一、小步快跑下的产物

    中国目前的常规潜艇主力039型艇，其设计时间始于上世纪80年代中期，设计要求也体现了上世纪80年代中后期的技术特点。比如在动力形式上依然使用了柴油机、蓄电池、推进电机组成的常规动力形式，在线型上也采用了上世纪七、八十年代流行的过渡型艇型。

    但随着时间的推移，国际新一代常规潜艇在动力形式上开始向AIP混合动力方向发展，在线型与总体布局上也开始撇弃水下航行性能一般的过渡型艇型，而纷纷采用水滴型、雪茄型等水下航行性能好的先进线型。与此相比，039型常规潜艇就有了较明显的差距。为了扭转这种局面，并让中国潜艇赶超世界先进水平。海军秉持小步快跑，多型号少数量的发展原则，在批量生产039型常规潜艇以满足海军装备需要的同时，研发部门也开始了第三代“元”级（西方媒体给予的称号）新型潜艇的研究工作。由于有了第二代039型常规潜艇的研发经验，加上自九十年代后，中国国防费用投入增大，国内各科研院所经费充足，研发能力提高，“元”级新型艇的研发过程就显得非常顺利。其研发时间之短、设计要求之高、使用的新技术之多，都远远超过了第二代039型艇。这让“元”级潜艇自设计之初，就已经站到了世界先进常规潜艇的水平线上，也宣告中国自此拥有了设计制造世界先进水平常规潜艇的能力。

    二、先进的线型

    “元”级新艇放弃了第二代常规潜艇039上使用的过渡型艇型，转而采用目前国际先进常规潜艇所普遍使用的水滴线型。“元”级艇艏部圆钝，舯部为轴对称的圆柱体，尾部为回转体锥尾，并采用了单轴单桨推进形式和十字型尾操作面结构。相对于039型艇的过渡线型，“元”级艇的水下航行阻力更小，快速性更好。其圆钝状的首部不仅降低了新型艇水下航行时的型状阻力，改善了潜艇的快速性。较大的艏部空间，也为布置大体积的声呐探测基阵，提供了良好的条件。

    “元”级艇舯部呈轴对称的圆柱状结构很好的保证了线型的光顺度，其艇表突出物很少，水下航行摩擦阻力小，快速性好。在尾部布局上，“元”级依然采用了成熟的回转体锥尾和十字舵布局，并结合单轴单桨推进形式，保证了“元”级艇良好的推进效率，为螺旋桨提供了均匀的伴流场，解决了以往老式潜艇采用的多轴多桨水面线型尾，带来的斜流与不均匀流场导致的螺旋桨振动过大，螺旋桨噪音较高的问题。

    “元”级围壳正面投影为梯形，与日本的亲、苍龙、英国的凯旋等新型艇围壳造型相似。其高度与039型艇围壳相比较低矮，正横面积不大较为瘦窄。围壳的位置也更接近艇艏部，这些设计形式都与目前世界先进潜艇围壳设计形式的潮流较为符合。“元”级低矮的围壳高度和较小的正横面积有效减小了围壳体积，对于潜艇来说附体阻力占据总艇体阻力的15%，为主要阻力成分。而围壳是艇体上最大的附体结构，较小的围壳体积能够降低其附体阻力值与摩擦阻力值，这对改善“元”级艇的水下快速性有较大意义。同时围壳也是潜艇上声反射强度最高区域，减小了围壳的湿表面积，也相当程度的改善了整艇的声隐蔽性。

    “元”级艇的围壳位置更靠近艇艏部，这让围壳舵的舵效更高，垂直面机动能力更好。根据美国的研究，围壳位置接近艏部对于改善潜艇水下回转性能有利，所以美国攻击核潜艇自688洛杉矶级开始，围壳位置越来越向艏部靠近，“元”级艇也紧跟这一世界潮流，显示了中国在潜艇线型研究方面，紧跟世界先进设计步伐的决心与能力。

    039的围壳因为其设计成熟度差，后期虽然经过批次改进有所改善，但也造成了围壳面积过大等一系列问题。“元”级新型围壳的出现，彻底扭转了中国在常规潜艇围壳线型设计上的滞后局面，也说明中国在潜艇总体线型设计上已经趋于成熟。

    总的来说，“元”级由于在线型设计上的较大突破，使其在水下快速性、机动性、声隐蔽性都得到很大程度的提高。其线形性能已经与世界先进常规潜艇的线型处于同一水平线上，这是中国潜艇设计人员通过多年努力获得的成果，意义重大。

    三、更先进的消声瓦固定工艺

    中国在039型常规潜艇上，史无前例得使用了整艇敷设消声瓦的措施，大大改善了039型艇的静音水平。不过039型艇以固定螺栓作为紧固消声瓦的工装物，而固定螺栓一般以金属材料为主，其尾部又通常以焊接形式硬性与潜艇壳体连接，所以固定螺栓也成了消声瓦上的声泄露通道。039型艇的固定螺栓较大，其表面虽然用特殊涂料加以填充，但是由固定螺栓导致的噪声外泄还是难以避免。相比较“元”级艇采用的固定螺栓就非常小，不仔细观察甚至难以发现有工装物的存在，如此细小的固定螺栓对于降低工装物声泄露的问题有非常大的帮助，而整艇工装物声泄露值的降低，对于“元”级艇的静音性能的提高也会有很好的帮助。

    在消声瓦粘合工艺上，“元”级艇的粘合工艺也大大改进，与039型艇上消声瓦间较大的粘合缝隙相比，“元”艇的消声瓦敷设工艺非常好，瓦与瓦之间的结合度紧密，粘结缝隙非常细小，整个敷设消声瓦的艇表，光洁度很高。跟日本的亲、苍龙级潜艇相比，“元”级艇的消声瓦敷设工艺更出色，光顺性也更好。这对“元”级潜艇来说，不仅能更好的提高消声瓦的工作性能，也会改善艇表面的光顺度，降低艇表粗糙度附加值，进一步降低整艇的摩擦阻力，提高潜艇的水下快速性。

    四、更先进的声呐

    “元”级艇艏部圆钝，空间较为充裕，上部用于布置六具鱼雷发射管后，下部有较大空间用来布置体积大、功率高的圆柱状综合声呐基阵。

    039型艇因为采用过渡型艇型，其首部为直立艏柱的过渡型艏，艏部在安排了六具鱼雷发射管后，上下用于安置声呐基阵的空间已不大。“元”级艇的水滴线型艏部圆钝，艏部空间充裕，艇艏上部用于布置六具鱼雷发射管后，艇艏下部还有较大空间安置声呐基阵。因此“元”级艇在艏部可以布置体积大、发射功率高、空间增益好、工作频率低、探测距离更远的新型综合声呐，大大提高了“元”级艇的搜索与跟踪距离。

    “元”级艇在舷侧还布置了新型舷侧测距声呐，通过布置在两舷平行于艏尾线上的各三组换能器阵，利用噪声信号到达各换能器组的相位差（声波传递时延效果），“元”级即可快速计算出目标的距离信息。这避免了以前中国没有装备舷侧测距声呐的老式潜艇，通过整艇机动数个阵位才能计算目标距离的情况。减少了中国潜艇攻击目标时用于探测、计算目标方位的时间，有效提高了中国常规潜艇的快速反应、快速打击能力。

    五、先进的AIP混合动力系统

    中船711所通过努力已经实现了斯特林热气机的国产化，根据最近几年公开的信息表明，该所研制的国产化斯特林热气机已经装艇实用，并于2003年左右进行了相关实艇实装测试工作。而从最近几年各科研院所与官方的信息透露来看，“元”级艇已经装备了711所生产的国产型斯特林热气机，其性能应该与瑞典哥特兰级装备的V4-275R系列热气机相接近。

    瑞典生产的单台V4-275R热气机的持续功率为65千瓦，最高输出功率达到75千瓦。哥特兰级在装备了两台热气机后，除了能保证该艇水下航行时照明、艇上电子设备等75到85千瓦耗电之需，剩余功率还能使该艇以4-6节的经济航速在水下连续航行2周。“元”级艇吨位较哥特兰级更大，其相对充裕的空间也具备了布置更多台热气机的能力，相应的扩充液氧储存装置的容量后，即可获得比哥特兰级更优秀的水下续航力，这对“元”级艇来说，意义是非凡的。

    以往中国常规潜艇诸如035。039这类，在水下航行依靠蓄电池供电。即使以4节左右的经济航速航行，其水下最大续航力也只能达到300海里左右。一旦蓄电池电量告罄，必须升起通气管进行长时间的充电。当通气管升出水面后潜艇爆露率就急剧增高，美日装备的P3C反潜巡逻机使用的水面搜索雷达，能在50公里外就探测到常规潜艇的通气管。

    不仅如此，柴油发电机工作时通过通气管辐射的噪声，以及通气管尾迹流在海面造成的红外、磁场、温度异变等，都很容易被现代发达的反潜探测技术侦察到。因此，面对东北亚地区美国与日本强大的反潜体系，中国常规潜艇的生存力与持续作战能力并不容乐观。“元”级艇在装备了热气机AIP动力后，限制中国常规潜艇水下连续作战的瓶颈被打破。敌对国家通过设置300-600海里的连续巡逻反潜线，通过探测通气管暴露特征来发现中国常规潜艇的战术将彻底失效。

    “元”级艇通过水下2周左右的连续静音巡航，突破潜在敌对国家反潜封锁线的成功率将大大提升，其作战水域、攻击区域都将有成倍的增长。这将让中国常规潜艇部队作战效能出现质的飞跃，并显著提高我潜艇部队在战时，对潜在敌对国家进行破交、侦察、布雷等作战行动的有效性。美国最近几年付出每年2500余万美元租用哥特兰号进行反潜训练的动作，直接证明了中国装备AIP潜艇后对其造成的巨大压力。这对和平时期加强中国海军潜艇部队的威慑力，遏制潜在敌对国家蛮狠干涉我台海地区事务，提高中国国防安全都有积极意义。

    六、结语

    “元”级新型潜艇自2005年首次露面至今，已有三艘出现在我们的面前。其短暂的研发时间，较快的批量装备速度，都表明中国潜艇研发能力已经趋于成熟，配套制造体系也已完备。“元”级潜艇使用的水滴线型、先进的国产化AIP系统，让中国常规潜艇的性能，第一次达到了世界先进常规潜艇水平。这对改善我潜艇部队作战能力，提高和平时期我海军威慑力，更好的保护中国海洋权益都意义重大。通过对“元”级潜艇的研发，也培了养一批年轻的设计人才，丰富了潜艇设计单位的研发经验，为将来研制作战力更强、水下续航力更久、综合性能更先进的新一代常规潜艇打下了良好的基础。