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原创 中国新型核潜艇颠覆性突破:携弹超50枚,在家门口火力覆盖全球

原创            中国新型核潜艇颠覆性突破:携弹超50枚,在家门口火力覆盖全球

原标题:中国新型核潜艇颠覆性突破:携弹超50枚,在家门口火力覆盖全球

091型攻击核潜艇

进入21世纪后,随着国家安全形势的变化以及海军作战的迫切需求,中国海军开始全面强化潜艇的发展,

其中A型的技术水平和性能与基洛”级636型类似,吨位在2400吨左右,属于标准的第三代常规潜艇;B型则是A型的改进型,吨位增加到3000吨,加装了AIP系统,提高了水下续航能力和隐蔽性,更新了部分艇载声呐和设备,属于世界上较先进的AIP型常规潜艇;C型则是B型的改进型,吨位增加到3500吨,全面换装了新一代数字化声呐探测系统(包括艇首主/被动中频声呐、舰体低频探测声呐阵以及拖曳式低频线阵列声呐等)、新型反潜/反舰鱼雷和远程超声速反舰导弹、强化功率的AIP系统(水下续航能力较第一代增加了近2倍)、新一代减震降噪技术以及全新的电力推进系统等,整体技战术性能已经达到了世界一流水平,与国外任何一种现役常规潜艇相比也毫不逊色。

基洛”级常规潜艇

中国近海范围内遍布了大量的重要海上通道、海峡,而这些海区(无论是水深或海底地形)都特别适合常规潜艇执行设伏任务,用于打击游弋或希望通过相关海域的敌方作战舰艇、辅助船只以及后勤运输船队。同时这些重要海域距中国本土的距离都在1000千米左右,常规潜艇需要不定期上浮充电的问题可以得到岸基空中力量的保护。

039系列常规潜艇

当然,进入2020年后,中国海军的常规潜艇将会何去何从确实是一个需要重新考虑的问题。毕竟039C型潜艇在技术上已经是现代常规潜艇的最高水平,如果无法实现颠覆性的突破,其航速低(无论是水面还是水下)、机动性不足、水下潜航能力弱、攻击力不强等问题将会极大地限制其未来发展前景。对于中国海军来说,在未来较长的一段时间内近海防御作战仍然有着十分重要地位,

虽然中国海军在核潜艇方面的技术优势将会越来越明显,但在近海和浅水水域内(这类水域的特点是水深较浅,一般只有数十到数百米,海底地形、水文环境复杂),核潜艇的作战效果和适应能力并不理想(核潜艇航速快、潜深大、机动性强的优势不能得到充分发挥),即使是美国海军专门为近海区域作战而研发的弗吉尼亚”级攻击型核潜艇,在面对足够数量的高性能常规潜艇(这类潜艇的总体工作噪声低于核潜艇)时也不敢保证可以全身而退,如果是传统远洋攻击核潜艇,作战优势将会更小。也就是说,

弗吉尼亚”级攻击型核潜艇

中国海军也面临着同样的问题,在中国海军迈向远洋的步伐越来越快的情况下,如何应对近海高性能常规潜艇的威胁确实是一个需要认真考虑的问题。

为实现全面压制现代高性能常规潜艇的战略性目标”,常规AIP型潜艇的发展实际上已经走到尽头,AIP动力系统无论是目前应用最广泛(也可以认为是技术最为成熟)的斯特林发动机还是燃料电池(日本海自则更加青睐能量密度更高的锂电池),都只是在一定程度上解决了水下潜航能力不足的问题。实际上,这类AIP系统无论是斯特林发动机还是燃料电池,都需要一定工作介质才能正常运转(前者需要潜艇携带液氧,而后者需要携带更为危险的液氢),如果相关工作介质消耗完毕,AIP型潜艇也就与普通常规潜艇没什么两样。

至于锂电池,虽然其能量密度是普通铅酸电池的 3倍以上,并且具有充电速度快、体积重量小、储存容量大、无工作噪声等特点,但在电量消耗完毕后仍然需要上浮至海面由柴油发动机为其充电,实际上与燃料电池也没有什么本质的区别。特别是对于潜艇潜航航速而言,目前所有AIP系统都因输出功率的限制而只能满足潜艇低速航行的要求(一般只有4~6节),即使使用能量密度更大的锂电池,也同样无法实现长时间在水下高速潜航的要求(20节航速下最多不超过90分钟,而普通铅酸电池也能保证60分钟左右)。

039C型潜艇

因此,解决常规潜艇水下航速较低、机动性不强的问题,只能通过使用一种持续工作能力更强(不需要特定工作介质)、输出功率更高、在体积、重量上也相对更为紧凑轻巧的全新AIP动力系统才能实现,而这个全新的AIP系统就是发展前景广阔的小型低温核动力装置。

这种小型低温核动力装置对核燃料的纯度并没有特别高的要求,对动力系统的输出功率也只是设定在常规潜艇作战范围之内,这与传统以远洋、深海为主要作战环境的核潜艇是完全不同的。受到艇体吨位和尺寸的限制,这种核装置的体积会有着比较严格的限制,加之使用的是低浓度核燃料(可以有效地控制成本,并且降低辐射防护的技术要求),其输出功率可能只有传统核动力潜艇的大功率核反应堆的几十分之一。但作为一种全新的AIP系统,其主要作用仍然是为常规潜艇提供一种比目前各类传统AIP系统都更为高效、持续的动力来源。

目前常规潜艇装备的斯特林发动机或燃料电池或锂电池的输出功率都在400~600千瓦,这个功率也只能保证1艘2000~3000吨级的潜艇以2~6节的航速潜航2000~3000海里。如果航速提高到10节以上,那么潜艇的潜航距离将会下降到不足100海里就必须将航速降至1~2节,而且必须航行数日以完成对艇内电池组的充电工作。

AIP潜艇内部结构

这种小型低温核动力装置投入实用将彻底改变常规潜艇的技术发展路线,虽然其本质上算是一种核动力装置,但却完全可以划入到新一代 AIP系统的行列,也就是说将配用这种AIP系统的潜艇仍然称为常规潜艇并不为过。

使用这种小型核动力装置的主要目的是,获得比目前使用AIP系统的常规潜艇更快的水下潜航速度、更高的机动能力以及几乎无限的水下续航能力。同时,由于核装置中的核燃料至少8~10年才需更换,因此潜艇的出航率也将比现阶段的AIP型潜艇更高,由此带来的将是潜艇整体作战能力的全方位提升。

AIP级潜艇212核潜艇”

当然,由于这种小型核动力装置的特殊性,其建造成本肯定要比目前AIP系统更高,这也就直接导致潜艇的整体造价要明显高于现阶段的AIP型潜艇。相对于大型核潜艇的动力装置,这种小型核装置的生产成本只有其十几分之一,但要比传统AIP系统高出4~5倍,以目前1艘国际标准的AIP潜艇4~5亿美元的建造成本来估算,建造总成本增加不到30%,完全在人们可以接受的范围之内。早在20世纪70年代国外就开展了相关技术的研制和试验工作,20世纪90年代完成了试验型400千瓦、600千瓦、1000千瓦小型核动力装置的研制工作,证明了这种全新AIP系统在技术上是完全可行的。不过,由于作战需求以及关键技术等方面限制,这种小型低功率核动力装置至今尚没有投入实际应用,但这并不影响其未来发展前景。

212系列潜艇

如果中国海军确实有明确的作战需求且在技术上实现了全面成熟,那么这种新型潜艇在2025年左右开始建造工作是完全可能的。虽然建造数量可能不多(可能会先建造1艘试验艇用于测试),但完全能在2030年前交付部队使用。作为一种全新概念的AIP型潜艇,新型潜艇需要经历一段较长的试验和测试,如果各方面技战术性能满足要求且小型核动力装置运行安全可靠,未来肯定将逐步取代现役各型常规柴电和AIP型潜艇。即使从世界范围内看,这种潜艇也将在很长的一段时间内处于技术发展的巅峰。

综上所述,从近10年常规潜艇发展速度和作战需求来看,中国海军在2030年前应该不会在常规潜艇上投入太多的精力,最多也就是再建造少量的039C型来补充和维持常规潜艇力量的总体规模(2030年前将会有一定数量早期039型退出现役),实现高性能常规潜艇在数量上全面超越周边各国的目的。

和常规潜艇较为平淡的发展情形不同,

093型攻击核潜艇

093型潜艇在设计、发展思路上是比较先进的,但限于国内核潜艇技术发展和制造水平,其首制艇在性能上仍然存在一些问题,这也使中国海军在面临巨大作战压力的同时只能采用小步快跑”的方式来逐步提高和完善093型艇的技术水平和性能。从2010年开始,一批093型的改进型艇陆续出现,其中被称为093A型的属于初期改进型,主要针对首艇暴露出来的问题进行了有针对性的改进,提高了核反应堆的安全性及可维护性,采用了新型反潜/反舰鱼雷,换装了部分新型声呐,优化了艇体结构线型,从而使潜艇的作战能力较首艇有了明显提高,航行噪声也有一定的降低。

随后,2011年左右又出现了第2种改进型093B型,这型艇进一步优化了指挥台和艇体尾部线型,降低了水下航行阻力和流体噪声,艇内的声呐系统进行了全面升级,改用了新一代大功率中频数字声呐系统、艇体低频监视和测距声呐和拖曳线列阵声呐,探测能力有了质的提高;同时在换用新型反潜/反舰鱼雷的基础上装备了新一代远程超声速反舰导弹(潜射型鹰击”18),反潜、反舰攻击力明显增强;该型艇的动力装置首次具备了自然循环能力(虽然在技术上并不十分先进),

093B型潜艇

在B型的基础上,中国海军又发展了技术更先进的093改型艇,其外观上与B型相差不大,但在细节上可以明显看出有大量的技术优化,艇体表面更为光滑、简洁,线型也进一步得到了优化,在航行阻力大为降低的同时航速有了较为明显的提高,同时艇上全面换装了新一代声呐探测系统(包括数字阵列技术的舰壳声呐、舷侧天线阵列和多基阵列探测系统),探测能力更强,自动化程度也更高。最值得一提的是,该型艇的整体航行噪声大为下降,通过大量新一代减震降噪技术的应用以及制造工艺的提高,

2019年庆祝中国人民解放军海军成立70周年的海上阅兵式中,093最新改进型攻击型核潜艇首次露面,中国海军首次拥有了可以与世界最先进核潜艇相抗衡的水下作战力量。根据国外有关媒体的报道,

洛杉矶”级潜艇

但是,093最新改进型在技术水平方面相对于美国海军现役主力弗吉尼亚”级仍然存在很大差距,其设计基础仍然停留在20年前的水平,虽然后期进行了技术更新、迭代以及系统优化,但基本结构设计是无法根本改变的,而这也导致近几年研制的一些新型武器、系统设备无法使用或充分发挥作战潜能。这就是说,093最新改进型仍然只能算三代艇,在与美、俄海军已经批量建造和装备的四代艇相比,在技术水平和作战能力上的差距是客观存在的。因此,

据美国防务网站2015年的报道,中国海军早在2010前后就已经开始了下一代攻击型核潜艇的研制,这种新型潜艇被称为095型,是针对美、俄第四代攻击型核潜艇的技术特点以及中国海军的实际作战需求而研制的,目的是在该领域消除与国外先进攻击型核潜艇的代差。

855型”第四代攻击核潜艇

根据中国最近十几年潜艇与核技术的发展水平,

因此,空间更大、电力供应更为充足的095型攻击核潜艇使用的声呐、电子及作战指挥系统都将是中国乃至世界上最为先进的,像大尺寸球形声呐、综合舷侧声呐、数字阵列拖曳声呐、艇体共形声呐以及全数字化作战指挥/控制系统都将在095型上得以应用。同时,随着新一代电子设备的全面应用,全艇的自动化水平也将得到全面的提升,这一方面大大减少了艇载电子系统的人工工作量,另一方面随着电子设备系统的体积以及艇员的减少,潜艇的内部空间利用率也会得到大幅度的提升,艇员的生活和物资储备空间都会大幅度增加,对于提高潜艇的自持力,改善艇员的生活、工作条件都创造了条件。

093型潜艇

在艇载武器方面,为了保证强大的攻击能力,095艇上将设置8具533毫米鱼雷发射管,鱼雷舱携带的鱼雷导弹数量增加到40枚以上,新一代高速反潜鱼雷强化了远洋反潜能力,在先进的艇载作战指挥系统的支持下可同时打击不同方向的多个潜艇目标。当然,095型侧重反潜作战能力并不意味着其反舰和对陆攻击方面毫无考虑,除了传统鱼雷发射管发射超声速反舰或对地巡航导弹外,艇体中部很可能加装专用导弹发射模块,可以携带8~12枚超声速反舰导弹或对地巡航导弹(美国方面推测该发射模块还具有携带4~6枚高超声速反舰导弹的能力)。

相对于鱼雷舱内的超声速反舰导弹或巡航导弹,这种专用导弹发射模块不会影响反潜/反舰鱼雷的携带量,在大部分作战任务中(特别是反潜及反舰作战任务中),潜艇使用反潜/反舰鱼雷的机会更多,所能发挥的作用也更大。

鱼雷发射

对于095型攻击核潜艇来说,最大的变化很可能是首次采用了单壳体设计和全新一代的紧凑型核反应堆。中国的潜艇工业是在苏联帮助下建立起来的,因此沿袭了苏联潜艇双壳体设计的理念和思路,无论是常规潜艇还是核潜艇都沿用了苏式双壳体设计。采用双壳体设计的潜艇有着很多的优点,比如对耐压艇体的材料要求比单壳体要低很多,可以极大地降低建造的复杂性;双层壳体之间可根据需要设置水舱、设备舱,即使外部壳体受到打击或撞击损坏,也不会对内耐压壳体造成什么损坏,有效地提高了潜艇的安全性和生存能力。

同时,双壳体的两层壳体之间存在巨大空舱(可以是压水舱室也可以是设备舱室),对潜艇自身的噪声和敌方声呐探测声波都会产生一定的阻挡和削弱作用,提高了潜艇的安静性;最后,双壳体设计可以为潜艇提供更大的储备浮力,这就意味着潜艇的抗沉性会更好,战场生存能力也更强。

单壳体潜艇切面

当然,单壳体潜艇在储备浮力方面只有双壳体潜艇的1/3左右,但随着潜艇建造工艺和材料水平的不断提高,双壳体潜艇在几十年的使用过程中并没有表现出更为出色的抗沉性,也就是说单壳体潜艇的储备浮力虽然较小,但抗沉性和战场生存能力并不差。这也是西方潜艇一直坚持采用单壳体设计的主要原因之一。

对中国海军的095型潜艇来说,高速性、高机动性是十分重要的,无论是美国海军的洛杉矶”级、弗吉尼亚”级以及攻击核潜艇的巅峰之作海狼”级,还是俄罗斯海军的阿库拉”级、亚森”级,这两项性能均十分优秀。但相对而言,美国潜艇采用了单壳体设计,在艇体尺寸、吨位、机动性以及高速性方面略占优势,所付出的技术代价也更小一些。

海狼”级SSN23吉米·卡特”号

由于相关技术发展滞后,中国艇用核反应堆的技术水平和性能一直落后于世界先进水平,即使093B型攻击核潜艇的新型核反应堆也只达到了国外第二代堆的后期水平,特别是反应堆的功率、自燃循环能力、寿命等方面仍然有着很大差距。直到093最新改进型攻击核潜艇推出后,中国海军的艇用核反应堆才突破三代堆的技术瓶颈,整体技术和性能接近甚至达到了国外三代堆的后期水平,这对中国海军核潜艇来说也是一个巨大的进步。2010年前后,中国新一代大功率艇用核反应堆的研制开始启动,一系列关于基本材料、设计、工艺、制造以及核技术方面的瓶颈先后突破,预示着中国研制、生产第四代艇用核反应堆的基础已经具备,这也为095型攻击核潜艇使用新型核反应堆创造了条件。

舰用核反应堆RITM-200压水反应堆”

如果再考虑到艇载动力系统将会采用大功率永磁电机和高效率、低噪声的泵喷推进装置,那么095型攻击核潜艇的高航速、高机动性以及高静音性是可以得到保证的,达到国外第四代攻击核潜艇的技术水平是没有什么难度的。

需要强调的是,以上所及都是美国有关媒体报道和猜测的,095型的技术和性能究竟能达到一个什么样的水平,目前仍然是一个未知数。

这个时间节点将会在2025年到2030年间出现,早在2017年前后,美国就通过各种侦察手段发现中国国内唯一的一家核潜艇制造厂正在扩建厂房,生产规模将提高2倍以上(据称可以同时开工建造6艘核潜艇),这也是为了应对中国海军高性能核潜艇明显不足所采取的措施。目前各方面的信息表明,

093型攻击核潜艇

由于船厂生产能力的提高,因此在2025年前后,中国海军会根据技术发展条件和装备升级换代的考虑开始新一代095型的建造工作。当然,由于核潜艇的复杂性和特殊性,095型攻击核潜艇的建造速度不会像093最新改进型那么快,

与同时代的093型攻击核潜艇一样,094型战略核潜艇也存在着航速低、噪声较大、机动性不足等问题,特别是艇载巨浪”2潜射弹道导弹的性能虽较上一代的巨浪”1有了质的提高,但其最大射程也只有8000千米左右,战斗部的投射重量也比较有限,与美国海军的三叉戟”ⅡD5、俄罗斯海军的布拉瓦”以及法国海军的M51等潜射弹道导弹相比仍然存在着较大差距。

艇载巨浪”2潜射弹道导弹

受到中国特殊的地理位置和导弹射程较近的限制,094型战略核潜艇要想实现全球范围的核反击能力,必须潜航到西太平洋中部或第二岛链附近的发射阵地才能实施潜地导弹的发射,这就存在潜艇如何安全进入西太平洋和突破第一岛链的问题。显然,就目前094型战略核潜艇的性能而言,要实现这一点还是存在较大困难的。因此,094型战略核潜艇和巨浪”2潜射弹道导弹的出现,只是使中国海军拥有了一种基本的海基核打击能力。

但这一能力与中国的大国地位以及应对国外军事强国的核威胁与核讹诈是极不相称的,虽然在可以预见的时间内爆发核大战的可能性很小,但拥有一支强大的海基核反击力量仍然是保证国家战略安全以及政治、经济利益的根本保障。

据美国有关媒体报道,096型战略核潜艇在技术上与095型攻击型核潜艇有着很大的技术渊源,两者的声呐、电子设备、艇载武器以及动力、推进装置都基本相同,基本性能和安静性方面也十分接近,与国外第四代战略核潜艇基本处于同一水平。

战略核潜艇

潜艇发射导弹

相对于095型攻击核潜艇,096型战略核潜艇的研制难度将会更大。但与此前中国海军研制的两型战略核潜艇不同的是,096型艇配套的新一代巨浪”3潜射弹道导弹的研制却进展顺利。中国有关媒体报道称,该型导弹的首次发射试验已经在2019年完成,如果后续试验、测试工作进展顺利的话,巨浪”3应该会在2025年前完成研制并投入批量生产。根据以往中国海军战略核潜艇的建造时间都要略早于同期发展的攻击型核潜艇这一特点,

巨浪”3潜射弹道导弹

总体而言,在这个10年中,中国海军的核潜艇力量将会实现由三代艇向四代艇的跨越,

【编者按】本文节选自舰载武器杂志2022年02期《2030年中国海军会拥有怎样的主力作战舰艇——潜艇》返回搜狐,查看更多

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