富有科幻色彩早期潜艇巧沉浮

富有科幻色彩早期潜艇巧沉浮

与古老的一脉相承、颇有渊源的造船技术相比，潜艇的构思完全是一门新兴的发明创造活动。潜艇的设计构思最早可追溯到15至16世纪的文艺复兴巨擘达·芬奇。据说他曾构思“可以水下航行的船”，但这种能力向来被视为“邪恶的伎俩”，所以他没有画出设计图。直至一战前夕，潜艇仍被当成“非绅士风度”的武器，被俘的艇员可能被以海盗论处。

最早见于文字记载的潜艇研究者是意大利人伦纳德，他在1500年提出了“水下航行船体结构”的理论。1578年，英国人威廉·伯恩出版了一本有关潜艇的著作——《发明》。

1620年，荷兰物理学家科尼利斯·德雷尔制造出人类历史上第一艘潜水船，一艘能够潜入水下、并能在水下行进的“船”。它的船体像一个木柜，木质结构，外面覆盖着涂有油脂的牛皮，船内装有作为压水舱使用的羊皮囊。这艘潜水船以多根木桨来驱动，可载12名船员，能够潜入水中3－5米。

新式武器的发展和战争密不可分，潜艇也是如此。在1776年的美国独立战争中，潜艇第一次登上了战争舞台。美国耶鲁大学毕业生戴维特·布什内尔在华盛顿将军的支持下，开始研究用潜水船在水下打击英军，潜艇发展史上著名的“海龟”艇就这样诞生了（图5-1）。

图5-1

“海龟”艇外形酷似海龟，艇内空气可供驾驶员呼吸半小时；在艇的上部还装有2根通气管，上浮时打开，下潜时关闭，从而可以补充新鲜空气。为了控制潜艇的上浮和下沉，艇内设有压水舱，用手泵控制水柜内的水。为应付紧急情况，艇内装有一块90千克重的铁块，危急时刻只要抛掉铁块，潜艇就可以迅速上浮。“海龟”艇的运动通过水平和垂直方向上的两个靠人力驱动的螺旋桨来控制，武器则是挂在艇体外面的一个重约68千克的炸药包，攻击时要将其挂在敌舰外壳上。就是以现在的眼光来看，这也算得上是一艘设计缜密的水下兵器，因为现在潜艇上的基本元素和重要构件它大多具备。

1776年9月7日，美国独立战争时期。历史上第一次潜艇攻击开始了，这次攻击由美军中士埃兹拉·李来执行。他驾驶着“海龟”艇成功地潜到了英国战舰鹰号的尾部，接下去就是用钻头在敌舰上打孔以便固定炸药包。然而，他打钻的地方正好碰上一块金属板。半个小时过去了，艇内的空气就要耗尽，必须上浮，筋疲力尽的他仍然没有打钻成功，只好返航。倒霉的埃兹拉·李上士和胜利擦肩而过。海龟号一次失败的进攻却揭开了潜艇实战的序幕，人类的战场从此由陆地、水面发展到了水下。海龟号赢得了世界上“第一艘军用潜艇”的美名，在世界潜艇发展史占据了一席之地。

在美国南北战争时期，何瑞斯·劳升·汉利建成了以自己的名字命名的汉利号潜艇。汉利号在当时常因其造型被大家称呼为“小渔船”或“小海豚”。它的艇身是用一个25英尺长的铁制柱塞式蒸汽锅炉为基础打造的，并从中沿着纵轴剖开两半后，在中间插入长条状的踏垫以增加船舱空间，因此整艘潜艇的横剖面较为接近椭圆。之后他们在头尾两侧加上楔状的结构，使得潜艇艇身部分的长度增加到35英尺（10.7米）。汉利号需要有八个人以人力同时操作，其中七个人负责摇转手摇式曲轴以带动螺旋桨让船只前进，而第八个人则负责操作潜艇的转向与浮沉。汉利号拥有真正潜水艇必有的压水舱，位于船头与船尾两端，可以打开阀门让水从外界流入让潜艇下沉，或使用手摇的抽水泵将舱内的水打出让潜艇上浮。除此之外汉利号还有铁制的额外压舱物，用螺丝锁定在艇身底部，当有必要时，船员可以在舱内将露在舱底的螺帽松开释放压舱物，以获得额外的浮力紧急上浮。

图5-2

汉利号（图5-2）拥有两个水密舱门，分别位于艇身前段与后段上方，造型像是两个装置在圆桶上的小舷窗。舱盖的开口很小，约只有356毫米×400毫米的大小，使得进入与爬出船舱相对困难。艇身高度为1.2米，总长约为12米。其前端外伸一个炸药包，后人称为杆雷，碰触敌舰即爆炸。

1864年2月17日晚上9时许，在中尉乔治·狄克逊的指挥下艇员奋力摇动曲柄轴，驱动着汉利号潜艇秘密潜入北方海军基地——查尔斯顿港，悄悄逼近北军的豪萨托尼克号巡洋舰，并成功地击发了一枚重达90磅的杆雷，击沉了北方联盟这艘最大的战舰，然而它却在返航途中莫名其妙地消失了。据推测是因爆炸产生的漩涡而沉没。这是史上潜艇击沉敌舰的第一个案例。

关于潜艇的描述最著名的科幻小说莫过于儒勒·凡尔纳所著的《海底两万里》。书中描述了尼莫船长所指挥的鹦鹉螺号潜艇的游历（图5-3）。大家知道20世纪50年代美国建造的第一艘核潜艇被命名为鹦鹉螺号（图5-4）。但实际上鹦鹉螺号这个名字在更早的1800年被罗伯特·富尔顿命名了他设计的潜艇（图5-5）。

图5-3

图5-4

图5-5

1801年5月，在法国皇帝拿破仑·波拿巴的支持下，富尔顿建造了命名为鹦鹉螺号的潜艇。鹦鹉螺号的外壳是铜的，框架是铁的，艇长6.89米，最大直径3米，形如雪茄，艇中央有指挥塔。在水面航行用风帆推进，水下用人力螺旋桨推进，用压载水柜控制浮沉。为了解决水下呼吸问题，艇上带有压缩空气，可供4个人和2支蜡烛在水下使用3小时，能潜至水下8—9米处，它使用的武器是水雷。

鹦鹉螺号在试验中取得了成功，但在实战中却没有效果，于是，法国海军部长赶走了富尔顿。一怒之下的富尔顿来到英国，在英国首相威廉·皮特的支持下继续进行试验。虽然鹦鹉螺号在表演中成功击沉了双桅战舰多罗西号，但在皮特死后，富尔顿的呕心沥血之作又被保守的英国人拒之门外。

虽说鹦鹉螺号命运坎坷，但它不失为潜艇发展史上的一件杰作。无论从艇体材料还是各种设备来说，在很多方面已接近现代潜艇。尤其是它在潜艇上首次使用了水平舵，能够操纵潜艇保持或改变在水中的深度，大大改善了潜艇的操纵性。

图5-6

图5-7

早期的潜艇都是使用人力推进的，航速很慢。到了1863年，法国建造了潜水员号潜艇，使用功率58.8千瓦（80马力）的压缩空气发动机作动力，速度为2.4节，能在水下潜航3小时，下潜深度为12米。1886年，英国建造了一艘也叫鹦鹉螺号的潜艇，使用蓄电池动力推进，航速6节，续航力约80海里。1897年，美国建造了霍兰Ⅵ号潜艇（图5-6），水面使用33千瓦（45马力）的汽油机动力装置，航速7节，续航力达到1000海里；水下使用电动机为动力，航速5节，续航力50海里，这是潜艇双推进系统的开端（图5-7）。

1866年，英国人怀特黑德制成第一枚鱼雷。这枚鱼雷长为3.53米，重约136千克，能够装填15至18千克的炸药。它用压缩空气推动活塞发动机驱动螺旋桨，射程达到640米。1881年，诺德费尔特和加里特建造的诺德费尔特号潜艇，首次装备鱼雷发射管；同年，美国建造的霍兰Ⅱ号潜艇也安装有能在水下发射鱼雷的鱼雷发射管。从此潜艇有了自己的制式武器，这是潜艇发展史上的一个重要转折点。

19世纪80年代，各国逐渐认识到潜艇的重要性。美国、英国、法国、瑞典、意大利、德国和俄国等都热衷于研发、制造各种新潜艇。20世纪初，潜艇装备逐步完善，性能逐渐提高，出现具备一定实战能力的潜艇。这些潜艇采用双层壳体，具有良好的适航性，排水量为数百吨，使用柴油机、电动机双推进系统，水面航速约10至15节，水下航速6至8节，续航力有明显提高；武器主要有火炮、水雷和鱼雷。1905年，德国建成自己的“卡普”号，就是U-1级潜艇。它是双壳体结构，动力为科庭式煤油引擎，仅有一具鱼雷发射管。第一次世界大战前，各主要海军国家已经拥有潜艇260余艘，成为海军重要作战兵力之一。