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國艦國造X型舵翼好威? 備役上校揭若停電全艦恐大失控

國防部曾公布潛艦國造原型艦模型,舵翼採X型設計。圖/國防部提供
國防部曾公布潛艦國造原型艦模型,舵翼採X型設計。圖/國防部提供

我國潛艦國造原型艦將採用「X字型舵翼」,被外界認為是艦型先進的象徵。但有備役潛艦上校新著披露,「X字型舵翼」固然有優點,卻也有缺點,最大風險就是系統高度依賴複雜的電腦和液壓的控制系統,一旦發生故障,如失去電力、失去液壓或電腦故障,若無法快速排除,很可能立即導致潛艦發生嚴重深度偏移的失控風險。他同時披露,劍龍級潛艦操控台的舵翼手,通常為資淺士兵,能否承接這種先進系統,將是嚴格考驗。

自256潛艦戰隊退役的海軍備役上校王志鵬,月前出版「解析台灣發展潛艦的過去、現在及未來-1960至2020」新書,披露現行「潛艦國造」各主要參與國家包括美、荷、德、英、日、以在專案中的任務,同時引述資料,證實經過加裝潛射魚叉飛彈的海龍、海虎潛艦,具備支援攻擊近岸目標的能力後。近期他緊接出版「潛艦基本戰術法與和科技新知」一書,再揭台灣潛艦作戰的神秘面紗。

王志鵬指出,現今的「X字型舵翼」已經成為先進潛艦的象徵,自1967年瑞典的「海蛇級」(Sjöormen-class)柴電潛艦配備了「X字型舵翼」系統開始,後續挪威的「烏拉級」(Ula-class),以色列的「海豚級」(Dolphin-class),荷蘭的「海象級」(Walruss-class),德國和意大利的212級都採用了「X字型舵翼」系統。依據中華民國海軍公開的資訊,台灣未來2025年首艘自製的潛艦也將採用。但「X字型舵翼」真是無敵完美的設計和現今先進潛艦之所需嗎?事實並不盡然。

王志鵬表示,大多數人都會認為「X字型舵翼」系統的主要優點,就是能夠在淺水海域執行「坐底」戰術,最常見的問題就是設計使用「十字型舵翼」必須增大舵翼的面積以增強操控性能,這也就必然會超出艇體的寬高度,特別是艇艉龍骨下方的空間。而採用「X字型舵翼」其所具有操控翼面遠大於相同長度的「十字型舵翼」,翼端卻不會延伸到艇艉龍骨的下方。因為在執行這樣的戰術同時,潛艦會先減速執行最佳平衡,同時最大限度地減少電池耗電量和噪音。

王志鵬進一步示,傳統「十字型舵翼」系統在執行坐底時會發生很多問題,無論是垂直方向舵或是水平艉翼,都會因為長寬高度超出艦體容易受損,而潛艦底部有若干的海水進出口閥,而容易遭海底的泥沙所堵塞,而影響冷卻器的工作效率很可能直接就會降低潛艦整體的作戰性能;並且就算是返港在進行水下清除,也必須花費許多人力與時間,因此核動力潛艦幾乎不會考量這樣的需求;然而就算潛艦採用「X字型舵翼」系統,打算運用「坐底」戰術,在設計時就必須先行確定以改變設計加以配套,否則在執行上還是存在問題和風險。

「X字型舵翼」系統的另外的優點,是在操控特性能夠抵抗慣性的「滾動」(rolling),也能減少帆罩產生的垂直「水流擾動」(seawater interference),並與「噴射推進泵」(pump-jet)形成完美的結合。但相對於傳統的「十字型舵翼」系統,「X字型舵翼」系統的最大缺點,就是高度依賴複雜的電腦和液壓的控制系統,其四個舵翼面可以同時控制,也可以各自獨立控制,因此控制的方式、反應和效率,也就千變萬化。一旦發生故障,如失去電力、失去液壓或電腦故障,若無法快速排除,則很可能立即導致潛艦發生「快速滾動的側力」(snap rolling),這可能導致發生嚴重深度偏移的失控風險。

他說,此缺點的解決的主要方法,就是在系統上均設置「雙重安全」的線路以及備援控制次系統,而另一種解決方案是為所有四個控制面提供獨立的操作方法,但是這種設計安排進一步增加了控制所需的伺服機構的複雜性。

王志鵬說,台灣未來首艘自製的潛艦也將採用「X字型舵翼」系統,其問題不在於技術的引進和轉移,而是在設計潛的思維構想和建造後的人員訓練是否完善;過去的劍龍級潛艦動態操控,其舵翼操控台的舵翼手,通常多為資淺的士官兵,在基本合格簽證過後,在經過半年的實習訓練即可擔任;但如果是以2.0版來比擬劍龍級潛艦,如今一下要直接跳用4.0甚至4.5版,其中對於基礎學理概念的培養、人員素質和操作反應的訓練,這一環接一環無疑的都將是嚴格考驗。

自256潛艦戰隊退役的海軍備役上校王志鵬,近期他出版「潛艦基本戰術法與和科技新知」一書,再揭台灣潛艦作戰的神秘面紗。圖取自「潛艦基本戰術法與和科技新知」
自256潛艦戰隊退役的海軍備役上校王志鵬,近期他出版「潛艦基本戰術法與和科技新知」一書,再揭台灣潛艦作戰的神秘面紗。圖取自「潛艦基本戰術法與和科技新知」

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