美國海軍目前有多少艘攻擊核潛艇?「海狼」級為何只造了三艘?
前段時間筆者介紹了美俄海軍現役戰略核潛艇的基本情況,今天將簡要分析一下美國海軍現役攻擊核潛艇的發展歷程和基本性能。眾所周知,美國海軍的實力位居全球第一,其裝備的潛艇數量和潛艇性能也要領先其他國家。除了「俄亥俄」級戰略核潛艇和「俄亥俄」級巡航導彈核潛艇,美國海軍目前還裝備了三種攻擊核潛艇,分別是「洛杉磯」級、「海狼」級和「弗吉尼亞」級。那麼,它們是在什麼樣的背景下建造的呢?各自的性能如何?每一種核潛艇建造了幾艘、又有多少在服役狀態呢?下面將為大家一一解答。
一、三種核潛艇的建造背景
在美國海軍現役攻擊核潛艇中,「洛杉磯」級是最早研製和服役的一種,也是建造數量最多的一種。在「洛杉磯」級核潛艇之前,美國已經建造了多種型號的攻擊核潛艇,但是它們的性能並不能完全滿足美國海軍的需求,特別是在航速方面。比如美國從1960年代開始建造的「鱘魚」級攻擊核潛艇,水下最大航速只有26節,而比它更早建造的蘇聯「十一月」級攻擊核潛艇的最大航速已經高達30節。數年之後誕生的蘇聯「阿爾法」級攻擊核潛艇,水下航速甚至高達近40節。蘇聯高速攻擊核潛艇的出現,讓美國認為必須建造一種更先進的護航用攻擊核潛艇。到1960年代中期,美國提出了建造新型核潛艇的計劃並很快完成了初步建造方案,但之後卻進入了爭議階段。直到1969年,新潛艇的具體設計工作才正式開始。到1972年1月,「洛杉磯」級核潛艇的第一艘「洛杉磯」號開工建造。
在「洛杉磯」級之後,美軍又研製了「海狼」級攻擊核潛艇。如果說「洛杉磯」級的建造是為了給航母艦隊護航的話,那麼「海狼」級的建造則是為了滿足主動出擊的戰略需求。上世紀七八十年代美蘇雙方在各個方面展開激烈競爭。在海軍裝備方面,美國海軍在航母方面佔據優勢,而蘇聯海軍則大力發展潛艇及核潛艇,期望在水下佔據上風。同時雙方都想補足短板,於是蘇聯在不斷的摸索建造航母,而美國也渴望壯大核潛艇力量。當時「洛杉磯」級的噸位和武器配置,已無法滿足和蘇聯潛艇相對抗的需求,因此美國海軍計劃建造一種新型核動力攻擊潛艇,於是「海狼」級應運而生。1989年10月,第一艘「海狼」級攻擊核潛艇「海狼」號安放龍骨。
「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇的建造主要有兩個方面的背景:第一個是由於蘇聯解體,美國海軍核潛艇的作戰任務發生了改變;第二個是「海狼」級核潛艇的造價太高,美軍無力進行批量建造。綜合以上考慮,美軍在1990年代初期就開始論證建造一種價格更低的多用途攻擊核潛艇,用於信息收集、特種作戰、近海反潛、航母護航、反艦、佈雷、對地打擊等。1993年美國決定只建造3艘「海狼」級核潛艇,之後將研製一款全新的攻擊核潛艇(NSSN)。1998年NSSN被批准建造,首艇「弗吉尼亞」號於當年9月30日開工,新型核潛艇也被命名為「弗吉尼亞」級。
二、三種核潛艇的結構設計
「洛杉磯」級攻擊核潛艇延續了「鱘魚」級的設計,但是艦體變得更寬更長。「洛杉磯」級的艇體大部分是單殼體結構,平行中體是較長的圓柱狀,指揮台圍殼靠近艇首一側,艇首是玻璃鋼材質的聲吶罩。該級潛艇的艇尾是紡錘形設計,垂直舵和水泵舵呈十字形,水泵舵的外緣安裝了兩個垂直穩定翼。「洛杉磯」級核潛艇的耐壓殼體可分為三部分:中央艙、反應堆艙、主輔機艙。中央艙又分為三層,最上層是指揮艙,中間層是居住艙,最下層是武器艙。為了消除航行時主循環泵產生的噪音,該級艇採用了渦輪減速裝置,對動力和推進裝置進行了減震降噪處理,水下噪音值約105~125分貝。
「海狼」級攻擊核潛艇的外形不同於以往建造的大長寬比潛艇,而是採用了小長寬比的水滴型設計,這樣可以減少航行時的阻力,減少聲吶信號的輻射面積,還能提高機動性。「海狼」級的指揮台圍殼也擯棄了以往的高達造型,使用了窄小的流線型設計,位置在靠近艇首的三分之一處。該級潛艇的首水平舵是可伸縮式的,艇尾的交叉尾鰭增加了兩個穩定翼,從十字形變成了六片式。「海狼」級攻擊核潛艇的艇身結構仍採用單殼體,在材料方面使用的是HY-100高強度鋼,每平方毫米的屈服強度高達56公斤,具有優秀的抗壓能力。該級潛艇的靜音性能也非常優秀,除了常規的降噪措施外,還採用了電力推進和新型「泵噴射推進器」,有效降低了螺旋槳的噪音,使「海狼」級的水下噪音值降低到90~100分貝。
「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇採用水滴形拉長設計,艇身比「海狼」級小,指揮台圍殼位於艇首一側,呈圓弧狀彎角造型,保留了「海狼」級核潛艇的可伸縮式水平舵和六片式尾翼。「弗吉尼亞」級使用了模塊化設計,將整個潛艇分為聲吶系統、武器系統、通信和感測器系統、指揮控制系統、特種設備、動力系統等模塊,在實際使用時可以根據需要對模塊進行改動。該級潛艇的主機艙採用減震浮筏的整體模塊設計,還繼承了「海狼」級的泵噴射推進器,總計安裝了600個噪音/震動偵測器,大幅降低了航行噪音,水下噪音值只有約95分貝。
三、三種核潛艇的基本性能
「洛杉磯」級攻擊核潛艇的長度為109.7米,寬10.1米,吃水9.9米,水上排水量6080~6330噸,水下最大排水量6927~7177噸。它的水下航速可達32節,標準潛深450米,最大極限潛深530米。「洛杉磯」級的續航力為40萬海里,人員編製133人。
「海狼」級攻擊核潛艇的艇長為107.6米,寬12.9米,吃水10.9米,水上排水量7568噸,水下排水量為9142噸(第三艘為12139噸)。其水面最大航速為20節,水下最大速度可達35節,最大下潛深度610米。該級潛艇可搭載官兵133人,續航力高達100萬海里。
「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇長114.9米,寬10.36米,吃水9.3米,水上排水量6950噸,水下排水量7800~7925噸。它的水下航速可達34節,下潛深度小於500米,自持力3個月,人員編製134人。
四、三種核潛艇的動力裝置
「洛杉磯」級攻擊核潛艇搭載一具S6G型壓水反應堆,軸功率35000馬力,熱功率160MW,燃料更換周期為10年。另外該級潛艇還安裝了兩台蒸汽輪機和一台輔助電機。
「海狼」級攻擊核潛艇安裝了一台S6W型自然循環壓水堆,軸功率52000馬力,熱功率250MW,堆芯換料周期為25~30年。「海狼」級還搭載了兩台蒸汽輪機和一台輔推進潛水電動機。
「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇搭載一具S9G型壓水堆,軸功率40000馬力,它的燃料壽命超過30年,在核潛艇的整個服役周期內幾乎都不需要更換。該級核潛艇還安裝了兩台汽輪機和一台輔助推進電機。
五、三種核潛艇的武器系統
「洛杉磯」級攻擊核潛艇的第一批次安裝了4具533毫米魚雷發射管,到了第二批次又在艇身後部加裝了12具導彈垂直發射管,可填裝「戰斧」導彈、UGM-84A「魚叉」導彈和MK48魚雷,裝彈量24枚。它還可以攜帶MK 67、MK 60水雷。「洛杉磯」級攜帶的「戰斧」導彈有兩種,一種是對地攻擊型,射程2500千米;一種是反艦型(TASM),射程約450千米,採用慣性加主動雷達制導。UGM-84A潛射型「魚叉」反艦導彈,使用主動雷達制導,射程130千米。
「海狼」級攻擊核潛艇安裝了8具660毫米魚雷發射管,分布在艇首左右兩側,每側各4具。8具魚雷發射管可填裝「戰斧」巡航導彈、TASM反艦導彈、潛射型「魚叉」反艦導彈、MK 48重型魚雷等,裝載量為50枚。該級潛艇使用的是改進型MK 48-5型魚雷,重1582千克,射程4.6千米,潛深1200米。另外「海狼」級潛艇還可發射MK 60水雷、「海長矛」反潛導彈和「西埃姆」防空導彈等。「海長矛」反潛導彈搭載一台固體火箭發動機,最大射程100千米,戰鬥部是MK 50型反潛魚雷。
「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇安裝了12個導彈垂直發射筒和4具533毫米魚雷發射管,攜帶的武器有「戰斧」巡航導彈、MK 48魚雷、「魚叉」反艦導彈等,還有MK 67、MK 60等水雷。特別值得一提的是,「弗吉尼亞」級的魚雷管還可以發射無人駕駛遙控裝置(UUV),該裝置安裝有多種感測器,未來還將更換為自主式水下航行器(AUV)。該級潛艇還可搭載特種人員運載器,該運載器可容納多名特戰隊員、蛙人和相關裝備。美國還在研製「弗吉尼亞有效載荷模塊」,它可以攜帶28枚巡航導彈。
六、三種核潛艇的艇電系統
「洛杉磯」級攻擊核潛艇的主要聲吶裝備是AN/BQQ-5型綜合聲吶系統,該系統由9部聲吶組成,分別是:AN/ BQS-13DNA艏部球形主動聲吶、AN/BQR-20舷側陣聲吶、AN/BQR-15型被動拖曳線列陣聲吶、快速被動測距聲吶、目標識別聲吶、AN/BQS-15探雷與避障聲吶、AN/WLR-9A偵察聲吶、AN/WQC-5通信聲吶和AN/BQN-17回聲測深聲吶等。AN/BQQ-5型聲吶系統採用數字式多波束掃描方式,可對水下多個目標進行定位、探測和跟蹤,並將數據傳送至指揮中心。在2000年前後,「洛杉磯」級的聲吶系統進行了改進升級。早期建造的「洛杉磯」級核潛艇,安裝了Mk 113魚雷指揮儀、CCS MK 2型作戰指揮系統、AN/UYK-7計算機等設備,後期換裝為MK 117魚雷指揮儀、AN/BYG-1型作戰指揮系統、UYK-43/UYK-44計算機。該級核潛艇的電子戰系統包括BRD-7測向儀、WLR-1H型和WLR-8(V)2型攔截器、WLR-10型雷達警報系統和MK 2型魚雷誘餌發射裝置等。
「海狼」級攻擊核潛艇配備了當時美軍最先進的AN/BSY-2型綜合作戰系統,安裝了新型拖曳細線基陣和被動保角陣列。該級核潛艇的聲吶系統是AN/BQQ-5D型主被動綜合聲吶系統,由TB-16型被動拖曳基陣聲吶、TB-23型細線基陣拖曳聲吶(後來升級為TB-29)、被動保角陣列聲吶、AN/BQQ-15型冰下探測聲吶、探雷聲吶等組成。AN/BSY-2型作戰系統的其他設備還有UYK-44型數字計算機、武器發射控制設備、高解析度顯示器和操作台等。其電子戰系統主要包括WLY-1魚雷誘餌系統、WLQ-4(V)1電子對抗系統。
「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇搭載C4I自動化系統,它是C3I系統的升級版,幾乎綜合了潛艇上所有的電子設備,形成了一個強大的網路。它的聲吶系統包括艏部球形基陣聲吶、雙拖曳線列陣聲吶、高頻基陣聲吶、舷側陣聲吶等,它的作戰控制系統主要是AN/BSY-3型戰鬥系統,它的電子戰系統包括AN/WLY-1聲學對抗系統、AN/BLQ-10電子戰系統、魚雷誘餌發射裝置等。第三批次潛艇還安裝了一部AN/BPS-16導航雷達系統。「弗吉尼亞」級取消了潛望鏡,取而代之的是兩個AN/BVS-1光電桅杆,搭載了LLTV、熱成像儀和激光測距儀等設備,可以將圖像和數據實時傳送到指揮艙的顯示器上。
七、三種核潛艇的服役現狀
「洛杉磯」級攻擊核潛艇總計建造了兩個批次共62艘,其中第一批次31艘,首艇是「洛杉磯」號,於1972年1月8日開建,1974年4月6日下水,1976年11月13日服役,已在2010年1月退役。第二批次的31艘又可分為兩種類別,前8艘是Flight II型,後23艘被稱為Flight III 688i型,具備破冰上浮能力。第二批次的最後一艘是「夏延」號核潛艇,於1992年開建,1996年服役。「達拉斯」號、「洛杉磯」號等幾艘核潛艇曾先後被改造成專用核潛艇,可以運送海豹突擊隊員或蛙人輸送器。部分「洛杉磯」級核潛艇還化身為試驗潛艇,進行了多項測試。從1997年開始,「洛杉磯」級攻擊核潛艇陸續退役,目前還有大約30多艘在美國海軍服役。
「海狼」級攻擊核潛艇的建造數量很少,只服役了3艘。原計劃美國海軍將建造20多艘「海狼」級,但由於蘇聯解體的原因,美軍認為沒有必要再建造這種造價昂貴的攻擊核潛艇。「海狼」級攻擊核潛艇的第一艘是「海狼」號,於1989年10月動工建造,1995年6月下水,1997年7月服役。第二艘是「康涅狄格」號,1992年9月開始建造,1998年交付美軍。第三艘是「吉米·卡特」號,於1998年12月安放龍骨,2005年服役。「卡特」號和「海狼」級的前兩艘不太一樣,它的水下排水量增加到12139噸,各方面性能均有提升。它的造價也很昂貴,成本高達32億美元。目前這3艘「海狼」級攻擊核潛艇均在服役狀態。
「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇已完成兩個批次的建造,目前正在進行的是第三批次,第四批次也於2014年發布了建造計劃。第一批次共4艘,第一艘即「弗吉尼亞」號,於1998年9月動工建造,2003年8月下水,2004年10月服役。第二批次共6艘,已於2008年~2013年間陸續服役。第三批次總計建造8艘,改進了聲吶和武器系統,用2個六聯裝垂直發射裝置替代了之前的12個獨立導彈發射筒。該批次的第7艘「南達科他」號在今年2月初服役,第8艘已在2018年下水。第四批次共10艘,最明顯的變化是將安裝「弗吉尼亞載荷模塊」(VPM),該模塊由4具大直徑發射筒組成,每個發射筒可填裝7枚巡航導彈。美國海軍計劃採購66艘「弗吉尼亞」級攻擊核潛艇,截止到今年2月,已服役17艘。
八、三種核潛艇的啟示意義
美國海軍陸續建造的三種攻擊核潛艇,雖然誕生背景各不相同,但都有明確的戰略導向,性能也很出色,都是非常成功的核潛艇,因此具有很大的啟發意義。
1、攻擊核潛艇的設計一定要有明確的目標定位,不能盲目開建。「洛杉磯」級攻擊核潛艇的設計目標主要是為航母護航,在性能方面側重於航速、潛深、靜音等指標,在武器系統方面最初只安裝了4具魚雷發射管。「海狼」級核潛艇的定位是一種可以和蘇聯核潛艇相對抗的進攻型潛艇,因此它安裝了8具大口徑魚雷發射管。「弗吉尼亞」級的定位是多用途潛艇,除了魚雷、導彈等常規武器,還可以攜帶一些專用的特殊設備,在性能方面不追求極致,主要是為了減少建造成本。
2、攻擊核潛艇的建造要符合當下及未來的戰略需求,不一定非要按原計劃建造。由於外部環境和內在需求時刻會發生變化,這是一個動態的發展過程,所以武器裝備的建造計劃和具體配置也要與時俱進。後期建造的「洛杉磯」級核潛艇加裝了12個垂直發射管,可以發射巡航導彈,增強了對地攻擊能力。「海狼」級核潛艇原計劃建造20多艘,但由於蘇聯解體,於是美軍及時調整了建造計劃,決定只造3艘,這樣可以節約更多的資金和資源。「弗吉尼亞」級核潛艇的建造也是分批次進行,每個批次都會有變化,能夠融入最新的技術。
3、攻擊核潛艇的發展一定要勇於創新和嘗試,不能因循守舊一成不變。武器裝備的發展過程是一個技術創新的過程,美國通過三種攻擊核潛艇的建造,掌握了更前沿的潛艇技術,各個系統更加成熟,設計更加完善,性能更加優秀,進一步鞏固了美國在核潛艇方面的領先地位。具體到每一種攻擊核潛艇上,美國均進行了積極創新,無論是「洛杉磯」級還是「弗吉尼亞」級,後期建造的潛艇往往會有很多改進和嘗試,並不是一個設計方案用到底。即便是數量很少的「海狼」級攻擊核潛艇,它的第三艘也不同於前兩艘,特意安裝了一個「多任務平台」模塊。美國在核潛艇技術方面的不斷創新,也非常值得借鑒和學習。


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