艇在远期发展计划中，采用X型操纵面的可能性很大。因此，X舵是一种代表潜艇尾舵未来发展方向的先进尾操纵面型式，体现着未来潜艇尾舵型式的发展趋势。鉴于这种情况，为缩小我国潜艇与国际先进水平的差距，并改善和提高我国常规潜艇的机动性、安全性、静音性能，扩大我国潜艇部队在周边大陆架浅水区域的作战能力。我国也必须跟上国际研发的步伐，加大对X操纵面的研发力度，为将来新型潜艇特别是新型AIP混合动力潜艇，早日装备性能优异的X舵打下坚实有力的基础。 更多精彩，请关注网易军事频道
20、 博文版权为网易与博主所有，转载请先获得网易与博主的同意，转载时请注明原著者和原文地址，谢谢。 本文参考了以下文献： 1、船海工程《潜艇X型尾操纵面的操纵特性》，作者：海军工程大学与船舶动力学院王亚奇；海军工程大学电子工程学院李亚楠。 2、中国造船《潜艇X舵发展概况及其操纵控制特性分析》，作者：海军工程大学兵器新技术应用研究所胡坤、王树宗；海军潜艇学院徐亦凡。 3、江苏科技大学学报《具有不同尾翼形式潜艇的阻力数值模拟与分析》，作者：江苏科技大学 船舶与海洋工程学院 杨培青 管义锋 4、船舶物资与市场《潜艇X舵小议》作者：中船重工707所九江分部 王淑瑛 5、《潜艇操纵隐身
21、技术探讨》作者：中船重工707所九江分部 黄健鹰 评论 X舵的唯一缺点是一旦自动操作系统失效无法手动操作（至少美国当时研究时是这样）。所以在远洋（尤其核潜艇）上不得不慎用。随着科技进步X舵肯定会替代先进国家潜艇的十字舵。回复 2010-08-26 11:49 凌 回复 独孤风 本世纪初，X舵—十字舵等效装置的研发就已经比较成熟了，你还是没有仔细看博文。回复 2009-12-10 22:06taniee 好似有仿企鹅的推动装置更有前途，操纵舵都省了回复 2010-08-26 10:14独孤风 回复 taniee 你说的是推力矢量吧？动力舵···回复 2010-04-09 0
22、7:33容儿 回复 2009-12-25 19:56爱情追忆 这潜艇真够笨拙的哈 ！看起来 胖胖的 ！不如小女子 身材好看哈 ！回复 2009-12-25 20:26 小马 回复 爱情追忆 呵呵，如果和你的身材一样就不叫潜艇了，叫充气娃娃。回复 2009-12-25 21:34爱情追忆 回复 小马 呵呵 撒是充气娃娃啊 ？？回复 2009-12-25 21:39爱情追忆 回复 小马 这么不说了 充气娃娃是干什么的 ？？回复 2009-12-25 21:57 小马 回复 爱情追忆 一种高级玩具~回复 2010-01-21 22:4333 回复 小马 ~~~~这楼貌似有
23、点歪。。。。。回复 2010-04-08 12:38汤姆-克鲁斯 回复 爱情追忆 充气娃娃嘛，对女人是没用的，对男人非常有帮助……回复 2009-12-13 16:43lidarf02 如何应对别国先进的航母和潜艇，应另辟思路……那么应该如何做呢？我倒有一个构想，那就是：发展‘水下飞机’武器系统！ 回复 2010-04-04 12:54SS 回复 lidarf02 您横扫千军玩多了……回复 2010-02-09 00:40钛合金 法国核潜艇的设计有跟风的嫌疑。不是说跟风技术，而是说跟风美国重视攻击型核潜艇在浅海中应用的思想。由此看来，美国未来推出X舵版的弗吉尼亚是很有可能的事情。
24、回复 2010-02-07 21:50你来征服我 长见识了回复 2010-01-09 22:18DoomsDay 很专业 ，受教了回复 2009-12-13 17:16憨牛 大开眼界，不知我们的潜艇有这种结构吗？回复 2009-12-14 18:22 小马 回复 憨牛 目前没有回复 2009-12-11 14:080 支持新事物回复 2009-12-11 13:590 看起来更像颗导弹回复 2009-12-11 09:42fire-day 很不错的潜艇，楼主辛苦了。-------------------------------------------------------
25、专业生产精密连接器:SD/XD/MS/M2/TF+M2/TF+SIM/2/3/4/5/6/10合一卡座，TF TO SD/TF TO MINI SD/MINI SD TO SD卡套，USB3.0公母座，单双层已量产，品质稳定，价格优惠，TEL：15817557069,MS:liao.999@,skype:fire-day,阿里ID:SKP2008,QQ：75205887;董事长与华硕建立之良好关系，USB33.0双层已量产售华硕.有打扰之处还望谅解，谢谢！回复 2009-12-11
26、 04:45lys55050 不错的文章回复 2009-12-10 20:11我的心声 请帮我好吗？我的丈夫胡2004年在68006部队失终，至今无因讯，该部队至今回避不给答复。为这事家里以经气死了二人，一为是98岁高龄的奶奶，一为是五十岁的哥癌症。现家中父亲病重在床，母亲早在91年就病故。家里还有一位上大二的孩子。该部队一拖再拖，连军委的令该部队都不放在眼里。我该咋办。我是一位下岗多年的随军家属啊，我不求别的只求组织的回答，我的丈在何处。我该如和做，兰洲军区的领导啊？我无数次前回复 2009-12-10 22:59 小马 回复 我的心声 博主很同情，可是博主人微言轻，对于你的情况
27、也很无助。我想你应该通过有关渠道，去申诉，是正义的就一的会得到伸张。回复 2009-12-03 20:18诗情王子 X舵暴露水面的面积更小，还有利于隐身，我想潜艇的操纵最好也像飞机的电传一样，有电脑控制。不至于操作出错回复 2009-11-17 21:10光翼 奇怪，为啥德国212级别的X舵尾部还有用钢丝互相连接？为了联动？还是起到保护拖拉声纳时候不至于卡到螺旋桨？回复 2009-11-08 23:21DasUboot 小马哥最近我们对这方面的研究多吗？离实际应用还有多远？ 回复 2009-11-09 17:16 小马 回复 DasUboot 就目前的情况看投入似乎不大，当然我能触
28、及的范围有限，几个所到底有没有在低调的搞这个东西，我也不是很清楚。但是仅从这几年透露的学术研究成果看，X舵方面很少，即使有也仅是初级的原理或者可行性上的讨论。涉及到工程实施性的尚未见到。当然这仅是我一家之言~回复 2009-11-12 15:14乱弹 回复 小马 我国可能会更担心如果应用到新艇上控制系统的稳定性！毕竟我们在潜艇救援上还比较落后啊！不过搞没搞技术验证艇可就不是我们这些老百姓能知道的了。回复 2009-11-08 12:03抽不起疯 小马哥有更新了，呵呵。看来单壳、X舵是未来的趋势了回复 2009-11-05 20:21阿哲 据说X舵比较适合浅海，而传统的十字舵更适合深海。
29、不知道这个说法有依据吗？回复 2009-11-06 09:24 小马 回复 阿哲 这个说法放到时代背景下看是合适的，因为X舵机动性好，附体安全性高，适合在水浅的海域活动，装了X舵的潜艇无论是座沉海底时的自由度，还是在做一些高速的水平、垂直面艇位变动时都是有优势的。十字舵更适合深海的说法要从时代背景下看，X舵因为对自动操纵系统依赖度高，对操纵系统可靠性要求严厉，而早期的自动操纵系统可靠性安全性都还有些问题，相对来讲十字舵在这些方面就更符合大多数国家的作战需求。但是自90年代后国际上潜艇操纵系统基本自动化，而且计算机辅助自动操纵系统的可靠性安全性也很高，那么X舵的弊端实际上已近被基本革除，在这个背景下再说十字舵比X舵适合深海作战潜艇，就有失偏颇了。实际上X舵的弊端革除后，这种操纵面不但具有比十字舵更好的操纵性能，而且比十字舵更适合在浅水海域活动，也就是说这种装备这种操纵面的潜艇浅水海域作战活动能力要比装十字舵的强。回复 2009-11-04 23:39筱雨 真够另类走向了 哈哈回复 2009-11-04 23:54 小马 回复 筱雨 祝贺你占据首楼，呵呵~回复 2009-11-04 23:57 小马 回复 筱雨 夜深人静，博主偷偷滴YD一下，你的头像很SEXY~~~~~~~回复 2009-11-05 12:43源远流长 回复 小马
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