06.25 日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

當前,在政治右傾化的驅使下以及配合美國太亞再平衡戰略的需要,日本正在大力發展武備。在軍工造船領域,日本研製的擁有先進技術裝備的高性能常規潛艇受到世界的矚目。然而,日本並不滿足於此,其政府內部時常有官員發表“獨立研製核潛艇”的言論。儘管日本目前受到和平憲法的約束以及美國的限制,不能發展核潛艇,但依靠本國雄厚的核工業基礎,日本並未放鬆過尖端核技術的研究,尤其是未來潛在軍事應用的研究。

日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

研製核潛艇只欠“東風”

日本掌握潛艇技術較早,在二戰中曾建造過60艘潛艇。戰後,在建造各種水面艦艇的同時大力推進潛艇部隊的發展。日本潛艇的發展採取緊跟美國,發展本國潛艇的思路,依託雄厚的軍民兩用的造船工業基礎,逐漸擁有了較高的潛艇設計與建造能力,並走上自行設計和製造之路。

當前,日本正在發展擁有高技術裝備的常規潛艇,並漸進式地使潛艇部隊向全部裝備AIP方向發展,為將來向遠洋海軍發展做準備。而發展遠洋海軍也為日本未來突破“和平憲法”的限制,研製核潛艇拋出了一塊敲門磚。

受戰後“和平憲法”的限制以及“無核三原則”的約束,日本不能研製核武器及核能的軍事應用。然而,近年來日本右傾勢力和軍國主義思潮逐漸壯大,政府內部不斷傳出發展核武器和製造核潛艇的呼聲。特別是日本在2012年6月通過的《原子能規制委員會設置法》及《原子能基本法》修訂案中最新提出了“原子能的安全應用旨在保護公眾的生命、健康和國家安全”這樣的語句,引發了外界的關注,擔心日本正在為核能應用於軍事目的開闢道路。

日本在謀求從經濟大國到政治大國的過渡中,建成了遠遠超出自衛需要的軍事力量。在美國的支持和默許下,軍力復活的步伐越邁越大,海軍中以“蒼龍”級潛艇為代表的各種先進潛艇不斷加入現役。未來一旦國際環境發生變化以及日本突破了憲法的制約,發展核潛艇議案或許將在日本政府中展開討論。

一個國家建造核動力潛艇必須具備幾個基本條件:一是制定本國的核戰略;二是具有充足的經濟實力;三是要掌握可靠的核技術;四是儲備足夠的核材料;五是具備製造潛艇的能力。就日本而言,除了制定核戰略外,其他條件均已具備,可謂“萬事俱備,只欠東風”。

日本企圖“以常代核”

20世紀50年代中期,日本在美國的扶植下開始恢復潛艇研製能力,並研製了多個級別的常規動力潛艇。從60年代起,日本平均每6年左右推出一級新艇,潛艇服役16年後退役,隨後增補新艇。新級潛艇與前一級相比,既有技術上的先進性,又有繼承性。這有益於控制研製週期和建造成本,保證了日本潛艇的質量和水平。這樣的更新速度在世界海軍中罕見。

目前,日本在役的潛艇包括三個級別,分別為“春潮”級、“新潮”級和“蒼龍”級,總共18艘。日本潛艇的數量雖然不算多,但技術性能不容小覷,從質量上,看裝備新,戰備程度高,與歐洲海軍強國不相上下。18艘艇只是一線部隊的數量,而退役潛艇一直保持著良好的狀態,一部分裝入洞庫封存,一旦需要可以迅速恢復作戰。日本將18艘潛艇部隊編為兩個潛水隊群,分別以吳港和橫須賀為母港,主要以黃海及東海為預想作戰水域。

近年來,日本海上自衛隊為提高戰鬥力,彌補沒有核潛艇的缺陷,把增強潛艇隱蔽性、提高潛艇探測能力、增加潛艇的下潛深度、降低潛艇推進裝置噪音以及減少潛艇水面暴露率作為其發展潛艇的重點,因此AIP系統成了實現上述目標的主要手段。在役的“蒼龍”級均裝備了AIP系統,意圖在一定時期內“以常代核”。該級潛艇配屬第一潛水隊群,執行保衛西南、東南兩條1000海里海上交通運輸命脈的任務。

造艦能力奠定基礎

50年代初期,日本僅能建造一些輕型艦艇和軍輔艦,但到50年代末就可以自行設計建造2500噸級的驅逐艦。時至今日,日本已能設計建造除航空母艦和核潛艇以外的所有種類的作戰艦艇,而且其性能之先進為世界所公認,其中典型代表是“蒼龍”級常規潛艇和“金剛”級驅逐艦。日本海上自衛隊擁有的精良裝備,離不開本國雄厚的造船工業基礎。

日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

日本建有兩家潛艇製造廠,即三菱重工公司和川崎造船集團。日本所有的潛艇均由這兩家企業建造,生產能力和產品質量處於世界一流水平。每家企業都有獨立的生產線,各自負責潛艇的設計和建造,有助於提高潛艇的建造速度。通過這種方式,日本保持了較強的潛艇生產能力,一旦需要可以在短時期內建造大量潛艇。據瑞典國際和平研究所預測,如果三菱重工及川崎造船廠的生產線滿負荷運行,日本3000噸級常規潛艇的年建造量將達到5艘以上。

日本對潛艇用鋼的開發和應用給予了充分重視。為獲得品質更好的潛艇艇殼鋼材,日本經過不斷探索和努力,最終生產出多種型號合金鋼,其中最新型為NS-110超高強度合金鋼。同時,日本防衛廳在此種鋼材的焊接工藝和鋼板彎曲加工工藝上也取得了成果。採用這種鋼板作為部分製作材料的“春潮”級潛艇的下潛深度可達350米左右,極限深度達到500米。

強大的造艦能力是支持日本海上自衛隊從小到大、從近海走向遠洋發展的後盾以及最終發展核潛艇的基礎。建造核潛艇必須掌握先進的核技術,幾十年來日本立足本國,引進國外成套先進技術,積極進行消化吸收並加以創新,目前日本的核能工業技術水平處於世界前沿。

研製潛艇核反應堆不是難事

迄今,日本已建成完整的核燃料循環體系。福島核事故以前,日本擁有54座核電機組,核電裝機容量位居世界第三。核電設備製造全部國產化。在鈾礦勘探、鈾轉化、鈾濃縮、燃料元件製造、反應堆設備製造、核安全技術、輻射加工與同位素應用等諸多領域處於世界先進水平。

雖然日本缺乏鈾資源,但其開發了廣泛的海外鈾資源市場,建立了相對穩定的鈾資源供應渠道,使本國核燃料擁有充足的來源保證。

目前,日本建有一座商業規模的鈾濃縮工廠,年生產能力1050噸分離功單位(SWU)。未來採用新型離心機技術後,生產能力還將進一步提升。此外,日本在英、法兩國尚儲存有6400噸濃縮鈾。

在燃料製造上,三菱重工的核燃料公司運行著一座年產440噸濃縮鈾的燃料製造廠,為日本核電站提供鈾燃料和MOX燃料元件。計劃新建一個年生產能力600噸鈾的項目。在核燃料工業公司(NFI)也建有兩個燃料加工廠。

完備的核燃料生產基礎,為日本核能應用提供了支持。

核技術在民用與軍用之間沒有明確的界限,核能工業技術與核潛艇動力技術在很多方面是通用的。雖然擁有核電的國家未必有能力製造潛艇的核動力系統,但對於核工業高度發達、科研能力和技術水平很高的日本來說,建造艦用反應堆並不是難事。

日本的長期技術積澱

1955年1月,美國研製的世界首艘核動力潛艇“鸚鵡螺”號試航成功,開創了利用核能作為船舶動力的新時代。此舉進一步激發了有關國家開展船用核動力技術研究的興趣。在此期間,日本充分利用本國掌握的核技術和具備的能力,積極投入到核推進動力研究當中並最終成功研製了一艘核動力商船,成為當時世界上少數幾個擁有水面核動力商船的國家之一。以此為基礎,日本進一步深入開展了先進的船用核動力技術研究。

當前,日本已掌握船用核動力技術,然而出於日本國內政治、法律、環保與公眾輿論以及開發/運行成本等原因的制約,日本現在尚未實際應用核推進動力。基於“先民後軍,以民為主”的發展方針,日本在大力發展民用核技術的同時,也為軍事工業的發展儲備了技術和能力。

日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

初期船用核動力研究

1963年8月,政府批准日本核船舶研究與開發局開展“陸奧”號核動力商船研製。政府當局規定,建成後的“陸奧”號核動力商船將作為原型商業船舶,用於運輸特種貨物和船員培訓。

在項目實施過程中,三菱原子能工業公司負責製造船用反應堆,石川島播磨重工業公司負責建造船體。1968年,船體在“第二東京工廠”開始鋪設龍骨,1970年完工,當年6月,“陸奧”號船體下水;1972年8月完成反應堆安裝,當年9月裝載低濃鈾燃料,燃料丰度為3.24%~4.44%,燃料組件長1.4米,棒束11×11根。1974年8月,反應堆運行達到臨界。由於缺乏經驗,反應堆設計存在缺陷,導致當年9月1日在海試過程中,反應堆功率提升時,反應堆屏蔽層產生微量中子和伽馬射線洩漏。為此,日本對設計開展了認真評估,對反應堆屏蔽裝置進行了多項改進。1991年 “陸奧”號完成修復,再次啟錨,進行了8.2萬公里的研究性航行。此次航行的成功,標誌著日本船舶核動力技術應用取得初步進展,成為當時世界上少數幾個掌握船舶核動力推進技術的國家之一,併為後續開展更為先進的核動力技術研究打下了堅實的基礎。

儘管“陸奧”號航行里程較長,但從未進行過真正的商業運輸。1992年,“陸奧”號退役。1995年拆除了反應堆。2001年反應堆乏燃料組件運抵反應堆燃料檢驗設施(RFEF)貯存。“陸奧”號船體經重新改裝,作為海洋探測船使用。在20多年中,整個工程項目耗資1200億日元(約12億美元)。

1975年3月,日本對核動力船舶未來發展進行了討論,當年6月原子能委員會表示,將支持繼續實施核動力船舶研發計劃。1983年,日本原子能研究所開展了改進型船用反應堆的設計研究,提出新型船用反應堆概念設計。

進一步開展先進核動力推進技術研究

為進一步掌握核推進動力領域先進技術的研發能力,90年代初,日本原子能研究所深入開展了新一代改進型船用反應堆的研究。據1992年2月出版的《日本原子》雜誌透露,日本原子能研究所正在研究兩種改進型船用反應堆項目,即船用反應堆(MRX)和深海船用反應堆(DRX)。研究工作以“陸奧”號項目為基礎,基於本國的技術能力,選擇了一體化壓水堆設計發展路線,提出了這兩種概念設計。

這兩種設計均為小型核反應堆。小型核反應堆的堆芯熱功率一般不大於100MW,與大、中型核電站反應堆相比,小型核動力反應堆更多地依靠了固有安全技術,採用模塊化設計,建造週期短,在軍用和民用船舶上應用具有更多競爭力和優勢。

從當前世界船用反應堆發展歷史來看,反應堆佈置基本採用兩種方式,即分散佈置和一體化佈置。兩者相比,後者佔用空間及重量比前者要少,更易操作,技術水平更高,是一種先進的設計。當前,美、俄、法、英等國的新型核動力航母或潛艇均採用了反應堆一體化佈置。而日本當時發展小型核反應堆技術思路清晰,注重未來的發展用途,除了使船用反應堆具備小型化、輕量化的特點外,它還代表了新一代艦船用反應堆的發展方向,具有長遠發展的戰略意圖。

日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

MRX的一般技術特點。作為新一代船用反應堆,MRX總重約1600噸(“陸奧”號為8242噸);總容積1210米3(“陸奧”號為2300米3);功率100MWt(“陸奧”號為36MWt)。MRX的主要技術特點包括:

(1)使用了壓力容器內置式控制棒驅動機構,可較好地預防控制棒彈出事故,避免CRDM 管座的複雜焊接及焊縫洩漏,確保更高的安全性。減少了部分構件裝置,使反應堆容器周圍及安全殼都能實現小型化。

(2)反應堆容器設置在充滿水的安全殼內,即使在發生失水事故時,也會阻止一回路冷卻劑的流失,使堆芯非能動地保持淹沒狀態,防止堆芯受到損害。另外,安全殼內的水還起到放射性屏蔽的作用。安全殼外的生物屏蔽也可取消。反應堆動力裝置在輕重量、小型化方面有了飛躍式的提高。

(3)在發生蒸汽管道破損和傳熱管破損及失水事故時,採用了依靠自然循環將衰變熱排放到安全殼水中的系統和熱管式安全殼水冷卻系統,可非能動去除衰變熱,使安全性得到提高。

此外,在MRX設計中還考慮了船用堆的特殊條件,如反應堆能在常溫下不用化學停堆系統就可實現停堆,以保證船隻沉沒後反應堆能安全關閉;當一組控制棒發生故障時,反應堆也能發出大於30%的額定功率,以保證船舶仍能保持一定的航速;反應堆可對船舶操控系統的載荷變化做出快速響應,以滿足機動性要求;反應堆還能承受船體運動時產生的附加力。

1996年,MRX完成工程設計驗證,曾計劃設計建造一座裝在船上進行試驗。

DRX研究及技術特點。在開展MRX研究的同時,90年代初,日本原子能研究所在深海船用反應堆的概念設計上也取得進展。其設計特點是,熱輸出功率較低,約750kW(電功率約150kWe),與MRX型反應堆類似,但設計更簡化。其設計結構主要是將堆芯與動力發生器設備(蒸汽輪機和直連勵磁機)裝在一個充滿水的壓力殼中。

1997年,日本對深海和海洋研究發展趨勢、深海和水下航行觀測船項目以及DRX相關項目進行了評估,隨後批准了改進型船用反應堆設計,並計劃在未來的破冰觀測船和深海科研船上安裝船用反應堆和深海反應堆。

日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

其他小型一體化反應堆的研究。根據前期一體化反應堆取得的成果,日本還相繼研發了熱功率1250kW的小型水下探測用潛水反應堆(SCR)以及多種不同功率的微型供熱堆(VSR)。

SCR設計工作於1997年啟動,2000年完成了概念設計和非能動系統設計分析。據初步估計,裝備了兩座熱功率1250kW SRC的探測器最大潛水深度達到600米、最大航速l2節、排水量500噸、長度40米、直徑5.5米、船員9人、乘員7人。SCR反應堆設計思路與MRX基本相同。

總體來講,日本針對MRX和DRX等一體化小型核反應堆開展的研究,是以過去積累的豐富技術經驗和研究創新為基礎的。在某種意義上,MRX和DRX設計起點高,技術水平先進,為將來大規模艦船上的技術應用及快速裝備完成了前期技術準備,一旦政治條件成熟,可根據需要,隨時在較短時間內直接投入軍用工程應用。

日本研製核潛艇拿中國“說事”?

以中國威脅為藉口,日本有關方面不斷髮出研發核潛艇的言論。日本智庫海洋政策研究財團研究員小谷哲夫在2009年5月6日發表的有關中國發展航空母艦的文章中稱,“由於海上自衛隊需要執行遠洋作戰任務,因此日本有必要開展核動力攻擊型潛艇的可行性研究。”

日本原防衛大學校長、日本知名軍事戰略評論家森本敏在2010年3月出版的日本《世界艦船》雜誌中提出,“為應對中國海軍的威脅,日本最佳選擇就是核動力潛艇。”“在水面艦艇數量上,中國佔有明顯優勢,日本海上自衛隊一旦與中國海軍發生衝突,很難抵禦來自中國水面艦艇和空中導彈的飽和攻擊。因此日本水面艦艇的質量優勢被中國的艦艇數量優勢所壓倒。為此日本需要針對中國的薄弱環節,發揮自身在製造業的優勢,開發高靜音核動力潛艇,再加上日本與美國以及臺灣的空中反潛聯合作戰信息交流優勢,才可以將中國潛艇擋在第一島鏈內。”

《產經新聞》在2011年2月17日的報道中稱,“多名原日本防衛廳高官透露稱,日本政府2004年在制定《防衛計劃大綱》時,曾在當時的防衛廳秘密召開‘日本防衛力存在方式檢討會議’,討論日本獨立製造核潛艇的可能性,意在抗衡‘擁有強大潛艇作戰能力’的中國海軍。報道稱,與常規動力潛艇相比,核潛艇具有航行速度快、下潛時間長、隱蔽性高、作戰能力強等優點。日本正是著眼於核潛艇的種種優點,同時基於對抗中國海軍的需要,才對裝備核潛艇進行了討論。除自行研發以外,日本還曾考慮從美國購買核潛艇。”

日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

上述這些言論和信息足以表明,雖然日本現在並未做出裝備核潛艇的決定,但其並不滿足當前的軍事裝備水平,希望進一步大幅擴充軍事實力。日本政府的這些言行,表明軍國主義勢力的膨脹及其在核政策態度上的考慮和想法。

自安倍晉三上臺以來,進一步推動了日本政治的右傾化——力圖修改和平憲法,放棄專守防衛政策,圖謀解禁集體自衛權,重新武裝日本並向世界軍事大國方向邁進。而掌握軍事利器是其實現設想目標的重要工具。當前,日本通過構築本國高水平的造艦能力和掌握的先進軍工技術,建設並保持著一支規模較低但技術含量較高、整體性能先進的常規潛艇部隊。為向遠洋海軍發展並進一步加強潛艇在整個艦隊中的聯合作戰能力,常規動力潛艇不是能滿足要求的,因而將來必然產生需要航速更高、機動能力更強的核動力潛艇的需求。

“陸奧”號船用反應堆的研製成功,帶動了一體化船用反應堆先進技術的研究和發展。在發展新型核反應堆的同時,注重應用的廣泛性。所有相關研究活動具備一定的戰略前瞻性。雖然研究工作是以民用目的開展的,但在今後發展核潛艇的方向上提供了重要的技術能力。未來在需求明確時可將技術儲備迅速轉化為軍事應用。

日本研製核潛艇已經萬事俱備?這些事實不能忽視

因此,可以說,日本已具備了未來研製核潛艇的實力和能力。

全文完,歡迎提出寶貴的意見,請關注微信公眾號:xdjc-rimnds


分享到:


相關文章: