中國海軍現役最先進攻擊型核潛艇,當屬中國自己研製的093型攻擊核潛艇。它在技術水平與綜合戰力上,已可與美國海軍「洛杉磯級」攻擊核潛艇的早期型號媲美,但比美製「維吉尼亞級」攻擊核潛艇要落後20年以上。為縮小中國攻擊核潛艇與美製同類核潛艇的技術差距,中國科學家與工程師需加倍努力。
作者:楚人陳奇雄
美國媒體於2017年4月20日刊發報道,稱美國海軍最新型「維吉尼亞級」攻擊核潛艇「華盛頓」號(SSN-787),已於2017年4月初成功完成首次海試。「華盛頓號」的所有系統、部件、艙室在試航期間都接受了測試。該潛艇首次完成下潛試驗,並在水面和水下進行了高速航行。
「華盛頓號」由美國亨廷頓英戈爾斯工業公司的紐波特紐斯船廠和美國通用動力電船公司合作建造,預計於2017年夏開始在美國海軍服役。
美國海軍計劃採購51艘「維吉尼亞級」核潛艇。截至目前,按技術水平由低到高排列,「維吉尼亞級」核潛艇可分為Block I型、Block II型、Block III型三個型別。其中Block I/ II型共建成10艘,已經交付給美國海軍使用。
(下為在海面航行的美製「維吉尼亞級」核潛艇)
美國海軍計劃建造8艘「維吉尼亞級」Block III型核潛艇,「華盛頓號」是其中第4艘。Block III型的最大特點是,它用潛射飛彈通用發射模塊取代了Block I/ II型上的潛射飛彈發射管。Block III型配有兩個潛射飛彈通用垂直發射模塊,每個模塊中可裝填6枚「戰斧式」反艦、攻陸多用途巡航飛彈,也能裝填其它型號的反潛反艦飛彈;而Block I/ II型配備的是12根垂直發射管,每管可裝一枚「戰斧式」巡航飛彈。與Block I/ II型相比,Block III型的聲吶系統、電子系統更先進。Block III型艇同時跟蹤與對付多目標的能力,也超過Block I/ II型。
中國的093型攻擊型核潛艇,是中國第二代國產攻擊型核潛艇,北約將其命名為「商級」。中國建造093型核潛艇的目的,是用它來取代5艘陳舊過時、噪音巨大的第一代攻擊型核潛艇——091型「漢級」核潛艇。091型核潛艇是中國於1970到1990年間製造的。
在攻擊核潛艇研製領域,中國起步較晚,且一直落後於美俄等國。軍事專家表示,中國093型核潛艇的綜合性能與技術水平,整體上要比美製「維吉尼亞級」核潛艇落後20年以上。
(下為停泊在碼頭的中國093型核潛艇)
在建造時間上,中國093核潛艇於20世紀90年代中後期開始研製,1998年前後進入總體建造階段,2001年建成下水,2003年左右開始海試,2006年首艇交付中國海軍。美國「維吉尼亞級」,是美製「海狼級」的後繼艇。從1999年9月至今,美國已經建造10多艘該級核潛艇。
在艇型方面,中國093型核潛艇與美製「維吉尼亞級」核潛艇,均採用了比較常見的拉長水滴型艇型,都配有十字型尾舵。但093型配的是指揮台圍殼前水平舵,「維吉尼亞級」配的是可伸縮式艏水平舵。因此,093型核潛艇不適合在北冰洋冰面下活動,因為它在浮出冰面時,安裝在潛艇指揮台圍殼上的舵面容易損壞;而「維吉尼亞級」在設計之時,就針對它在北冰洋的作戰需求,進行了特殊設計,因其艏水平舵在艇艏水線下,且可縮進艇體中,所以它在浮出冰面時,不會受到損害。
中國093艇體與圍殼銜接處沒有作填角處理,其圍殼與艇體融合不太好。「維吉尼亞級」的圍殼前端與艇體採用圓弧連接,圍殼與艇體融合成一體。很明顯,在圍殼與艇體的聯接上,「維吉尼亞級」比中國093型核潛艇處理得更好,前者圍殼與艇體聯接處在航行時所受到的阻力及產生的水動力噪聲,要比後者的小。中國093的十字尾舵後方是尖尾,配置的是七葉大側斜低速低噪聲螺旋槳;而「維吉尼亞級」十字尾舵後端是尖尾,裝的是低阻低噪聲泵噴推進器。理所當然,裝備泵噴推進器的「維吉尼亞級」核潛艇,在水下高速航行時產生的空泡噪音,要比採用七葉大側斜螺旋槳驅動的中國093型核潛艇更小。截至目前,中國尚未在任何一型潛艇上採用泵噴推進裝置。
(美製「維吉尼亞級」核潛艇指揮台圍殼與艇體融合較好)
在艇體結構方面,中國093型核潛艇採用雙殼體結構,水下排水量約6800噸,水上排水量5300噸,儲備浮力較大。所謂雙殼體結構潛艇,就是在潛艇的耐壓殼體外,還包有一層輕質外殼。兩層殼體之間的舷側空間,布置有潛艇的主壓載水艙、燃油艙、浮力調整艙等艙室。理論上,採用雙殼體結構的潛艇,具有抗打擊能力強、抗沉性好、環境適應性好及對製造水平要求較低等優點。但雙殼體潛艇也有濕表面積大、快速性和隱蔽性差、艇表開口多、耐壓殼體內分艙較多及空間較小等缺點。「維吉尼亞級」採用了美國潛艇慣用的單殼體結構,水下排水量約7900噸。單殼體潛艇的外殼就是耐壓殼,它具有艇體結構較簡單、艇內空間大、水下快速性好、下潛速度快、艇表開口少、艇體光滑及聲反射面積小、隱蔽性好等優點,但單殼體潛艇也有儲備浮力小、抗沉性差、對製造工藝要求高等缺點。
在艇用核反應堆方面,中國093型核潛艇所用核反應堆,只是普通的壓水堆,其堆芯壽命在10到15年之間,在其30年壽命期內,需多次更換核燃料;「維吉尼亞級」則是一型「堆艇同壽」型核潛艇,它配裝有一座通用電氣公司製造的S9G長壽命壓水反應堆,其堆芯壽命達33年,在其30年的服役期內,無需更換核燃料。加上中國093型核潛艇所用反應堆輸出的軸功率,估計只有美製「維吉尼亞級」所用核反應堆輸出軸功率43000馬力的一半,所以中國093型核潛艇的最高航速,可能要比「維吉尼亞級」低8到10節,後者最高水下航速達34節。
(泵噴推進器,已成先進核潛艇的標配)
在艇體材料方面,中國的093與美製「維吉尼亞級」,都使用了高強度鋼來建造耐壓殼。因中國在潛艇用高強度鋼冶煉與加工方面,與美國存在一定差距,所以專家認為,中國093的最大潛深為300米,而美製「維吉尼亞級」的最大潛深在450到480米之間。
在靜音水平方面,中國093型與美製「維吉尼亞級」都採用了浮筏減振、低噪聲傳動系統等綜合降噪技術及都鋪設了消聲瓦。但因為「維吉尼亞級」裝備了自然循環壓水堆及泵噴推進裝置,其以20節以下航速潛行時,反應堆主循環泵處於關停狀態,不會向外輻射噪聲,因而整個潛艇發出的噪聲就很小,小到只有90到95分貝。
也就是說,「維吉尼亞級」以安靜航速潛航時,可以將自己隱藏在海洋本身就有的噪聲中。中國093型核潛艇,也是一型相當安靜的核潛艇,其噪聲在110到115分貝之間,比中國091型核潛艇噪聲要低得多,而與美製「洛杉磯級」核潛艇早期型號噪聲大小相當。091型核潛艇噪聲在150到165分貝之間,美軍誇張地說,中國的091型核潛艇一出海,遠在千公里外的美軍搜潛聲吶陣列,就可以偵聽到它發出的噪聲,從而發現它的蹤跡。但當中國的093型核潛艇出海時,美軍的搜潛聲吶陣列,在幾十公里外就很難捕捉到它。
(美製「維吉尼亞級」核潛艇艇表貼有消聲瓦)
在探測系統方面,中國的093核潛艇與美製「維吉尼亞級」核潛艇,都配備有大孔徑球形基陣低頻主/被動綜合搜索攻擊聲吶、高頻主動聲吶、寬孔徑低頻舷側陣被動數字化聲吶與拖曳線陣列聲吶,對深海和淺海目標,都具有較強的探測能力。但中國093型核潛艇所用探測系統的綜合性能,要比「維吉尼亞級」所用同類系統落後二三十年,僅與美製「洛杉磯級」核潛艇早期型號相當。
在艇載作戰指揮系統方面,中國093型核潛艇擁有較強的多目標跟蹤與多目標打擊能力。有軍事專家稱,中國093型核潛艇,可以同時跟蹤幾十個目標,及同時攻擊其中三到四個目標;而「維吉尼亞級」配置的AN/BSY-3系統,則是全球最先進的艇載作戰指揮系統,具有同時跟蹤100個以上目標,及同時對其中10個以上目標發動打擊的能力。
在火力方面,中國093型核潛艇和「維吉尼亞級」核潛艇都擁有強大的打擊力,但「維吉尼亞級」核潛艇所配的武器裝備,在品種與數量上,都要遠遠超過中國的093型核潛艇。中國093型核潛艇配有6具533毫米魚雷發射管,可發射中國國產「魚-6」線導魚雷、「魚-3」改進型魚雷及「鷹擊-82」潛射反艦飛彈;也可以承擔水雷布設任務。其中,「魚-6」魚雷,採用「線導+主被動聲自導」復合制導系統,最高航速48節,最大射程50多公里。「鷹擊-82」最大射程超過100公里。「維吉尼亞級」則在艇體前部兩側配有4具533毫米液壓平衡式多用途魚雷發射管,可發射美製MK48-5/6重型魚雷與「魚叉」反艦飛彈,還能發射無人機。MK48-5/6魚雷配有全數字化制導、控制及引信系統,它們以50節航行時,射程超過40公里;「魚叉」反艦飛彈,是一型亞音速反艦飛彈,射程超過100公里。「維吉尼亞級」Block I/ II型核潛艇,還在艇艏安裝了12根「戰斧式」巡航飛彈垂直發射管;從其Block III型開始,這12根垂直發射管,則被2個新型多用途垂直發射模塊取代,每個模塊可裝填6枚「戰斧式」飛彈或其它潛射型號飛彈。「戰斧式」巡航飛彈最大射程達2500公里。而中國的093型核潛艇,尚未配備飛彈垂直發射系統,不能發射遠程攻陸巡航飛彈。
(美製「維吉尼亞級」Block III型核潛艇,配有通用飛彈垂髮模塊)
在特種作戰方面,中國093型核潛艇是空白,而美製「維吉尼亞級」已具備較強的特種作戰能力。「維吉尼亞級」核潛艇可發射及回收自主式無人潛航器,這種無人潛航器,可執行水下偵察、掃雷和反潛任務。「維吉尼亞級」核潛艇還能攜帶一個6人的「海豹」突擊小組執行特種作戰任務,該突擊小組裝備有最大航程125海里的ASDA小型潛艇。ASDA小型潛艇是一型可以與「維吉尼亞級」核潛艇對接及由「維吉尼亞級」潛艇運載的特種迷你型潛艇。
(本文為原創作品,如需轉載,請註明出處!本文作者「楚人陳奇雄」先生,是武漢某報資深記者、軍事版編輯、科技史愛好者。)
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(下為美製「維吉尼亞級」核潛艇發射魚雷場面)