简单科普一下核潜艇基本原理
核潜艇作为大国重器，一向是保持着其独特的神秘形象。很多朋友甚至还不太了解核潜艇和常规潜艇的巨大差异，以及核反应堆的能量输出方式，和最重要的消声降噪的原理。今天，就让我们一起了解一下核潜艇最基础的原理。
美国洛杉矶级核潜艇（block3）
第一，是核潜艇是如何做到“无限续航”的。这里有必要提一下核动力。看过我之前的文章的朋友应该了解到世界上早在75年前就有反应堆技术了，因此核能并不是一种新能源。核能（目前只能利用裂变能）来自于铀235链式反应释放的巨大能量，不需要氧气参与即可发生，所以这是核潜艇之所以可以长时间不浮出水面的决定性原因。同时，核动力能量密度很大，就拿60年代的第一代核潜艇来说，加一次燃料也足够20多万海里航行，是二战续航力最大的U9D2型的十倍。因此，核潜艇通常间隔数年才会更换一次堆芯，而最先进的弗吉尼亚级甚至可以在服役期40年内不用更换堆芯，出厂后就带够了以后所有的燃料。
有人问，虽然核反应堆不需要空气，那么住在里面的船员总得需要吃喝拉撒吧？也需要呼吸空气吧？但事实上，就算是缺乏海水淡化机的091型核潜艇，在1980年代后半段也成功进行了一次90多天环绕地球的远航（乘员约一百人），可见人员消耗的空气，饮水和食物在核潜艇内并不缺乏，何况现代核潜艇基本都解决了水下制氧机，海水淡化机，甚至可以在潜艇内洗澡洗衣服（事实上二战美国小鲨鱼级就解决了海水淡化量产技术，是最早配备浴室的潜艇）。这样一来，潜艇就无需携带饮水和空气，只需要装满冷库即可出港。
第二，是核动力输出原理。
苏联705型核潜艇，中间圆圈就是它的反应堆
由于人类技术局限，使用核能70年来，绝大多数核能都是通过热能转换输出的。因此，在核潜艇中也是通过热交换器把核反应堆的热能加热的水转换成高压蒸汽的。由于尺寸有限，在核潜艇中迄今为止只用过压水堆和液态金属反应堆（不过已经全部退役），以下都按压水堆介绍。
压水核反应堆的结构已经介绍过。在核反应堆中直接与燃料棒接触为一回路，一回路维持约150个大气压，热水可以维持到350度而不沸腾，因此可以将反应堆的热量大量带出来;二回路连接在热交换器上，使用一回路热水加热至沸腾，再使用汽水分离器分离水，形成高温高压干蒸汽，即可推动汽轮机将热能转为机械能。蒸汽推动汽轮机后进入冷凝器变回液态水，再回到热交换器内受热，完成循环。
因此，一回路热水不会实质上接触到二回路，这使得核潜艇的冷却水不会带出放射性物质，有利于安全。但是，二回路输出功率取决于一回路热水热量输出，所以说当核潜艇要加速时，就必须抽出更多的一回路热水，使得二回路产生更多蒸汽，这就涉及到一个核潜艇重要的概念：热交换器循环模式（实际上和锅炉模式相同）。
一回路的热水流动到二回路通常有两个常规模式，第一是自循环模式，通过热水和冷水的密度差异形成密度流，热水从上部管道流出，进入热交换器换热后能量减少温度下降，密度变大后从底部反向流回堆芯，就和我们日常烧水壶里翻腾的水一样。自循环不需要泵，因此可靠性好，但为了形成足够的密度流，一般来说热交换器尺寸就比较大。因此绝大多数自循环反应堆都是在商业核电厂使用，西方国家通常是立式热交换器，而苏联VVER是独特的卧式热交换器。
第二种是强制循环模式，使用高压水泵不断抽出一回路热水，沿着设定的路径推入热交换器放热，再用另一个泵抽出已冷却的水注入堆芯，整个循环全部依赖外部动力进行。由于是泵压推动热水单向流动，所以又叫直流式热交换器。由于热水受泵驱动，路径可以精确规划，因此换热效率高，热交换器体积也小，但弱点就是一旦泵故障就会导致核能无法输出，导致堆芯无法冷却进而出现堆芯熔毁事故。
由于直流式热交换器体积小，所以大部分核潜艇都是使用直流式热交换器的。这样一来，为了让反应堆运转，一回路泵必须不间断工作，使得潜艇反应堆产生了一个稳定噪声源头：冷却泵噪音。这个噪音通常是低速噪音最大源头，70年代左右的核潜艇在10节航行时通常都有130-160分贝噪音，堪比一艘使用柴油机巡航的常规潜艇。
为了解决冷却泵噪音和增强意外事故时的安全性，美国在70年代投入巨资研发新一代反应堆。其中最有突破性的设计是“独角鲸”号核潜艇。它创造性采用了“混合循环热交换器+电动传动”的模式。其中混合循环热交换器极其复杂，它使用了多重冷却管道，在潜艇处于低速巡航时，潜艇启用自循环工况，此时热交换器为自循环，不启动主循环泵;在潜艇需要高速离开战场时，则关闭自循环管道，启动主循环泵，让潜艇全速前进。这样一来，潜艇10节速度噪音成功从135分贝降低到105分贝，此设计在俄亥俄级和海狼级，和目前最新的弗吉尼亚级都有应用，大幅降低无声速度噪音。
第三就是潜艇推进结构。目前有两大类，第一是传统螺旋桨，由于螺旋桨空泡（空蚀效应）会产生冲击波，会产生较大噪音和腐蚀螺旋桨，因此美国1959年在长尾鲨级核潜艇率先开发了7叶倾斜螺旋桨技术，通过增大螺旋桨尺寸，降低转速来降低空蚀效应，也使得噪音大幅下降。目前现役大部分潜艇都是这种螺旋桨。
第二就是美国开发的泵喷推进模式。这种模式原先是为了解决mk48鱼雷最大速度的，这样的推进系统实际上是把螺旋桨封装在一个泵壳内，形成轴流式涡轮泵，通过定子（泵导板，和电风扇旋转转风板差不多）整流后把水流方向汇聚起来，极大提升推力效率（mk48泵喷推进效率可达91%），同时由于螺旋桨被密封，它的噪音得以控制在泵壳内，因此噪音大幅降低。在做了这些处理后，海狼和弗吉尼亚可以在噪音水平保持110分贝情况下，把航速由洛杉矶级的10节提升到16节，大幅度提升潜航效率。
今天就到这里，希望对大家认识核潜艇有用。
简单科普一下志贺丸太的意义吧
在2月3日的《我英》漫画中出现的做人体的反派博士名字叫做志贺丸太。对抗日战争了解比较多人应该直接可以联想到731部队。
731部队，全名为日本关东军驻满洲第731防疫给水部队，对外称石井部队或加茂部队。是侵华日军假借研究防治疾病与饮水净化为名，实则使用活体中国人、朝鲜人、蒙古人和苏联人进行生物武器与化学武器的效果实验。
其中的丸太=maruta=まるた=圆木，是日本731部队对人体实验者的称呼，志贺则代表731部队研究的一种重要细菌武器志贺氏菌痢疾杆菌（shigella），患者通常表现为高烧，神志不清，休克，严重时致死。这也是731部队主要研究的5种生物武器中唯一以日本人（志贺洁）命名的细菌，所以志贺丸太这个名字是肯定过线的。
那么是否是作者随意起名的那？很明显从心操.爆豪.蛙吹.二连击这些角色的名字.长相.性格.个性来看，作者堀越耕平对人设的建立是很有一番心得的，这也是《我英》这部漫画最大的优点了。所以这个名字肯定是堀越耕平在查阅了731部队想关资料后取出的，只是为了让它跟他笔下做人体实验的博士人设相符合，丝毫没有考虑过被731部队伤害过的中国，韩国等国家人民的感受。
最后堀越耕平也只是说会改掉这个名字，连道歉都没有，呵呵
滚吧！
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