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2020年国外潜艇装备发展综述

2020年国外潜艇装备发展综述

作者:刘晓伟 马宇 李筠 等  来源:海鹰资讯

引 言

潜艇作为重要的水下战装备,能够承担常规作战、战略核威慑及核反击的双重任务,在世界各国海军建设中具有非常重要的战略意义。2020年,虽然疫情严峻,但各国充分认识潜艇装备的重要性,综合采取各种手段,扎实推进自身潜艇装备发展建设,采用成熟技术延续发展和新技术应用相结合的模式,稳步推进潜艇装备的升级换代,不断提升水下威慑与打击能力。

1. 美国全方位推进核潜艇发展

美国潜艇部队是一支全部由先进且昂贵的核潜艇组成的全核部队,具有机动性强、续航力长、航速高和火力强大等特点,水下战实力全球第一。目前,美军作战思想转向“有效应对大国竞争”,将潜艇部队建设提高到了一个更高层次。2020年10月,美国国防部长埃斯珀公布了名为“战斗部队45”的25年海军建设计划,表示要建设一支规模更大、能力更强的潜艇部队,攻击型核潜艇数量需增加到70~80艘。12月10日,美海军发布《2022财年海军舰艇长期建造计划》(简称《30年造舰计划》),明确要求攻击型核潜艇规模需达到72艘。

1.1 大力推进弹道导弹核潜艇装备建设

美国正在抓紧生产新一代哥伦比亚级弹道导弹核潜艇,设想图见图1所示。6月23日,通用动力电船公司宣布获得了首批2艘美国海军新一代弹道导弹核潜艇哥伦比亚级的设计定型、工程施工和后续支持的先期采购合同,合同总价值94.7亿美元,以支付该级潜艇第1艘哥伦比亚号的建造费用和第2艘威斯康星号的预付款。这种一次采购2艘潜艇的做法称之为批次采购,能够降低单位成本、提高生产效率,也能更长期地保障美国潜艇造舰业稳健发展。

同时,这也标志着美海军水下战略核威慑及核打击能力升级换代的开始。哥伦比亚级将替代逐渐老化的俄亥俄级弹道导弹核潜艇,也是美国海军有史以来建造的最大潜艇。该级艇长171 m,宽13 m,水下排水量超过2万吨,计划建造12艘,首艇哥伦比亚号将于2031年实现首次战略巡航。该艇搭载全新的核反应堆,在42年服役期内无需进行核燃料更换,大大增加了出航战备能力;采用创新设计的四联装共同弹道导弹发射模块(CMC),不再将发射管焊接在艇体上,搭载能力灵活,通常携带16枚潜射洲际弹道导弹,拥有发射高超声速导弹、远程巡航导弹的能力。未来英国海军的新型无畏级弹道导弹核潜艇也将采用CMC。采用整合式核能-电力推进系统,静音效果更好,采用航行更为灵活的“X”形尾舵,这是美国第一次在实战潜艇上采用“X”形尾舵设计。

1.2 逐步加强攻击型核潜艇装备建设

1)加紧研发下一代攻击型核潜艇SSN(X)。

11月2日,美国海军学会新闻网站报道了美海军下一代攻击型核潜艇的最新细节。报道指出,该艇将比弗吉尼亚级攻击型核潜艇宽得多,尺寸方面更接近海狼级攻击型核潜艇。加宽的设计使得潜艇能够采用更多消音技术,更难探测和追踪,生存率大大提高,同时具备更加强大的载荷搭载能力,能够携带62枚鱼雷、反舰导弹、高超音速导弹等各式武器,以及水下潜航器和潜射无人机等,使得潜艇更容易与未来的技术/能力相结合。该艇还将借鉴哥伦比亚级弹道导弹核潜艇的相关先进技术。

另一方面,按照计划,稳步推进弗吉尼亚级攻击型核潜艇建造与服役。

4月4日,第18艘弗吉尼亚级攻击型核潜艇特拉华号(SSN791)正式服役。该艇是Block III批次的最后一艘,采用艇艏宽孔径艇艏阵列声呐(LAB)取代了球形声呐,用两具大型载荷垂直发射管取代了12具垂直发射管,一筒6弹共装备12枚战斧巡航导弹。由于声呐和发射管部件数量整体减少了40%,因此仅艇艏改进就节约了4000万美元建造资金。

4月18日,第19艘弗吉尼亚级攻击型核潜艇佛蒙特(SSN792)正式服役。该艇是Block Ⅳ第一艘,重点改善了可维护性,全寿命维护周期从4个减少到3个,作战部署次数从14次增加到15次,降低了全寿命周期成本。

8月24日,美海军举行第26艘弗吉尼亚级核潜艇爱达荷(SSN799)的龙骨铺设仪式。该艇属于Block IV批次,通用动力电船公司建造,造价达24.4亿美金。

10月16日,第21艘弗吉尼亚级核潜艇蒙大拿号(SSN794)在纽波特纽斯造船厂下水,见图3,它是Block IV批次的第3艘核潜艇。

由于弗吉尼亚级造价高昂且建造速度较慢,为了维持必需的战备巡航数量,美军还加强了对洛杉矶级攻击型核潜艇的维护与升级。5月8日,洛杉矶级核潜艇博伊斯号(SSN 764)抵达位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂,准备开始工程大修(EOH)。

1.3 潜载武器及其他

2月12日,美海军俄亥俄级弹道导弹核潜艇缅因州号,在加利福尼亚州西部海域成功试射了一枚非武装延寿版三叉戟II-D5型潜射弹道导弹。这是三叉戟II潜射弹道导弹第117次成功发射,也是2020年首次试射,检验了潜艇及其战略武器系统的战备能力。

11月18日,美国海军战略系统项目负责人—海军中将约翰尼·沃尔夫在海军潜艇联盟年度研讨会上表示,到2025年,美国海军巡航导弹核潜艇将具备高超声速导弹的“有限操作能力”,到2028年,将在弗吉尼亚级上达到“初始操作能力”。沃尔夫还表示,美国海军正在优先考虑用高超声速导弹作为核潜艇的常规快速打击(CPS)选项。其目的是潜艇部队具备能够在1h内打击全球任一目标的作战能力。

同样在这次海军潜艇联盟研讨会上,美国海军宣布列装潜射无人空中系统SLUAS,用于超视距的侦察和目标指示任务,从9月开始在舰艇上部署并形成初始战力。目前已有5艘核潜艇配备了这一系统。

随着俄罗斯海军潜艇部队在北极地区活动日益活跃,为更好地对抗这些“水下狼群”,6月29日—7月10日,美海军联合加拿大、法国、德国、挪威以及英国举行代号"活力猫鼬-2020"的大型联合反潜演习,旨在测试海军水下作战技能和躲避侦察能力。10月12日,挪威对美军重新开放奥拉夫斯韦恩潜艇基地。该基地位于挪威北部城市特罗姆瑟附近,可以容纳和改装核潜艇,旨在为美国与俄罗斯争夺北冰洋的控制权提供便利。可见,北极将成为美、俄竞争的焦点领域。

2. 俄罗斯重点发展弹道核潜艇,并行发展多种潜艇装备,确保水下舰队的战斗效能

从叶利钦主政时期开始,俄罗斯再次确认核武器在国家安全战略中的重要地位,作为第二次核打击力量的战略型弹道导弹核潜艇得到最高重视,其建造及列装被置于最高级别。同时,俄罗斯海军重视并行发展多种潜艇装备,以确保水下舰队的战斗效能。

2.1 加速列装北风之神级弹道导弹核潜艇

6月12日,955A北风之神改进型弹道导弹核潜艇首艇弗拉基米尔大公号(K-549)在北德文斯克高调列装北方舰队。该艘最新战略核潜艇的服役大大增强了俄罗斯的核力量。

8月27日,俄罗斯联合造船集团表示,北德文斯克造船厂将在年内开工建造最后两艘955A弹道导弹核潜艇。目前俄海军已装备4艘,包括3艘955,1艘刚服役的955A弗拉基米尔大公号,在建6艘955A。这项庞大的造舰计划完成后,955A北风之神改进型弹道导弹核潜艇将成为未来俄罗斯海基核力量的绝对主力。俄罗斯海军将稳居全球水下核力量第二位,足以对任何对俄罗斯有敌意的国家造成威慑。

相比前3艘的北风之神,弗拉基米尔大公号最大的外观变化就是去掉了龟背,如图4所示,采用泵喷推进等综合降噪技术,提高了潜艇的整体静音能力;大量采用新型材料和新型电子设备,增强了潜艇的信息感知能力;搭载16枚最大射程在8000 km左右的布拉瓦潜射固体洲际弹道导弹,一般携带6枚15万吨TNT爆炸当量的分导式核弹头,并采用先进突防技术。这些措施可极大提高该级艇的水下隐蔽和突防能力,可有效突破敌方反导拦截网,增强俄罗斯的战略核威慑/核打击能力。

2.2 稳步推进战术性攻击型核潜艇装备发展

一方面,加速列装亚森级第四代攻击型核潜艇。现役1艘885型北德文斯克号,1艘改进型885M喀山号即将服役,在建7艘885M型核潜艇。

7月20日,两艘885M型核潜艇沃罗涅日号和符拉迪沃斯托克号在北德文斯克北方机械制造厂进行了龙骨铺设,计划于2027年至2028年年初列装,将配备高超音速武器。

2020年下半年开始,第2艘亚森级,也是首艘885M喀山号在白海海域接受列装前的国家性能测试,如图5所示,即将列装北方舰队。11月21日,喀山号成功试射了一枚口径巡航导弹打击海岸目标。11月30日,喀山号在白海海域成功试射了一枚锆石高超音速导弹,并击中目标。

885M攻击核潜艇相较于885亚森级,先进程度大大提高,几乎可以说是全新的一个型号。

艇长缩短约10 m,短小锋利的舰艏内配备了一个升级版紧凑型声呐天线,使得潜艇的探测能力大为提升。由于自动化程度的提高,额定舰员从885型的90人减少到64人,鱼雷发射管数量从10个减少到8个,而能够发射各种型号潜射导弹的新一代潜艇通用导弹垂直发射系统3R-14V的总数由8单元增加到10单元,可以发射3M55缟玛瑙潜射型反舰巡航导弹、口径型潜射攻陆巡航导弹和潜射版锆石高超声速导弹。特别是885M潜艇的核反应堆采用全新的设计,具备极佳的“安全性、可靠性和隐蔽性”,在不补充燃料的情况下,该反应堆寿命为25~30年,与潜艇的寿命基本相当。据称,亚森级改进型核潜艇的核动力系统处于国际领先,具有极其优良的隐蔽性能。

为维持一定的核潜艇规模,更好地维护国家利益,俄海军千方百计筹资对第三代核潜艇进行现代化改造。8月5日,俄罗斯海军宣布971型阿库拉级核潜艇公野猪号已于2020年春季通过所有测试,当日重新返回北方舰队。阿库拉级核潜艇是目前俄罗斯海军的主力攻击型核潜艇,也是除亚森级以外静音效果最好的攻击型核潜艇。该艇于1995年11月25日服役,从2012年开始进行修理和现代化改造,为其装备新型C4ISR系统、口径远程巡航导弹并提高潜艇声学隐身性能等,使其性能接近亚森级并将服役期延长了15年。

2.3 持续列装特种核潜艇,突出不对称打击能力

据俄罗斯卫星通讯社4月报道,新一代09851型特种核潜艇哈巴罗夫斯克号计划在未来两个月内下水,并持续进行两年以上测试,以确保潜艇和搭载的无人潜航器融合。据悉,哈巴罗夫斯克号特种核潜艇由885型亚森级核潜艇改进设计而来,排水量约1万吨,最大水下航速31节,下潜深度约600 m。该艇隐蔽性好、技术性能先进、多用途能力强,是威力巨大的波塞冬核鱼雷的首艘正式载舰,具备战略打击能力,能够极大增强俄军的不对称作战能力和战略威慑能力,并赋予俄军作战更大的灵活性。

2.4 继续列装常规动力攻击性潜艇

10月24日,海军太平洋舰队列装了636.3项目沃尔霍夫号潜艇。该艇是世界上噪音最小的常规攻击性潜艇,并具有较高的作战性能,安装有先进的自动化信息/控制系统、威力强大的鱼雷/导弹武器能够确保该潜艇在当前成为性价比最出色的常规动力作战潜艇。

2.5 潜载武器及其他

5 月8日,勇士-D号无人潜航器成功潜入到马里亚纳海沟底部,见图6所示,下潜深度为10028 m,成为世界上第一个到达海洋最深处的自主式水下无人潜航器,具有极大的军事和科研价值,也彰显了俄罗斯国家威望。其实,俄罗斯正在研制或装备一系列的水下无人潜航器,包括朱诺、护身符和大键琴等。未来,已列入研制计划的第五代攻击型核潜艇将装备水下无人潜航器,执行诱饵、攻击等任务,极大拓展潜艇的作战范围和能力。

5月26日,俄罗斯媒体报道称,波塞冬核动力无人潜航器将于2020年秋季在北极海域进行首次发射。波塞冬被称为末日核鱼雷,排水量约100 t,下潜深度1000 m,可无限续航并携带核弹头,能够摧毁诸如潜艇、航母战斗群甚至海军基地等各种类型目标,增强了俄罗斯“新三位一体”核力量的整体威慑力。前文提到的哈巴罗夫斯克号核潜艇是该种潜航器的首艘正式载舰,正在开展测试。

10月9日,俄罗斯军事评论网报道,俄罗斯北德文斯克造船厂正在引进一种用于制造核潜艇的新型模块化分段技术,以取代在第三代核潜艇建造期间所采用的传统模块化建造方法。新型模块化技术将船体分为若干分段,并在分段合拢前进行预舾装、涂装与部分测试。与传统模块化技术相比,这种模块化分段制造技术将减少核潜艇的造价与建造时间,类似于美军弗吉尼亚级采用的先进模块化建造技术。

12月12日,一艘俄军北风之神级核潜艇从位于鄂霍次克海的水下发射阵位连续发射了4枚布拉瓦洲际潜射弹道导弹,飞行了约6000 km,成功命中了演习目标。这次演习检验了战略潜艇及其携带的布拉瓦洲际潜射弹道导弹的战术技术性能,展示出俄罗斯高效的核威慑能力。

3. 欧洲稳步推进潜艇装备更新与发展

2020年,欧洲各国积极、稳步推进本国潜艇装备力量的更新与发展。

英国海军作为第2个装备全核潜艇的海军,4月7日,在克莱德海军基地接收第4艘机敏级攻击型核潜艇大胆号。该艇计划建造7艘,后3艘计划于2022、2024和2026年列装。机敏级核潜艇是世界上第一种采用泵喷推进的潜艇,结合多种减震降噪措施,安静性能更好。由于具备比以往潜艇更大的外形尺寸和排水量,可携带更多的武器和更先进的电子设备,配合功能强大的声呐系统,探测、攻击能力更强;采用英国自行研制的PWR2型反应堆,堆芯寿命为25-30年,大大降低了全寿命使用成本。该艇整体技战术性能已接近美国和俄罗斯海军先进攻击型核潜艇的水平。随着大胆号的列装,英国海军水下舰队的主力逐渐变成机敏级,能够更好地执行护卫前卫级战略核潜艇、独立攻击水面/水下舰艇、输送执行秘密任务的特种部队乃至对地攻击等作战任务。

法国多年前早已取消了其全部陆基核打击体系,非常重视海基核力量的建设,同时在潜艇装备建设上,积极开展探索。2020年度欧洲海军在线展(Euronaval Online)中,法国舰艇建造集团展示了SMX31E潜艇的升级版,设想图见图7,体现其超前的技术解决方案,将对提升潜艇的战斗力产生深远影响。

SMX31E方案的基础构想颇具创新性。潜艇长80 m,宽10 m,水下排水量3200 t。采用仿生壳体,使用小型流线形部件取代了传统的指挥台围壳,流体动力性能优异。壳体采用聚合防护涂层,可以显著减小潜艇自噪声。潜艇前段有水平舵,尾部保持了X型尾舵,全电驱动,配备大容量锂电池,可在水下维持长时间潜航,水下续航力可达30-45天。位于坚固壳体外两侧保护罩内的两台行驶电机保证航行,尾部保留喷水推进器,噪声很小且航行性能优异。该型艇除配备24枚鱼雷/导弹外,还在专门的设备舱中搭载了6艘中型或2艘重型潜航器,以增加态势感知能力或执行多样化任务。

11月6日,经过13年等待,法国海军第1艘梭鱼级攻击型核潜艇絮弗伦号正式服役,如图8所示。服役前,9月-10月,絮弗伦号使用533 mm鱼雷发射管发射F21重型鱼雷,并进行了导弹武器试射,包括飞鱼反舰导弹和MdCN型巡航导弹。该艇长99.5 m,宽8.8 m,水下排水量约为5300 t。装备K15型压水核反应堆,7~10年换一次核燃料,采用泵喷推进器和X型尾舵,噪音很低且航行性能优异,装备4具533 mm鱼雷发射管,可搭载飞鱼反舰导弹外以及被誉为欧洲版战斧的MdCN型海军巡航导弹。目前后续还有5艘梭鱼级核潜艇在建,以取代目前的红宝石级潜艇。该级艇平均建造成本约为13亿欧元,是当今世界上价格最低的核潜艇。

6月12日,刚刚完成为期19个月升级改造的法国海军凯旋级弹道导弹核潜艇无惧号,成功发射了一枚M51型潜射弹道导弹,检验了该艇升级改造后的效果。导弹发射后法国雷达全程追踪了其飞行全过程,导弹在飞行了6000 km后成功落入远离人口居住的北大西洋深海中。此次成功试射,不仅验证了无惧号发射M51潜射洲际战略核导弹的能力,也彰显了法国强大且独立的核力量。

4. 亚太周边国家积极发展潜艇力量

随着经济的发展,以及地缘政治的作用,亚太地区对潜艇的需求日益旺盛。随着越来越多的亚太国家加入军备竞赛,该地区许多国家采购、更新潜艇的趋势正在加快。

4.1 印度核、常规潜艇力量并行发展

1月12日,第5艘鮋鱼级常规潜艇瓦吉尔号在孟买马扎冈造船厂下水,如图9所示。

该艇是印度为了应对来自海洋的威胁而建造的,整体性能优异,艇体呈水滴型,艇长76.2 m,艇宽6.2 m,排水量达到2 000 t,最高航速20节左右;采用法国凯旋级战略核潜艇所采用的一系列先进静音技术,噪声低,隐身性能很好;续航能力强,4节安静航速在水下可连续航行18-21天;配备6具533 mm鱼雷发射管,可携带18枚鱼雷或导弹,或30枚水雷。

印度海军计划建造6艘该级潜艇,由于计划延迟等原因,导致该级艇每艘成本价格增长到约20亿美元,接近于1艘美国弗吉尼亚级核潜艇造价。但印度坚决推行潜艇等重大军备自行建造能力的决心并未动摇。

1月19日和1月24日,印度两次成功试射了具有战略意义的K-4潜射中程弹道导弹,如图10所示。K-4是印度自行研制的一款固体燃料潜射中程弹道导弹,射程达到3500 km,可以搭载核弹头。装备K-4潜射弹道导弹后,印度核潜艇将有能力从印度洋打击中国南部地区。

4.2 日本重点发展锂电池动力潜艇

3月5日,第11艘苍龙级潜艇凰龙号(舷号511)正式加入日本海上自卫队。这是世界上首艘由锂离子电池供电的作战潜艇,水下续航时间大幅提升,也更加安静,作战能力超越前10艘苍龙级潜艇。

10月14日,最新的大鲸级潜艇首艇大鲸号(舷号513)在神户市三菱造船厂举行了下水仪式,如图11所示,预计在2022年服役。这是日本海自第3艘使用锂离子电池提供动力的潜艇,同时也是日本海上自卫队第22艘潜艇,另有2艘同级艇在建。

大鲸级潜艇是在苍龙级潜艇基础上改进,艇长84 m,宽9.1 m,水下排水量高达约4300 t,是世界上最大的常规攻击型潜艇。潜深约500 m,采用X型尾舵和雪茄型船体,结合日本潜艇首次采用的泵喷式推进器,配合充电速度快、体积小、维护简单的锂离子蓄电池,静音水平更好,水下续航力更高,机动性更强,更适合在复杂近海海域进行作战。

该艇采用最新一代作战系统和武器控制系统,可携带30枚89/G-RX6型鱼雷以及鱼叉反舰导弹。采用新型数据链,可连接C4ISR系统,成为日本海上自卫队第1艘具备网络中心战能力的潜艇。作为全球吨位最大的常规攻击型潜艇,大鲸级综合性能已经远远超过其他常规潜艇,能够在一定程度上弥补日本海上自卫队缺乏核潜艇的短板。

4.3 韩国继续装备常规动力弹道导弹潜艇

11月10日,张保皋III级常规动力弹道导弹潜艇2号艇安武号下水,艇长83.3 m,宽9.6 m,水下排水量超过3 700 t,最高潜航速度20节,装备燃料电池AIP系统,水下续航力长达50天。该艇可以发射最大射程达1000 km的潜射版玄武-3巡航导弹,也可发射潜射版玄武-2C弹道导弹,该型弹道导弹能携带1 t左右的常规弹头,射程达到500 km。

通过张保皋III项目,韩国成为了继联合国五常、印度、朝鲜之后第8个装备弹道导弹潜艇的国家。装备2艘张保皋III级潜艇后,韩国将能够有效威慑朝鲜。

4.4 缅甸加入潜艇俱乐部

10月23日,缅甸海军大演习中公开展示了敏耶登卡杜号潜艇,这是缅甸有史以来的第1艘潜艇,解决了有无问题,也能为将来引进新的潜艇培养人才和积累经验。

该艇是印度免费赠送缅甸海军的基洛级潜艇S58辛德维尔号,舰龄已超30年,转交前进行了翻新,可以继续服役10-15年。自此,缅甸踏入潜艇俱乐部。

5. 2020年世界潜艇装备发展态势与趋势

1)潜艇作为一种传统水下作战装备,近几十年来一直处于技术平稳进步的状态。进入21世纪以来,伴随科技高速发展和作战需求快速变化,针对新军事变革背景下的水下战场,美欧诸强国开始尝试重构潜艇装备形态、变革潜艇技战术性能。美国分布式跨域协同作战需求牵引潜艇通信、探测与火力等新技术的发展,大力推进军事创新实践,聚焦增强潜艇战斗力,提升功能与协同能力,尤其重视颠覆性无人载具的设计与应用,例如潜射无人机、水下潜航器。而法国舰艇装备集团积极探索潜艇技术变革,旨在颠覆潜艇的传统设计思路。虽然这些方案侧重创新的设计理念,较少考虑实用性,但所展现的新构型/新技术及其带来的作战思想的变化,对潜艇装备技术进步有积极作用。

2)美海军拥有一支全核潜艇作战力量。根据国际形势和作战任务的变化,全方位推动自身核潜艇发展,引领全球潜艇装备及技术发展。俄罗斯海军由于国力问题,重点发展战略型核潜艇,并行发展多种潜艇力量,尤其重视特种核潜艇并配备突出非对称作战优势的波塞冬核动力潜航器、锆石高超音速导弹,旨在维持与美国的战略平衡,确保水下舰队的整体战斗效能。英国、法国等欧洲强国则继续稳步推进自身潜艇装备及技术的更新与发展。

3)随着经济的发展,以及地缘政治的作用,亚太地区周边国家对潜艇的需求日益旺盛。随着越来越多的亚太国家加入军备竞赛,该地区许多国家采购、更新先进作战潜艇的趋势正在加快。正如缅甸一样,拥有水下威慑以及战斗力,将会对自身国家形象、国防政策产生很多积极影响,会吸引更多的国家进入拥有潜艇这种强悍水下作战力量的俱乐部行列。

结束语

2020年,世界各国充分认识潜艇装备的重要性,重视潜艇装备力量的发展与更新,综合采取各种手段,扎实推进自身潜艇装备发展建设,不断提升水下威慑与打击能力。可以预计,2021年,将会涌现更多、更先进的潜艇装备及其相关技术,而拥有至关重要的水下威慑和攻击力也会吸引、激励更多的国家投入到潜艇建设之中。

本文将刊载于《飞航导弹》2021年第1期


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