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水下幽灵:美国“海狼”级核潜艇

来源:哈尔滨工程大学 2017-06-09     

资料图:美国海军海狼级攻击型核潜艇

为了保持美国在核潜艇攻击潜艇上的优势,美已设计了一种称之为“21世纪的核潜艇”—SSN-21“海狼”级核动力攻击潜艇。 

该级艇正式设计始于1982年,1989年美国拨款11亿美元建造该级艇。首批建造数量定为32-35艘,预计在90年代中期开始服役,服役期约为30年。“海狼”级核潜艇问世后将成为美海军核动力攻击型潜艇的精英,列为第五代。 

该级艇具有许多极为突出的优点: 

首先,安静性好。SSN-21艇采用了新的艇体结构。它比“洛杉矶”级潜艇更短更宽些,指挥台围壳更小些,位置更靠近艇中部。这种布局将使潜艇的阻力更小、航速增加、噪音降低。该型艇将是X型艉,对美国来说这将是首次使用这种形式。据称,艇上的推进装置使用英国设计的“泵喷推进器”,从而使噪音大大降低。所以,SSN-21“海狼不仅速度比“洛杉矶”级潜艇快,而且其噪音也很低。建成以后,该级潜艇将是美国新建造的核潜艇中最安静的。按照设计要求,SSN-21级潜艇的艇壳还将进行涂层综合处理,以防止艇体内部的音响外露,降低被敌方声纳探测的概率,同时也有助于吸收海洋中的异音”。 

第二,水声探测能力强。“海狼”级潜艇装有BSY-2型声纳火控系统。该系统是潜艇高级战斗系统第二代的改进型。由于使用了先进的电子计算机及其软件,该系统与大直径声纳基阵配套使用,从而能够分析水声探测资料,辨认识别目标和进行火控计算。SSN-21使用的潜艇主动探测系统包括安装位置较小的中频主动声纳和安装在围壳上的高频主动声纳。中频声纳是一个能进行被动听测的远距离全景声纳。而高频声纳对近距离小目标包括水雷有较高的分辨力。此外,艇上还装有两部拖曳式被动声纳,一个是TB-16型声纳,另一个是TB-23型声纳。TB-23型声纳是一种细线基阵声纳,能被收在压舱内,而笨重的TB-16型声纳只能收放在潜艇壳体边沿上的声纳套中。 

第三,武器多,冰下活动能力强。SSN-21潜艇将不仅携有改型的“鱼叉”(即“捕鲸叉”)反舰导弹和“战斧”巡航导弹,而是其装备的鱼雷发射管数量也比“洛杉矶”级潜艇多一倍(艇艏装有8610毫米760毫米鱼雷发射管),能装24-25条鱼雷。艇内携带的武器数量也更多,因而其火力比“洛杉矶”级舰艇要强。在艇体材料方面,美海军计划采用新的高强度钢HY-100(屈服强度82公斤/平方厘米)。一般来说,一种特定的艇体结构的试验下潜深度大致与材料的抗拉强度成正比。因此,若使用HY-100钢来代替HT-80钢的话,下潜深度可增加25%,据悉可达600以上。同样,采用新的高强度钢就有可能减小耐压壳体的重量,以便平衡由于采用新的更重的反应堆以及泵喷射推进装置所增加的重量。更重要的是由于使用HY-100钢,其整艇的强度明显增强,加之水平舱安装得较下,所以其冰下活动能力堪称一流。 

总体性能: 

99.4,宽12.9,水上航行时吃水10.9,水上排水量7460吨,水下排水量9150吨,水下最大航速35节,最大潜度600,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,泵喷射推进器。 

“海狼”级外形一改美国核潜艇传统的较大长宽比,而重新采用了“大青花鱼”号试验潜艇的小长宽比水滴线型,与“洛杉矶”级相比,“海狼”级的长宽比从10.88下降到7.7,这种艇型有诸多优点,如提高航速、改善机动性、有利于舱室布置和增加隐身性能等。经过反复论证和权衡利弊,“海狼”沿用了美国海军单壳体形式,采用了既抗震又抗海水压力的HY100高强度钢,其屈服压力为82公斤/平方毫米。它所选择的S6W型加压水冷式反应堆原为水面舰艇使用,这是首次安装在潜艇上,具有结构紧凑、输出功率大等优点。 

“海狼”级的第一使命是反潜,降低噪声对它来说至关重要。该级艇的降噪措施主要有:核动力装置采用自然循环反应堆以降低一回路噪声;采用蒸汽轮机电力推进方式,取消噪声大的减速齿轮箱;首次使用新型的“泵喷射推进器”,彻底消除了螺旋桨噪声;艇体外表敷设一层阻尼吸声橡胶,使艇体表面形成一个良好的无回声层;艇体外形光滑,开囗少,突出物少;艇上所有运动机械都经过降噪设计,并且都安装在高效减振基座、弹性支座和弹性减振器上;为降低舱室内部噪声,在美国潜艇上首次使用了“有源消声技术”,也就是在噪声处发出与噪声振幅相同但相位相反的音响,来抵消该处原有噪声,实践证明效果明显。在综合运用了以上措施后,“海狼”级的噪声达到了90100分贝,这一量级已经低于海洋背景噪声,这使它成为一级真正的“安静型”潜艇。 

武器装备: 

“海狼”级首部安装有8660mm发射管;由于这8具发射管已具有快速发射能力和首部尺寸有限,艇上没有安装垂直发射装置,所有导弹、鱼雷都从这8具发射管中发射。该级艇共可携载50枚各型导弹和鱼雷。 

“战斧”巡航导弹:该弹既可对陆又可反舰,具有战略战术两种作战能力。全重1224公斤,飞行高度15100,速度0.7马赫。反舰导弹射程460公里,战斗部装药454公斤;对陆型射程2500公里,战斗部装药454公斤20万吨当量核弹头,其制导方式为惯性或地形匹配加GPS,圆概率误差为10 

“捕鲸叉”反舰导弹:是美国核潜艇的标准反舰导弹,重667公斤,速度0.85马赫,巡航高度15,末段攻击高度25,射程110130公里,惯性制导加主动雷达末制导。 

MK485ADCAP)重型鱼雷:该雷既能反潜又能反舰,重量1582公斤,航速60节,航程46公里,潜深1200,战斗部装药100150公斤,线导加主/被动声自导,自导系统具有智能处理能力 

电子装备: 

电子设备:作战指挥为AN/BSY2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,通过总线与分布式计算机系统相连,核心为UYK44计算机;水面搜索/导航雷达为BPS15A;电子支援/对抗有BLD1WLQ4V1WLR8V);另有WLY1拖曳式诱饵系统。 

声呐:主要为AN/BQQ5D/被动综合声呐,TB16被动拖曳声呐、TB23细线基阵拖曳声呐、被动保角阵声呐、探雷声呐等。 

SSN-21“海狼”也是一级多用途核动力攻击潜艇。它不仅是敌方核动力弹道导弹的克星,而且能有效地突破其反潜障碍,是海军实施前沿威慑的理想兵力。 

美海军原计划建造30艘该级艇,首艇约需16亿美元,后续艇每艘11-12亿美元,这样,总耗资达360亿美元。但是,从近期美国海上系统司令部与西屋电子公司船舶部门签定的合同可以看出:美海军将对SSN-21“海狼”潜艇使用第三代高功率系数潜艇推进装置。该装置可以在体积小、重量轻的情况下输出较大的功率。不过,该级艇由于造价昂贵,以及美海军打算研制更新级别潜艇—“百人队长”级潜艇,而使“海狼”艇的最终建造数量减至10艘以下,甚至更少。