文|图说军事
5月19日，我国新一代095型核潜艇发展动态受到世界各国关注，众所周知，核潜艇采用大潜深、超大潜深技术是提高其隐蔽性的重要途径之一。随着现代对潜探测技术的不断改进完善，核潜艇被探测到的概率不断增加，潜艇采用大潜深技术是提高其隐蔽性的重要途径之一，除了仍然在不断发展的声呐探测技术外，潜艇磁探测技术，潜艇热探测技术，潜艇尾迹探测技术，潜艇流体内部扰动探测技术，蓝绿激光探测技术等也取得突飞猛进的发展，潜艇，特别是核潜艇受到的威胁日趋严重。而大潜深技术则能比较有效地应对这些威胁，甚至能有效地规避反潜武器的攻击。当今世界主要核潜艇大国，都比较重视对核潜艇大潜深技术的研究和应用。
军事专家告诉记者，大潜深潜艇在深海活动，需要承受巨大的海水压力，潜艇下潜得越深，承受的压力越大。潜艇的下潜深度与高强度钢有着密切的关系，国际上普遍采用的是屈服强度大的合金钢作为核潜艇艇体材料，屈服强度越高，潜艇的下潜深度就可越大。但是，屈服强度不是潜艇下潜深度的唯一因素。例如采用同样强度的金属材料，球形耐压壳体水下承受压力最为均衡，压力可以向四周均匀地分散开来，因此，目前下潜几千米的深海探测器都是采用球形或类球形外形，潜艇耐压艇体如果采用球壳当然是最理想的，但由于总体布置的原因，潜艇不可能做出球壳形式，一般是加长水滴外形，这种外形的下潜深度肯定不如球壳外形。
1988年，国产核潜艇在南海进行了极限深度的深潜试验。这个试验有多危险呢？“艇上一块扑克牌大小的钢板，潜入水下数百米后，可以承受1吨的重压。对于100多米长的艇体，任何一块钢板不合格，一条焊缝有问题，一个阀门封闭不严，都可能导致艇毁人亡。”之后，在海军行动中国产核潜艇也曾在230米下潜深度时，“出现过变形和巨响，艇内陆续发出响声和呈现漏水，个别支撑角钢弯曲”。实际上，为提高下潜深度，虽然可以采用屈服极限更高的钢材，但是对耐压结构稳定性有重大影响的弹性模量却没有提高。而弹性模量与船体变形量直接相关。军事专家雷泽认为，目前，世界上普遍采用的是屈服强度大的合金钢作为核潜艇艇体材料。屈服强度越高，潜艇的下潜深度就可越大。
采用HY-130高强度钢的潜艇比采用同等重量的HY-100高强度钢的潜艇有可能潜的更深，但船体变形更大，因而可能出现当壳板应力比它的许用应力小许多时，耐压结构的最薄弱处已丧失了局部稳定性。为提高耐压壳体的稳定性，可以采取增加钢板厚度的方法来解决，但这无疑失去了采用屈服极限更高强度钢的意义。
军事专家雷泽告诉记者，潜艇重量的节省是一项基本要求，它可转化为更大的武器，人员负载，更长的航程，从军事上说则表现为战斗力和作战半径，同时由于钢材用量减少，艇体共振也有下降，隐蔽性和生存能力进一步提高。因此满足一系列条件的情况下要尽量使耐压结构的自身重量最小。 一般来说作战潜艇的船体质量不超过潜艇排水量的40%。为提高潜艇耐压壳体的稳定性，国内外一般是采用在耐压壳体内外焊接环形横向肋骨的方法来解决。但这一种办法也存在问题，肋距的减小有一定的限度，一般在小型潜艇上不得小于0.5米，中型或大型潜艇也不能小于0.6米，否则间距太小将给施工和布置等带来困难。二是肋距太密又使肋骨重量增大，采用高强度钢减轻的壳板重量，又被增加肋骨重量所抵消。
更为重要的是，由于潜艇一般采用水滴外形，潜艇中部一般是耐压圆柱外壳，首部和尾部是类圆锥外壳，柱壳与锥壳结合部由于结构产生突然变化，产生应力集中，锥、柱结合部成为整个耐压艇体应力状态最恶劣的部位，成为耐压结构承载能力最薄弱的环节，是限制潜艇下潜深度的“瓶颈"。一般的解决方法是增加锥、柱结合部壳板的厚度，以降低结合部的弯曲应力，但这增加了结合部结构的重量。对于重量要求极高的的潜艇结构来说，这样做付出的代价是很高的。而且这些加强方式都没有改变应力峰值出现在结合部焊缝上这种不利状态。如何解决这个问题，必须在理论研究上有所突破。
我国海军科研人员针对潜艇耐压艇体水下受力特点，于1991年提出在柱壳与锥壳之间嵌入一段环壳块，两端与柱壳和锥壳光滑连接,形成锥环柱结合壳。环壳块由截取圆环壳的一段制成。由于国内外均未见报导，我军对采用此种新结构极为谨慎，1997年，完成锥环柱结合壳第一个焊接模型试验，验证了锥环柱结合壳的优越的力学性能。2003年完成了以常规潜艇实艇应用为背景的大比例焊接模型试验，为锥环柱结合壳的实艇应用奠定了基础。在海军的大力支持下，进行了大尺度模型试验研究和环壳段加工工艺研究，先后制作了4个锥环柱结合壳大尺度钢模，2个用921A钢制造的以常规潜艇为背景，2个用980钢制造的以核潜艇为原型，最大的模型直径约2.2米。再次验证了该结构的优越力学性能。
之后海军决定，下一代我国大潜深核潜艇采用锥环柱结合壳结构，海军唯一的的核潜艇制造基地——葫芦岛造船厂负责完成锥-环-柱结合壳的加工工艺方案。据公开资料披露，潜艇采用锥环柱结合壳结构后，在不增加重量的情况下，耐压结构承载能力最薄弱处承载能力提高了60%，大大提高了下潜安全性，我国海军潜艇的最大下潜深度达到550至600米，与世界先进核潜艇相当。
