潜艇发展史(八)
自从1954年世界上第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号问世后,各海军大国纷纷发展核潜艇。其中,历史上传统的潜艇强国德国和日本因为是战败国而无缘跻身其中。而中国经过自身的艰苦努力也成功拥有了核潜艇。迄今,世界上共有5个核潜艇国家,即美国、俄罗斯、英国、法国和中国。在这之中,以美国和俄罗斯两国核潜艇的发展最有代表性,无论是建造级别、建造数量还是发展水平都是其它三个国家无法企及的。
美国--全面开花
☆ 攻击型核潜艇

当作博物馆的鹦鹉螺号
在“鹦鹉螺”和“海狼”等试验型核潜艇之后,美国攻击核潜艇共发展了六代。“鳐鱼”级为第一代,首艇1955年开工,1959年服役,共建造4艘,是美国海军首次批量生产的核潜艇。该级艇长81.5米,宽7.6米,水下排水量2861吨,采用S3W/S4W核反应堆和2座蒸汽涡轮机,双轴,功率6600马力,水下最大航速19节,最大潜深200米,人员编制83至97人,艏6艉2共8具鱼雷发射管。
“鲣鱼”级属于第二代,在1956至1961 年间共建造了5艘。该级艇是世界上首级采用水滴形壳体的核潜艇,大大提高了水下航速。该级艇长76.7米,宽9.6米,水下排水量3513吨,最大潜深 200米,采用1座S5W核反应堆和2台蒸汽轮机,单轴,最大功率1.5万马力,水下最高航速30节,该级艇为以后的高航速核潜艇提供了实践经验。此外,该级艇第一次加装了围壳舵,并采用单、双壳体结合的结构。它的武器为6具鱼雷发射管,发射MK48鱼雷。

“长尾鲨”级属于第三代,1959年至 1967年间共建造12艘,它使美国攻击核潜艇的发展进入了一个新阶段。该级艇长84.9米,宽9.6米,水下排水量4300吨,动力装置与“鲣鱼”级相同,单轴,水下最高航速30节,人员编制127人。该级艇首次采用了HY-80高强度钢,使其最大潜深增至300米。在推进系统方面,它首次采用了主、辅和应急三套装置。其鱼雷发射管减至4具,并由艏部移到中部,以使艏部拥有更多的空间容纳水声设备。
“鲟鱼”级是第四代,于1963年至1975年共建造37艘。该级艇长92.1米,宽9.7米,水下排水量4960吨,动力装置与“长尾鲨”级相同,水下最大航速30节,极限潜深可达500米,人员编制107人。该级艇围壳结构进行了加强,围壳舵可转动90度,可以在北冰洋冰层下活动。艇上装有4具鱼雷发射管,可发射“战斧”巡航导弹、“捕鲸叉”反舰导弹、“萨布洛克”反潜导弹和MK48鱼雷,电子/水声装备有AN/BQQ2多用途综合声呐、 AN/BQS8水下导航声呐、MK117鱼雷射击指挥系统、惯性导航设备和“奥米加”导航设备等。

进入70年代,美国海军在核潜艇的“安静”和“高速”两个方面进行了深入的研究,并由此形成了“科普斯科姆”级和著名的“洛杉矶”级两个级别。前者只建造了一艘,是美国核潜艇“安静化”的试验艇。该艇长113.3米,宽9.7米,水下排水量6480吨,水下最大航速25节,最大潜深480米。为了大幅度降低噪音,艇上只装有1座S5WA压水堆,并且用涡轮电力推进代替了蒸汽涡轮机,这使其航速较低,但安静性达到了前所未有的水平。

洛杉矶级核潜艇.
“洛杉矶”级是美国第五代攻击型核潜艇,也是当前美国攻击核潜艇的中坚力量。它在保持高航速的同时广泛应用了各种降噪措施。例如,该级艇放弃了核动力装置最大的噪声源--主循环泵,而采用了具有自然循环冷却能力的S6G反应堆,对减速齿轮箱和辅机也运用了减震/隔震技术。该级首艇“洛杉矶”号1972年2 月开工,1976年11月建成服役;直到1996年3月,该级最后一艘“夏延”号才服役,建造时间长达20余年,共建造62艘,是世界上建造数量最大的一级核潜艇。

洛杉矶改进型
“洛杉矶”级长 109.7米,宽10.1米,吃水9.9米,水上排水量6080吨,水下排水量6930吨,水下航速35节以上,最大潜深450米,人员编制133人,从 SSN751起结构与前面的艇有所不同,加装了消声瓦,同时以首水平舵代替了围壳舵。该级艇装备了七、八十年代以来发展的大量新型装备,其AN/BQQ5 综合声呐集成了多种声呐,作用距离高达100海里。它还装备有完善的电子/水声对抗设备、卫星/惯性导航系统、甚高频/甚低频接收机和拖曳通信天线。它的武器系统也很齐全,舰体中部有4具533mm鱼雷发射管,可发射“战斧”巡航导弹、“捕鲸叉”反舰导弹和MK48重型鱼雷。从第32艘“普罗维登斯”号开始,该级艇在首部压载舱装备了12具导弹垂直发射装置。可以说,“洛杉矶”级具有全面的反潜、反舰和对陆作战能力,攻击俄罗斯核潜艇、为美国航母编队护航和打击陆上目标是它的主要使命。
随着俄罗斯核潜艇技术的不断提高,尤其是其噪音的大幅下降和潜深的持续增加,美国越来越有危机感。从80年代开始,美国着手进行第六代攻击核潜艇“海狼”级的开发工作。该级首艇“海狼”号于1989年10月25日开工,1997年7月19日服役。由于造价过于昂贵,加之前苏联解体,美国海军战略改变,所以“海狼”级仅建造了3艘;因其作战威力惊人,综合性能大大领先于任何一级攻击核潜艇,所以被誉为“21世纪的核潜艇”。

“吉米·卡特”号是“海狼级”核潜艇的第三艘也是最后一艘艇。这艘新潜艇将以美国太平洋沿岸华盛顿州的海军基地为母港。同时,新潜艇将根据反恐怖战争的需要进行改装。
该级艇长 99.37米,宽12.9米,水面航行时吃水10.94米,水上排水量7460吨,水下排水量9150吨,水下最大航速35节,最大潜深600米,全艇编制133人,其中12名军官。其动力装置为1座通用电气公司S6W压水反应堆,2台蒸汽轮机,功率38.8MW,约52000马力,单轴,泵喷推进器。它选择了小长宽比水滴外形、首次采用了X型艇艉和泵喷推进方式,因而机动性高、安静性好。其艇壳采用高强度的HY100钢,可以在冰层下安全活动。艇上武器强大,艇艏有8具660MM大口径发射管,可发射“战斧”巡航导弹、“捕鲸叉”反舰导弹和MK48-ADCAP型鱼雷。“海狼”级电子、水声设备功能强大。作战指挥为AN/BSY-2系统,它采用分布式计算机系统、声学系统、控制系统和电子/水声对抗系统,将探测、识别、跟踪、分析、传递、决策、执行等多项功能融为一体,通过数据总线相连,核心为UYK-44计算机。声呐主要为AN/BQQ5D主/被动综合声呐,TB-16被动拖曳声呐、TB-23细线基阵拖曳声呐、被动保角阵声呐、探雷声呐等。可以说,“海狼”级的作战能力使任何一级核潜艇只能是望其项背。在“海狼”级停建之后,美国海军开始发展更适合其冷战后战略需求,也更便宜的新一代核潜艇“弗吉尼亚”级,又称为“百人队长”级。
弗吉尼亚级核潜艇新一代
“弗吉尼亚”级核潜艇是美国海军有史以来第一种以执行“濒海作战”任务为主、兼顾大洋作战的多功能潜艇。
“潜艇与浮在水面上的战舰不同,它所需要的不是大吨位,而是速度、下潜深度和装备的武器。”美国前潜艇指挥官、如今的资深科学家尼古拉斯·L·弗兰科明确指出了这种“深海潜龙”的发展方向。
自从冷战结束后,美国军方就逐渐意识到,开始于冷战时期的“海狼”级核潜艇,由于体积庞大、造价高昂,灵魂缺口发在网易论坛网上谈兵,已经不再适应实际的需求。于是,1995年,克林顿政府决定“海狼”级核潜艇只建3艘,转而重点发展“廉价、多能”的“弗吉尼亚”级核潜艇。
与“海狼”级相比,“弗吉尼亚”级核潜艇造价降低了30%,体型也苗条了不少,但是美国海军又开始追求更“小巧”、更廉价的新一代攻击型核潜艇,它在性能上堪比“弗吉尼亚”级,但体积却缩小了一半,随之而来的,自然是造价的大幅度下降。这就是Tango-Bravo计划,4年内研制出新型“迷你”核潜艇。
英国《简氏防务周刊》2005年4月6日报道,在美国海军考虑是否发展新一代攻击型核潜艇的同时,就发展这种潜艇所需的必要技术已经制订出了详细计划。
该计划叫Tango-Bravo,为期4年,共计需要9700万美元,由美国海军和国防预先研究计划局(DARPA)共同发起,致力于5个关键的潜艇技术领域:无轴推进;外部武器储存和发射;适应艇壳的声呐;艇壳、机械和电子(HM&&E)基础结构的简化;一个减少艇员的自动化指控中心。
如果这些技术都实现了,美国海军有望获得一种新型潜艇,它的尺寸和费用大约是目前正在建造的“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇的一半,但能力却不相上下。
美海军海上系统司令部负责水下技术的主管史蒂芬·约翰逊海军少将在最近的记者会上向《简氏防务周刊》的记者解释了Tango-Bravo计划,并说在技术障碍突破后,他们将进行全尺度试验。
DARPA希望,在2006年年底之前能够确定外型,2008年年初能够造出全尺度试验模型,2009年能够进行海中实验。灵魂缺口发在网易论坛网上谈兵,同时预计,新型潜艇的动力系统至少和“弗吉尼亚”级潜艇一样安静。
“弗吉尼亚”级核潜艇
长度:114.9米
宽度:10.4米
吃水:水上航行时9.3米
排水量:水下7800吨
最大航速:水下28节
最大下潜深度:244米
全艇编制:113人
动力装置:1座PWRS9G型压水核反应堆,2台涡轮机,功率24000马力,另装2台同轴汽轮机驱动的泵喷射推进器
武器装备:MK48-5型鱼雷、“鱼叉”反舰导弹、“战斧”巡航导弹、小型反潜鱼雷和水下运载器,水下发射的反直升机防空导弹的可行性正在评估中。SSN774的雷弹携带量为38枚造价:约22亿美元(“弗吉尼亚”号)
五大关键技术改进
1、全艇布置电控声呐阵
第三个关键技术领域是研究适应艇壳的声呐阵,它将有望改善侦听性能,费用也有所减少。约翰逊解释说,这个想法是在全艇布置电控声呐阵而不是只在艇首安装一个昂贵的声呐球。这样的阵列可使声呐进行全方位监控,而目前的侦听角度有很多限制。目前美国在使用拖曳阵声呐,但是有时不方便拖曳,此时这种分布式声呐将大大改善艇的侦听性能。
2、壳外储存和发射武器
Tango-Bravo计划的第二个关键问题是研究在潜艇压力壳外储存和发射武器的可能性。海军官员们说,艇外储存武器将使该新型潜艇艇体尺寸大大减小,建造起来也更加便宜,因为原来艇内储存武器的大量空间被转移到艇外了。Tango-Bravo计划将通过发射MK48鱼雷来验证该种能力。
3、自动化指挥控制中心
最后一个关键技术领域是研究是否可能产生一个自动化指挥控制中心,这将使艇上人员进一步减少。缩小潜艇体积的关键是如何减少艇载人员,这是个从潜艇诞生那天起就一直困绕人们的问题。《环球安全》的主编约翰·派克一语中的:“人是最昂贵的!”前美国太平洋舰队的一名潜艇指挥官汉克·迈克肯尼上将说道:“在潜艇上人们根本没有足够的空间,灵魂缺口发在网易论坛网上谈兵,在‘洛杉矶’级潜艇中,至少1/3的人没有自己的床铺,‘海狼’级也存在同样的问题。”
4、简化HM&&E基础结构
第四个关键技术领域——简化HM&&E(潜艇外壳、机械和动力系统)基础结构——也是具有革命意义的。最大的变化是海军想把液压控制的机械最大程度地换成自动化程度高的电控制系统,象消防与安全设备以及艇操纵系统。这种新设备因为需要较少的维护和操作人员,因而使艇上人员编制减少。
5、无轴推进
第一个关键技术领域是无轴推进,指出目前潜艇的鱼雷舱和发射管连同艇尾部的推进系统占据了整个艇长的50%~70%,支配了整个设计,如果这些设计约束被解除,潜艇的设计和建造将跟现在大不相同。备选方案包括分布式泵喷推进技术,还有三种电机;内部驱动、轮缘驱动和轮毂驱动。尽管谣传国防部正给海军施加压力采用柴电潜艇技术,但Tango-Bravo计划的所有工作都是在假定采用核动力的基础上进行的。美海军海上系统司令部负责水下技术的主管史蒂芬·约翰逊海军少将解释说:“无论采用何种推进方法,我认为在全尺度验证此项技术时花销都将非常昂贵,因此,关键是一开始就让尺寸足够大以便我们能够看到这些技术的潜在特性。”

弗吉尼亚级核潜艇新一代
☆ 战略核潜艇
美国和前苏联是两个超级核大国,奉行的是“三位一体”全面发展的核战略,由战略核潜艇发射的弹道导弹是其中的重要一环。为了抢速度,美国甚至等不到专门设计一级战略核潜艇。它将正在船台上建造的“蝎子”号攻击核潜艇从指挥台围壳后面拦腰斩断,在中间插入了一段39.6米长的分段,并在其中安排了16枚“北极星”战略导弹及其指控系统。1959年,这艘被改名为“乔治·华盛顿”号的战略核潜艇终于如期服役了,这也是世界上第一艘战略核潜艇。

作为美国第一级战略核潜艇,“华盛顿”级共建造了5艘,它长116.3米,宽10.1米,水下排水量6700吨,在艇艏部有6具533MM鱼雷发射管。艇上可携带16枚“北极星A1”弹道导弹,射程为1200海里。
1961年,美国又建造出第二代战略核潜艇“伊桑·艾伦”级,该级共建5艘,比之“华盛顿”级,它在艇形、动力、设备、导弹性能等方面都有很大提高。该级艇长125米,水下最高航速30 节,艏部有6具533mm鱼雷发射管,携带16枚“北极星A2”弹道导弹,射程1500海里。

伊桑·艾伦级弹道导弹核潜艇第二代核动力弹道导弹潜艇
1963年,第三代战略核潜艇“拉斐特”级开始服役,它总共建造31艘。该级艇长129.5米,宽10.1米,水下排水量8250吨,装1座S5W反应堆,功率1.5万马力,水下航速30节,最大潜深300米。该级最初装备“北极星”型弹道导弹;从1967年开始改装“海神”弹道导弹,该弹装有10-14个分导弹头,射程 4600海里,圆偏差概率为540米。



拉菲特级—本杰明·富兰克林级弹道导道核潜艇
1974年,美国开工建造第四代,也是迄今最先进的一代战略核潜艇--“俄亥俄”级,首艇“俄亥俄”号于1981年11月正式服役,到1997年9月,该级艇完成了全部18艘的建造计划。由于其性能先进,所携核弹威力惊人,所以世人称其为“当代潜艇之王”。

“俄亥俄”级长 170.7米,宽12.8米,水下排水量18750吨,最大潜深300米,最大航速25节,装1座S8G压水反应堆,2台蒸汽轮机,功率约60000马力。它的艇体中部采用双层壳体,其余占全艇长60%的部分采用单壳体,装备了AN/BQQ5声呐等十余部水声、电子设备。尤其是凭借着极低频通讯系统,它在水下300米处也可接到岸台信号。该级前8艘携带24枚“三叉戟Ⅰ”弹道导弹,从第9艘“田纳西”号开始装载24枚“三叉戟Ⅱ”弹道导弹。该弹射程 12000公里,携带12枚分导弹头,一种为10万吨当量W76-MK4型,另一种为47.5万吨当量W76-MK5型,圆偏差概率为90米。
“俄亥俄”级之后,美国再没有发展战略核潜艇,看来“俄亥俄”级已经完全能够满足需要。据报道,美国下一代攻击核潜艇“弗吉尼亚”级有发展成战略核潜艇的能力,攻击核潜艇和战略核潜艇会不会合二为一,让我们拭目以待。
[ 本帖最后由 martinchi 于 2008-5-31 13:41 编辑 ] |