X形尾舵，先进潜艇标配，与传统十字形相比有何优劣？

随着科学技术的发展，当代潜艇日益关注水下机动性能，除了追求高航速之外，潜艇的机动灵活性也成为衡量潜艇战术性能的重要维度，而潜艇尾舵作为航行的关键装置，经过多年的演化和发展，逐渐形成“十字型”和“X形”两种流派，尤其是近年X形尾舵日渐获得新一代潜艇的青睐，逐渐成为先进潜艇的标配，那么X形尾舵究竟有何神秘之处？相较十字型尾舵有何优势？我国为何至今没有装备？让我们一探究竟。

荷兰海象级常规潜艇

X形尾舵的起源

X形尾舵的最早起源于美国一款著名的试验潜艇“大青花鱼”号，现代潜艇关键技术大多来自于这艘潜艇，比如水滴线型艇体、十字型尾舵和X型尾舵的验证，该艇也是世界上唯一一艘同时装备过十字型尾舵和X型尾舵的潜艇。在“大青花鱼”试验的第二阶段，“大青花鱼”号改装十字形尾舵，获得巨大成功，也成为美国乃至世界海军潜艇的标准布局，紧接着1959年“大青花鱼”号在第三阶段试验中改装 X形尾舵，发现这种尾舵具有许多十字尾舵没有的优点，但局限于当时的技术条件，以及可靠性和安全性、战术应用等因素，美国海军最终舍弃了X形尾舵。

美国著名的试验潜艇“大青花鱼”号

俗话说墙内开花墙外香，X形尾舵让欧洲小国瑞典、荷兰深受启发，结合自身战术需求，在其建造的西约特兰级、哥特兰级、海象级、海鳝级常规潜艇上借鉴美国的技术成果，运用了X形尾舵并取得了成功，至此X形尾舵这款新型操控模式开花散叶，逐渐形成气候。可以说美国海军X形尾舵操纵面设计思想功不可没。

瑞典哥特兰级常规潜艇

X形尾舵到底有何优势？

X形尾舵的发展实际上有个先决条件，那就是计算机技术和自动控制技术的突飞猛进， 随着科技的发展，X型尾舵的操控性复杂性、可靠性和安全性不可同日而语，在克服结构重量和系统复杂度等固有缺点之后，X形舵操控的优势愈加明显。

澳大利亚柯林斯级常规潜艇

首先：X型尾舵的舵效要高于十字性尾舵，X形舵四个舵面都参加潜艇机动的运动，提供的能量比较大，而且每个舵面都可以单独运作，即便有一两个舵面损坏潜艇仍然能够正常工作，都能在水平面和垂直面产生操纵力，且4个舵面布置在潜艇尾部的对角线上，因此在不超出艇身尺寸的情况下，舵面可以做得更长，因此其舵效要比十字舵高出30%～40%。以水平回转为例，X形舵要比“十字”舵回转半径小14%，回转周期减小6%以上。

德国212A型常规潜艇

其次，X形舵在高速航行条件下的机动性更好。由于X形舵比十字形舵的舵叶面积更大、四叶联动，潜艇在高速机动时舵叶受力更均匀，急剧变向、变深的效率更高。同时，X形舵的稳定横倾角小，在大速度回转时可以通过差动舵进一步控制整艇的横倾，实现无纵倾定深回转。这对于潜艇在水下航行，特别是高速回转时保证潜艇的横倾平衡十分有利，极大的提高了潜艇高速机动下的作战效能。

荷兰旗鱼级常规潜艇

再次，X形舵的安全冗余高。而X形舵的4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X形舵潜艇发生卡舵时的安全冗余。

德国214型常规潜艇

综上所述：对比X形舵，十字型舵虽然操控简单，但四个舵面只有两个舵面同时参加潜艇机动的运动，提供的能量比较小，而且一旦有一两个舵面损坏潜艇就无法正常工作；另外十字型舵要达到同尺寸的X型舵的工作效率，舵面的尺寸必然要加大，从而超出潜艇外径尺寸，这在潜艇日常航行以及深海坐底时是非常危险的，尤其是十字形舵潜艇一旦发生卡舵或损坏现象，特别是尾水平舵出现卡舵或损坏时，直接对潜艇安全造成严重威胁。

以色列海豚级常规潜艇

话说回来，虽然十字型尾舵稍显落后，但是操控简单、经验丰富、系统成本低、风险低，这也是很多新一代的常规潜艇仍然选择了十字型尾舵的原因，比如法国畅销印度等国的“鲉鱼”级常规动力潜艇，泰国引进新型S26 T型常规潜艇就是个例外。

印度“鲉鱼”级常规动力潜艇

泰国引进的S26T型常规动力潜艇

哪些潜艇配置X形尾舵

X形舵应用早期多用于一两千吨的中小型常规潜艇，这些常规潜艇常年近海活动，由于近海水深较浅，海况更加复杂，海底地形也更加险恶，因此更强调潜艇的机动性能，X形舵优势就比较明显。比如德国212A级、澳大利亚“科林斯”级、以色列“海豚”级等常规潜艇都用的是X形舵。

德国212A级常规潜艇

但近年新型大型常规潜艇也开始装备X形舵，比如接近4000吨的日本“苍龙”级和澳大利亚新一代 4500吨“短鳍梭鱼”级潜艇。

日本“苍龙”级 潜艇

澳大利亚新一代“短鳍梭鱼”级潜艇

相对于核潜艇由于其作战的环境多为远海/深海，所以这方面的问题不是很突出，尤其美国、俄罗斯核潜艇经常面临北冰洋作战环境，所以他们的常规潜艇以及核潜艇依然选择了利于破冰的十字型尾舵设计。

美国洛杉矶级攻击核潜艇

俄罗斯亚森级核潜艇

因何尚未装备？

客观的说主要是技术积累不够，虽然X型尾舵舵效高，但是高性能也同样意味着高风险和相对低的可靠性，对于潜艇这种水下航行的高危装备，武器系统的稳定性和可靠性才是第一要素。因此海军潜艇稳妥的采用十字型尾舵，新型的039型系列潜艇采用看似落后的十字型尾舵，但是操作简单、系统成熟、成本低廉，保证了尾舵系统的可靠性。

039B型常规动力潜艇

现在没有不代表将来没有，随着科学技术的发展，X型尾舵这种看似高端但实际已经相当成熟的技术对如今我科研力量来说没有难度，新一代核潜艇有可能装备了X型尾舵，而且配备了更先进的无轴泵喷电推系统，显而易见，后者才是真正有含金量的技术。

新一代核潜艇CG图