大國利器,淺談國產核潛艇發展


大國利器,淺談國產核潛艇發展

我國的潛艇、尤其是核潛艇,始終籠罩在神秘面紗之下。但毋庸諱言,我國在核潛艇技術方面,在聯合國安理會5個常任理事國當中,排名靠後。

而進一步說到我國的整個潛艇技術,乃至水下攻防對抗技術,目前都是需要急起直追的階段。

我們的潛艇差距在哪裡?

之前已經說過很多次,首先是我們的潛艇殼體制造技術,比美俄還有較大差距,大直徑耐壓殼還沒有得到實用、像俄羅斯最新型核潛艇上的單、雙殼體結合技術我們目前也還只能羨慕……

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然後是動力系統,經過多年努力,目前我國的常規潛艇動力系統技術有了較大的突破,目前已經用上了全世界最靠譜的AIP動力,“小核艇”技術也有突破的希望,但是具體到093、093A、093B,其核反應堆技術水平仍然落後於美俄先進水平,不僅僅是噪音問題,更重要的是輸出功率方面也還不夠,限制了水下航速進一步提升和噸位的進一步擴大。

美國積累了幾十年的艦艇核反應堆技術,想趕上可不是一朝一夕的事情

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第三是全艇綜合降噪技術,仍有待進一步增強,在常規潛艇方面,我國先是在039型(“宋”級)上用了類似西方的彈簧、連桿式降噪系統,但效果並不理想。引進“基洛”級後,獲得了俄製潛艇的橡膠浮筏減震系統技術,這讓039A、039B、039B第二批次等型號的常規潛艇在安靜性方面有了巨大的進步。

但對於噪音水平天然高於常規艇的核潛艇來說,問題還要更復雜一些,093A、B的噪音水平目前被認為接近於美國“洛杉磯”級的水平(傳聞110分貝,相當於“洛杉磯”後期型和俄“阿庫拉”級水平),尚不敢說達到最先進水平。而094型,經過努力後,噪音水平也要達到120分貝,隱蔽性並不理想。

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換言之,目前093A\\B型在航速比“洛杉磯”和“阿庫拉”級低若干節、噸位小一個檔次的同時,與其噪音水平相似。而美國已經有了“海狼”級、“弗吉尼亞”級、俄羅斯也有了“亞森”(885型)和“哈士奇”(尚不清楚代號)級核潛艇,噪音水平更低,設計水平更高。可以說我們在核潛艇方面確實是需要大大發展,大大追趕的。

不過話說回來,這也意味著我國的核潛艇水平已經有了長足的進步,091、093型多次完成赴印度洋護航任務,也曾引著第七艦隊到處溜,這已經比當初“三島潛艇”(小平島、栲栳島、葫蘆島,基本就是在船廠附近水域轉)、“水下火車”有了巨大的進步了。當然,這個進步,對於和強敵對抗而言,還是遠遠不夠的。

此外,在水聲電子對抗技術領域,由於我國起步晚,積累少,我國這方面的差距也是比較明顯的。

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聲吶兵的操控界面看,我軍至少在訓練中,沒有用聲紋數據庫對比來輔助識別目標——在屏幕上只有一個“瀑布”界面,而不是兩個,用於對比(其中一個是數據庫)。因此識別目標性質,主要靠聲吶兵的頭腦。

美軍聲吶瀑布顯示器畫面,可以看到上下有兩組“瀑布”,其中一個是聲紋庫的資料,一個是實際監聽到的信號分析,兩者對比可以確認目標性質,頂上則是標尺,用來讀出目標漿葉轉速等數據

聲吶瀑布圖的簡單看法,橫軸是頻率,縱軸是時間,較為稀疏的條紋可以顯示螺旋槳轉速,而較為稠密的紋理顯示的是轉速,當然,可以辨識的特徵不止這些,這就需要受過訓練的眼睛來看,耳朵來聽了

建立聲紋數據庫,尤其是假想敵的聲紋數據庫,是一個需要漫長時間積累的事情,因為每一艘敵方艦船,在不同環境,不同工作條件下的水聲特徵也有變化,還要考慮經過水聲傳導後的變化情況。建立起能夠用於輔助識別比對的數據庫,可能不是幾年內就能完成的,最近美國國內“聲紋庫洩密”案鬧得沸沸揚揚,如果中國真的獲得了這方面的數據,那對於我軍潛艇部隊來說,可以說在水聲對抗方面直接少奮鬥十年是起碼的。

不過這方面國內已有一些新的,創新性的研究。我們前面提到的聲紋識別,其實在外軍和我軍一樣都是靠聲吶兵來完成的,因為如果要使用電腦自動識別,就需要具有一定的“泛化”功能,在實際信號和聲紋庫信號有一些微妙差別的時候,能夠判斷究竟是否屬於同一目標。目前即使是美國,也要靠聲吶兵來完成這一任務。

目前在水聲對抗方面,中國主要的短板是敵方水聲信號積累方面,硬件方面差距反而是比較小的。

聲紋庫的威力在哪裡呢?根據國內的論文資料,在掌握敵方目標完整資料進行對比的情況下,可以在20公里外發現噪音100分貝的目標,但如果不完整,識別距離降低到9公里乃至6公里。

換句話來說,就是完整的聲紋庫可以大大增強對弱信號的識別距離——在現代核潛艇噪音都開始朝著海洋背景噪聲(90分貝)努力的當前,這一技術的價值不言而喻。

受限於耐壓殼直徑的限制,094級核潛艇的“龜背”比092級更加高聳

目前,我國巨浪2導彈射程還只能達到8000公里左右,如果要攻擊美國本土關鍵目標,最安全的是北上,突破日本海,到靠近北極的海域發射導彈。不用說,對於水下噪音較大的094型核潛艇來說這是一個十分危險的任務。

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因此目前我軍雖然裝備了多艘094型戰略核潛艇,並且據稱已經實現了帶彈巡航,但實際上,目前為止,094型還是不能實現設計時在南海堡壘海域直接威懾美國的預想的。因此至少在短期內,我國的核威懾主力依然是陸基彈道導彈。

這就要等射程提高到12000公里以上的巨浪3導彈了,這種導彈要在重量、尺寸不大幅度超過巨浪2的前提下研製,難度較大。但我們看另一邊,陸基的東風-41已經連續進行第10次成功試射,東風-41導彈的技術水平至少不亞於美國人的三叉戟D5,說明我國彈道導彈上可以實用的先進技術已經上了一個新臺階。從這個角度去想,或許巨浪3的進度也不會太慢。

當然,未來我們還可以期待射程更遠的新型潛射導彈以及更大的新型核潛艇。

目前美國有14艘“俄亥俄”級戰略核潛艇(還有4艘改為巡航導彈潛艇),未來可能保留8-12艘新一代“哥倫比亞”級;而俄羅斯擁有6艘“德爾塔IV”(667BDRM型)和3艘北風之神(955型),未來可能逐步替換為12艘“北風之神”級。當然,這是美俄根據STARTS條約規定框架內保留的海基戰略核威懾力量,但也可作為未來我國核潛艇部隊應該保持多大規模的一個參考。

先進的核潛艇與戰略核導彈是俄羅斯的戰略底牌,再困難也要搞好,因為在冷戰後的艱難形勢下,普京經常要摸一摸這張牌

畢竟,傳統上,我國“最低限度核威懾”戰略的基礎是,俄羅斯先和美國進行核交換。但如今看,這個前提,實在是不可靠。所以我國新時代的核力量,應該具備不指望俄國的,對美國可靠的威懾能力,那麼,海基核力量作“最後保底”的核武器,是必須大大發展的。

正如前提到,我國在潛艇的動力、耐壓殼製造技術、部分艇上設備製造、以及全艇的安靜性、航速、水聲對抗等方面存在短板,那麼我們有沒有樂觀的方面呢?

當然也是有的,這就得說咱們的潛艇的強點——火力了。

事實上,各國魚雷技術的差距,遠比他們在導彈,乃至戰鬥機上的差距還要大得多。

別的不說,就光說潛艇用的重型魚雷的動力,美國Mk.48魚雷可以算是一個非常明顯的標杆,這種魚雷是美國1967年開始研製,1972年完成。在該型魚雷之前,美國海軍使用的魚雷分反潛和反艦兩種,反潛的是電動的Mk.37,反艦用的是Mk.14蒸汽魚雷,射程、航速、制導等方面不理想。Mk.48採用了革命性的熱動力技術——這種技術非常特殊,除了魚雷以外,在別的領域幾乎沒有實用的案例。基本上現代熱動力魚雷可以理解為一種水下工作的火箭發動機,區別只在於燃料燃燒產生的高溫燃氣用來驅動渦輪機,再帶動螺旋槳,而不是直接噴射出去驅動魚雷前進。

“洛杉磯”級核潛艇上的MK.48魚雷

採用了熱動力技術的Mk.48在航程、航速方面有了革命性的提升。在55節航速下,最大航程38公里;40節時,航程50公里——當然由於魚雷的航線不是直線,尤其是反潛的時候,經常要打著轉,邊轉圈邊搜索敵人目標,所以實際射程,按照美國海軍的表述,是“大於8公里”,應該是指在對付先進核潛艇的時候的射程(留下較大的餘地,到這個距離差不多是這種魚雷的“不可逃逸區”了,敵方潛艇不可能憑機動性躲避攻擊)。

同時,Mk.48又採用了線導技術,大家都知道,潛艇戰是“捉迷藏”作戰,往往聲吶探測目標的位置有一定偏差,採用線導技術就相當於把魚雷變成了一個遙控的水下航行器,可以隨時改變航線,修正攻擊航線,甚至可以在敵方目標位置與最初探測位置有較大偏差的前提下,仍能讓魚雷命中目標。

相比之下,蘇聯同期的反潛魚雷和歐洲一樣,用的是電動技術,航速慢,射程短,對核潛艇攻擊效率低。而且蘇聯也很長時間內都沒搞出線導魚雷,對潛艇攻擊很多時候是碰運氣。

這讓美軍在整個冷戰期間都對蘇聯擁有著魚雷武器技術上的優勢。

蘇聯一直到上世紀90年代冷戰結束後,才研製出趕上Mk.48的新型魚雷。

中國上世紀70年代,為091型核潛艇研製了魚3型電動自導魚雷,這種魚雷既沒有線導,也沒有熱動力,技術較為落後。而且其研製也相當不順,實際上到80-90年代才真正具備作戰能力。

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魚-3電動魚雷長期以來是我國潛艇主要的反潛魚雷

我國在上世紀80-90年代,以MK.46輕型魚雷為參考,搞定了熱動力技術,但研製的魚-5是一種反艦魚雷,並不能用於反潛作戰。所以當時出現了混合裝備魚-5和魚-3兩種魚雷,用魚5執行反艦任務,魚3執行反潛任務的組合方式。

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後來,我國隨俄羅斯“基洛”級潛艇,引進了電動線導魚雷TEST-71,加快了突破這方面技術。

結合了熱動力和線導技術的魚-6魚雷,在90年代末,21世紀初終於完成研製,稍後成為我軍最為重視的新型潛艇魚雷武器。

在魚-6搞定之前,國內的軍迷們還在幻想傳說中的“超靜音電動重型魚雷”之類“劍走偏鋒”的技術……但說實在的,大家低估了我國魚雷發展的速度。

如今,魚-6已經確定將隨出口型潛艇,提供給巴基斯坦、泰國等友好國家,也意味著中國新一代的魚雷,已經出現了。

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這次,魚-10魚雷是我國在重型魚雷領域的最新進展,它的熱動力燃料有了新的進步,從原來的單組元燃料,進化為三組元,能量大幅度增強。同時其探測系統也用了國內最先進的技術,總體水平,已經超過了美國2008年試射、如今成為主力的Mk.48 Mod7,可以達到英國“矛魚”魚雷的技術水平。

這成為了目前我國093B和美國“洛杉磯”級對抗時候的一個優勢。

此外,稍早前,中央電視臺播出了一條關於我國新型驅逐艦首艦和新型核潛艇首艦使用導彈攻擊海島目標的消息。

這是鷹擊-18陸攻導彈首次在文宣當中公開。

有人要問我們不是已經有了空軍的AKD-20,陸基的“長劍/東風-10”巡航導彈,為什麼還要一個鷹擊-18陸攻型呢?

其實原因也很簡單,因為AKD-20、東風-10的外廓尺寸太大,不適合潛艇的要求。

鷹擊-18陸攻型導彈具有從533毫米潛艇魚雷管發射的能力——這是為了適應沒有垂髮系統的潛艇使用這種導彈。

我們可以看到在093B型上,是採用了魚雷管和垂髮系統共同裝備鷹擊-18導彈的方式——通過魚雷管發射反艦型鷹擊-18導彈,垂髮來發射陸攻型導彈。

不過,我們注意看一下093B垂髮系統的設計,就會發現它並不是單純用來發射鷹擊-18導彈的,因為它的發射筒尺寸應該大於533毫米魚雷管水平——這就讓人聯想到了即將首先在055上進行裝備,未來在052D上也可以使用的一種新型高超聲速反艦導彈,這或許是這種垂髮系統最大的價值所在。

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從我國潛艇的發展來看,可以發現,這是我國先進軍事技術發展特點的一個非常明顯的集中體現——凡是20世紀末以來出現,冷戰結束前美俄自己也沒有太多技術積累的最新一代的技術領域,尤其是導彈、魚雷等彈藥技術領域,中國與世界先進水平的差距越小。

反過來,凡是那些要依靠數十年技術積累,才能有所成就的領域——甭管是航空發動機、核潛艇耐壓殼體、水聲數據庫、潛艇和航母的核反應堆,都會有很多麻煩的地方。

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但是我們也應該看到,近年來,很多類似這樣,講究“技術底蘊”,“積累”的領域,我們也有突破,甚至可以說是異軍突起式的突破——比如柴油機,尤其是坦克發動機、航空母艦電磁彈射器、無軸泵噴、以及高超聲速……

技術,說到底,長期堅持的高投入、高積累,持續不懈的堅持發展,只是基礎性的前提條件,是必要不充分條件。只有有了這個基礎,才會有一些領域,在某幾位傑出技術領軍人物的帶領下,出現“奇蹟”,迎來跨越式的發展。

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而我國在核潛艇方面,長期以來的投入並不是那麼充足的,回顧第一代、第二代核潛艇的發展歷程,投入相對少,是個不可忽視的大背景——畢竟不同的時期,海軍投入的重點領域肯定也是不同的,過去十年,我們重點建設了一支強大的水面艦艇部隊,那麼下一個十年,讓中國海軍的潛艇部隊也迎來吃餃子的好時光呢?我們拭目以待。


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