高矮胖瘦,姿態萬千,軍艦與煙囪的百年情緣

和風漫談 發佈 2022-06-20T11:04:17.920034+00:00

自1807年美國發明家富爾頓製造了第一艘蒸汽機輪船「克萊蒙特」號以來,煙囪就與軍艦結下了不解之緣。我們知道火力、防護力、機動力是衡量一艘軍艦戰鬥力的三個重要指標,但是甲板上樸實無華的煙囪,其實也是艦艇戰鬥力的重要組成部分。

自1807年美國發明家富爾頓製造了第一艘蒸汽機輪船「克萊蒙特」號以來,煙囪就與軍艦結下了不解之緣。

我們知道火力、防護力、機動力是衡量一艘軍艦戰鬥力的三個重要指標,但是甲板上樸實無華的煙囪,其實也是艦艇戰鬥力的重要組成部分。一艘軍艦要想擁有澎湃動力,不僅需要一顆強勁的心臟,還需要一個高效排煙、順暢通風的煙囪系統。

19世紀時,燒煤鍋爐與蒸汽輪機組成一對優秀的動力組合。鍋爐把水加熱成水蒸氣,水蒸氣膨脹做功轉化成動能。早期鍋爐熱效率低,一艘輪船上要安裝許多台鍋爐,所以只能在甲板上立起多個大煙囪。煙囪越高越粗,排氣效率就越高,但是太高也會影響船舶的重心和適航性能。

人們看這些大煙囪久了,就覺得大就是美,高就是帥,連煙囪冒出的滾滾黑煙都像今天的跑車聲浪炸街一般拉風,絕對是動力與豪華的象徵。所以人們不惜在船上安裝假煙囪來提升檔次,如英國白星航運公司著名的「泰坦尼克」號、漢堡航運公司的「元首」號、法國航運公司的「諾曼第」號郵輪上都安裝了假煙筒。四個大煙囪平地起飛,簡直炫得不要不要的。

當然這些假煙囪也並非完全花瓶,還有一些特殊用途。如「泰坦尼克」號沉沒時,一位司爐工就通過假煙囪逃出機艙,充當了救生通道的作用。「諾曼第」號假煙囪里藏了一個寵物樂園,布置了不少狗窩安放乘客的小狗。

又高又大的煙囪還是輪船公司的天然廣告牌,刷上五顏六色的圖案就可以滿世界搞宣傳。


郵輪要講排場,軍艦整起來更瘋狂。英法意三國互相較勁,義大利級鐵甲戰列艦和法國埃德·加奎內級裝甲巡洋艦甚至安裝了誇張的6根煙囪!

當然,軍艦上的假煙囪還有偽裝易容迷惑敵人,達到出其不意進攻的效果。

1914年10月,俄國「珍珠」號巡洋艦在馬六甲海峽溜達時看到一艘軍艦向自己駛來。水手們遠遠望去看到有4個煙囪,判斷是英國友軍的「雅茅斯」號巡洋艦。

船長正準備迎接友軍,結果對方卻突然升起德國國旗,在300米外發射2枚魚雷瞬間將「珍珠」號送入海底。

原來對方的真身是德國東亞艦隊的「埃姆登」號巡洋艦,艦長馮•施格上校略施小計,用帆布和木架在桅杆後增加了1個假煙囪,就冒充英國巡洋艦騙過俄國人,出其不意地完成了偷襲。

二戰時德國人又故伎重施,在「施佩伯爵海軍上將」號袖珍戰列艦上增加一個假煙囪和一個假炮塔,大搖大擺地冒充英國戰巡。

煙囪多雖然有些好處,卻實實在在占用了大量甲板空間,郵輪還可以湊合,軍艦是真不能忍。如果把這些面積換成火炮和雷達,肯定提升不少戰鬥力,所以燒重油的燃油鍋爐出現後,熱效率大幅提高,排氣效率越來越高,軍艦上的煙囪數量就慢慢減少到一到兩根。

二戰前航空母艦快速發展,飛行甲板與煙囪之間的矛盾日益顯現。日本作為最早建造正規航母的國家之一,在這個問題上進行了積極探索。在首艘鳳翔號航母上裝備了3個可以向舷外側放倒的矮煙囪,初步解決了艦載機起降干擾問題。

但是這種煙囪不能做大,排氣效率不高,機械結構也不可靠,所以後來設計師在赤城號、加賀號、翔鶴級等航母上裝備了從右舷向側後方排氣的大煙囪,成為當時日本大型航母的獨特標誌。

舷側煙囪惡劣海況時容易被海水倒灌,而且對飛行還是有一定影響,所以各國航母后來回歸到主流的直立式煙囪,並與艦島逐漸融合形成一體布局。

二戰時期中高速柴油機性能不斷提高,開始在中小型艦艇上大量使用。柴油機屬於內燃機,燃燒效率高,排氣壓力大,而且是間歇式燃燒排氣,不需要像蒸汽鍋爐那樣安裝巨大的煙囪。而且占用艦內空間小,布局靈活,既可用直立式煙囪,也可以用臥式煙囪。

以色列薩爾5級輕型隱身護衛艦排氣口就隱藏在舷側水線附近,排氣壓力高不怕海水倒灌。一些小水線面雙體船還將排氣口隱藏在兩側內舷之間,對紅外隱身大有裨益。

船舶動力不斷推陳出新,燃氣輪機這種強力高效的肌肉男很快成為大型軍艦的新寵。它燃燒高速連續,產生高溫燃氣不斷驅動渦輪輸出動力,所以需要吸入大量新鮮空氣參與燃燒和冷卻,也需要大型煙囪和通風系統。

如今軍艦越來越強調隱身,煙囪身體高大溫度又高,自然成為紅外探測系統和紅外製導飛彈的絕佳目標。

為了減少敵方的發現概率,需要為煙道增加冷卻系統,降低排氣溫度。通過引射系統混合冷熱氣體,海水噴淋系統噴水降溫,將4、500℃的高溫廢氣降到100多℃排放,使艦體紅外信號大大降低。

潛艇經常在水下活動,隱身性要求特高,所以柴油機排氣道設置在指揮塔和舷側水線以下,以減少煙霧暴露和紅外特徵。

美國朱姆沃爾特級巡洋艦的設計定位很失敗,但艦體採用了許多先進科技。其主機煙囪排煙道就和上層建築融合在一起,只能從上方觀測到排煙口,減少了敵方紅外線觀測方位。

現在核動力系統已在航母、潛艇上廣泛使用,軍艦動力來源進入一個嶄新時代。核動力不需要排放廢氣,煙囪的任務也就大功告成。和風漫談原創,禁止抄襲。

但在常規熱機環境中,優秀的煙囪設計仍是提升軍艦戰鬥力的重要組成。要兼顧各個方面,儘量減少艦內空間占用,騰出寶貴的甲板面積,保障動力系統高效運行,與上層建築的電子設備融洽運行,減少干擾。

總之在未來很長一段時間內,煙囪將繼續與常規動力艦艇相親相愛,不斷進化,共創美好明天。

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