潜艇重大技术发展动向

潜艇重大技术发展动向2005年世界潜艇领域有几个大的技术发展动向很值得我们关注，一是美国下一代攻击型核潜艇关键技术的开发论证工作正式启动；二是美国海军拟为下一代弹道导弹核潜艇装备战术武器；三是常规潜艇纷纷瞄准AIP技术，尤其是我国周边国家，例如，韩国和印度相继购买AIP潜艇，而日本则是引进AIP技术加装到自建艇上；四是潜艇朝着多功能化方向发展。一、美海军着手开发新一代攻击型核潜艇关键技术2005年是美国海军新一代攻击型核潜艇关键技术有实质性进展的一年，6月份，国防部国防高级研究计划局（DARPA）分别与通用动力公司、诺·格公司和DRS技术公司签署合同，开始这些技术的开发和论证工作。早在批量建造“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇的同时，美国海军就在探索未来攻击型核潜艇概念。美国海军期望新一代攻击型核潜艇的尺寸和建造费用都仅是“弗吉尼亚”级的一半，但作战能力却与之相当。2004年11月，美国海军就发展新一代攻击型核潜艇所需的关键技术制定出详细计划，该计划称作唐格·布拉沃（Tango-Bravo）。这项为期4年共投资9700万美元的计划主要在5个关键的潜艇技术领域开展研究：①无轴推进；②艇外武器储存和发射；③艇体共形声纳阵；④艇体、机械和电气(HM&E)基础结构的简化；⑤指控中心高度自动化。这5项关键技术如果都能实现，对潜艇技术的发展将具有革命性的意义。无轴推进。目前潜艇尾部的推进系统占据了整个艇长的50%左右，支配了整个设计。如果这些设计约束被解除，将为动力装置和艇内其它设备的布置带来极大的方便，潜艇的设计和建造将比现在更加简单，成本更低。为了解除这些设计约束，美国海军打算在未来攻击型核潜艇上不采用现在的核动力-齿轮传动方式，而是采用核动力-电力推进方式。采用电力推进就可去掉减速齿轮装置和推进轴系，使艇体尺寸大大减小，并保证新一代攻击型核潜艇的最高航速达到“弗吉尼亚”级的水平。耐压壳外储存和发射武器。即取消传统发射管和垂直发射系统，取而代之的是将武器装在耐压壳外部。与鱼雷发射管和导弹垂直发射系统方式相比，新的武器装载方式的优点是：可以自由选择武器的尺寸，也非常有利于无人潜航器的使用；此外，不需占据艇内的空间，艇体尺寸将大大减小，建造成本更低。目前看，这项技术的使用还存在一些问题，例如，海水长时间浸入武器舱，会影响武器的可靠性和保存性，也会带来检修保养方面的困难。Tango-Bravo计划将通过储存和发射MK48鱼雷来验证该种能力，并且要求发射时艇的速度和深度跟“弗吉尼亚”级一样。艇体共形声纳阵。即在艇身全长范围内安装共形声纳阵，实施全方位监视。这种声纳将适应各种艇形，有比较宽的频率范围，探测和跟踪性能将比目前“弗吉尼亚”级的声纳阵更胜一筹，但费用却减少50%左右，艇内的声纳电子器件也有所减少。据报道，在近岸浅水地区，这种声纳能够感知5海里内多达250个目标信息。简化HM&E基础结构。最大的变化是把液压和机械控制系统换成自动化程度高的电控系统，如消防与安全设备以及操纵系统。这种新的控制系统需要较少的维护和操作人员，使艇上人员编制大大减少。指控中心高度自动化。新开发的声纳、火控和战术数据显示系统能力与“弗吉尼亚”级相当，但所需操控人员从“弗吉尼亚”级的17名减少到不超过8名。整个中心占据面积约只是“弗吉尼亚”级的50%，对艇体尺寸的减小也有一定的贡献。Tango-Bravo计划是美国未来核潜艇技术发展的一个重要环节。虽然它仅仅是一个先期技术探索项目，但可以看出减小潜艇的几何尺寸、提高信息化能力和自动化程度是美国海军关注的几个重点。预计2006年年底确定新一代潜艇整体方案，2008年年初建造出全尺寸试验艇，2009年开始进行海上试验，2014年开始实艇建造。二、美海军拟为下一代弹道导弹核潜艇装备战术武器2005年对美国的弹道导弹核潜艇来说也是意义非同一般的一年，尽管下一代弹道导弹核潜艇的设计还没有正式提上议事议程，但美国海军已经开始考虑它应担负的新使命。其中，最引人注目的新使命之一就是使用潜射中程弹道导弹（SLIRBM）打击战术目标。由于战略核力量的缩减，美国对潜射核导弹部署的需要减少了，而射程短、体积较小的常规导弹更加适合美军的作战需求。因此早在2003年，美国海军就瞄准了SLIRBM。据有关人士透露，SLIRBM是一种常规导弹概念，最大直径为32.5英寸，还不到“三叉戟”-Ⅱ洲际导弹直径的一半，射程约1800千米；而“三叉戟”-Ⅱ可以飞行12000多千米。SLIRBM能够在10~15分钟内向射程范围内的目标精确地投送常规弹头。在海军战略系统规划办公室（SSP）授权下，目前，ATK公司和洛·马公司正在共同研制这种战术武器系统，估计到2007财年，该系统将具备初始作战能力。目前遇到的问题主要是如何确保足够灵活地将该导弹装配到“三叉戟”导弹的发射筒内，并且还能够与至今还未确定的一些辅助系统匹配与兼容。三、常规潜艇纷纷瞄准AIP技术AIP技术为潜艇从动力装置方面解决隐身性提供了重要手段，目前公认的有燃料电池、斯特林发动机、闭循环汽轮机和闭循环柴油机四种类型。AIP动力装置能提高潜艇的水下续航力，降低潜艇在巡航和航渡中的暴露率，使潜艇得到较高的水下短时航速等优良战术特性。曾经有预言，21世纪初将是各类AIP装置在常规潜艇上大量装艇使用的时代。2005年可以明显感受得到这一时代气息。韩国的214级燃料电池潜艇正处于建造过程中，这些潜艇是于2000年11月同德国HDW船厂签订购买合同的，共3艘，将于2009年底前全部交付。该级潜艇采用先进的质子交换膜燃料电池，电池单机功率达120千瓦，一次装载燃料可连续潜航3个星期。今年年中，日本川崎重工与瑞典考库姆公司签订了购买斯特林发动机的合同，目前正装备到在建的“亲潮”级潜艇上，装上该发动机的潜艇可持续潜航3个星期左右，作战性能将成倍增加，堪比小型核潜艇。日本海上自卫队将为所有的“亲潮”级潜艇及后续潜艇加装该种AIP系统，打造一支潜航时间仅次于核潜艇的“亚核潜艇”群。日本海上自卫队将成为继瑞典之后第二个采用斯特林AIP技术装备前线部队的海军。今年10月，印度与法国签订了6艘“鲉鱼”级潜艇的购买合同，尽管目前首批艇还没有装备AIP的打算，但后续艇将可能采用闭循环汽轮机。该装置将使“鲉鱼”级水下续航时间长达17天以上，即使保持最大巡航速度也可续航7天以上，比目前的柴电潜艇提高了20~30倍，虽然比核潜艇还是有一定差距，但对印度海军而言，只要拥有3艘这样的潜艇，就能够对印度东西海岸实施战时24小时不间断威慑打击。除我国周边地区外，世界上其它国家也都纷纷自建或购买AIP潜艇。如德国HDW公司研制的燃料电池AIP潜艇正处于畅销状态，除德国海军自己订购了4艘212A级潜艇外，多支外国海军也都有订购，其中包括意大利海军订购了2艘212A级艇；希腊海军订购了4艘214级艇；葡萄牙海军订购了2艘209级艇，这两艘艇特别要求装有燃料电池推进系统；另外，希腊也打算为其已拥有的3艘209级潜艇加装燃料电池系统。瑞典海军正在为现役“西约特兰”级潜艇加装斯特林发动机，并决定现役的所有瑞典海军潜艇都将装备斯特林AIP系统。巴基斯坦从法国订购了3艘“阿戈斯塔90B”常规潜艇，目前仅有第三艘装备了闭循环汽轮机，前两艘计划今后也都将装备闭循环汽轮机。智利海军从法国采购了2艘“鲉鱼”级潜艇，尽管暂时使用普通发动机，计划以后要加装AIP装置。以上这些事例表明常规潜艇AIP化已经成为一种趋势，预计不会超过10年，各类潜艇AIP装置将在各类常规潜艇上大量装艇使用，而且潜艇上的AIP装置也将由采用与柴油机和蓄电池混装的混合推进装置逐步过渡到采用全AIP推进装置。四、潜艇朝着多功能化方向发展无论是核潜艇还是常规潜艇，为了更加具有实用性，都越来越强调多用途、多功能。发展过程中大都采用模块化设计思想，这样既能大幅度降低潜艇的造价，又能很方便地对其进行改装。2005年在建、海试或打算建的艇都凸现了这一特点。美国目前正在建造的“弗吉尼亚”级是美国第一级以地区和濒海作战为主兼顾大洋作战的攻击型核潜艇，是按真正的多功能平台来设计的。该级艇可实施对陆、对海和水下火力攻击，具有成熟的布雷、监视和特种作战能力；同时还备有发射弹道导弹的舱段模块，需要时可以改装为弹道导弹核潜艇。俄罗斯目前在建的“雅森”级也是一级全新的、多用途攻击型核潜艇，它不仅能与敌低噪声常规潜艇和水面舰艇作战，而且可对敌岸上目标实施导弹突击，还能实施一定的战略打击任务，具有参与解决各种地区性危机的能力；已进入海试阶段的俄罗斯海军第一艘“拉达”级（677型）是一种能在中近海域和浅水海区作战，并可以执行攻击敌方水面舰艇与潜艇、实施攻势布雷、破坏敌方海上运输线及侦察等众多任务的新一代多用途常规潜艇。英国在建的“机敏”级攻击型核潜艇同样具有多功能性，它能携带更多种类的武器，带有改进的通信系统，具有巨大的联合作战能力，因此未来几十年内将在英国国防领域扮演一个重要的角色。日本在建的“亲潮”级是最新一级多功能常规攻击型潜艇，既适合于在日本这个多岛之国的近海从事巡逻警戒，也适合于远海作战，能遂行水下侦察、反舰、反潜和布雷等多项任务。此外，美、英、法、日等国构想的下一代潜艇也都是以多功能化为导向进行研发。这些都充分反映了世界潜艇向多功能化发展的趋势。