和风漫谈|老霍兰一马当先，现代潜艇诞生记，百年潜艇2：诸强国百舸争流
从古希腊的感性认知 ， 到16世纪威廉?伯恩的理论探索 ， 再到17世纪德雷贝尔建造第一艘潜艇 ， 在无数工程师的努力下 ， 早期潜艇经过300年漫长爬行史 ， 终于晃晃悠悠来到19世纪末期 。
从此时开始潜艇就像在地下蛰伏了数年的金蝉 ， 将要攀上高枝褪去蝉壳 ， 开始高声吟唱起来 。 并随着两次世界大战的推动发展 ， 成长为可怕的深海巨兽 。 
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毁天灭地的战略核潜艇
一大批杰出工程师——
约翰·菲利普·霍兰、乔治·加莱德、索尔斯坦·诺登费尔特、西蒙?莱克
等都发挥了重要作用 。 其中霍兰尤为关键 ， 他站在前人肩膀上总结经验 ， 创造性的将所有拼图组合在一起 ， 形成了一幅宏大精美的蓝图 。在此前发展中 ， 潜艇外形、结构都已基本成熟 ， 但还缺少几个关键项：
一、是适合水下潜航的动力 。
水下行驶与水面航行颇为不同 ， 发动机与外界隔绝无法获得赖以工作的空气 。 19世纪中后期蒸汽机已经非常成熟 ， 但它在水下却很不适应：
1、是入水前要提前熄灭锅炉 ， 将烟筒放倒并密封管路 。 这会消耗大量时间 ， 仅熄灭锅炉就要半小时以上 。
此后借助锅炉剩余蒸汽仍能航行数千米 ， 但是热量无处释放使艇内温度急剧升高 ， 达到让人无法忍受的程度 。 
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蒸汽机结构示意图
2、锅炉内有水 ， 又不能像压载水舱那样完全灌满或排空 ， 形成一个自由液面来回晃动 。
水下潜艇本来就很难控制 ， 再加上这些晃动的水就更难控制 ， 所以适合水面舰艇的蒸汽机并不适合潜艇 。 而合适动力要到19世纪末期才终于成熟 。
1860年法国工程师莱诺制成了第一台实用内燃机 ， 以煤气做燃料 。 1876年德国工程师奥托制成第一台四冲程活塞式内燃机 ， 仍然烧煤气 。 
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四气缸4冲程汽油发动机
石油工业兴起后 ， 1883年德国人
戈特利布·戴姆勒和威廉·迈巴赫
制成了第一台四冲程汽油发动机 ， 为交通工具发展注入新活力 。 1897年鲁道夫·狄塞尔制成第一台柴油机 ， 成为后来潜艇的主要动力 。有了这些新型发动机 ， 水下动力这块拼图才完美解决 。
二、另一块拼图是水下姿态控制 。
以前人们以为潜艇重力与浮力相等 ， 也就是0浮力就能自由升潜 。 可此时潜艇非常难控制 ， 浮力稍大就迅速上升 ， 浮力稍小就立马下沉 ， 想精确保持在0浮力极其困难 。 
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水平升降舵与压载水舱配合才能自由升潜
直到霍兰研制时问题才妥善解决 。 他认为潜艇水下要保持微弱正浮力 ， 然后用水平舵产生一个下降力量 ， 使潜艇“潜下去”而不是“沉下去” 。 
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维克托III级核潜艇的可伸缩艇首水平舵
3、第三块拼图就是远程武器 。
水下不能用火炮 ， 像“乌龟”潜艇那样背着炸药桶钻到敌船下方 ， 或像“亨利”潜艇用长杆鱼雷撞击敌舰显然十分危险又容易暴露 。
1866年英国工程师罗伯特·怀特黑德研制出第一种性能可靠的“白头”鱼雷 ， 能在数十千米外摧毁敌舰 ， 潜艇才拥有改变海战方式的能力 。 正如英国大舰队司令所说：没有鱼雷 ， 潜艇只不过是个很有趣的玩具而已 。 
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1888年 ， 白头鱼雷和阿根廷水手
集齐所有拼图后 ， 就能召唤出现代潜艇这条巨龙 。
施展召唤术的就是那些天才工程师和有远见的人们 。 一是
乔治?加莱德
， 一位热爱科技的英国牧师 。起初他研制潜艇是为了探索奇妙的海底世界 ， 1878年造出一艘4.3米长的小型手摇潜艇
“里苏甘”号
， 样子像纺锤体 。 
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“里苏甘”2号潜艇的设计图稿
第二年又搞了一艘更大型的 ， 长14米 ， 排水量38吨 。 由一台蒸汽机推动 ， 可在水下航行数千米 。 加莱德也意识到潜艇正浮力问题 ， 他选择用舯部水平舵控制下潜 。 
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博物馆中的“里苏甘”2号复原模型
后来加莱德在朴茨茅斯做海上试验 ， 遇到了人生知己——
索尔斯坦?诺登费尔特
。诺登费尔特是瑞典著名发明家和实业家 ， 创办了诺登费尔特枪械公司 ， 生产像管风琴一样的多管机枪 。 还针对日益盛行的鱼雷艇研制反制火炮 。 
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