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水下秘航:潛艇悄悄在改變

2019年08月30日 15:47:35 來源: 解放軍報

    上圖為亞森級“北德文斯克”號多功能核潛艇。供圖:陽明

    今年7月,法國海軍新一代“梭魚”級攻擊型核潛艇首艇“絮弗倫”號下水。與世界上其他現役攻擊型潛艇相比,“絮弗倫”號潛艇體型較小。在此之前不久,世界上最長的核潛艇——俄羅斯海軍09852型“別爾哥羅德”號核潛艇在北德文斯克造船廠下水。這一“小”一“大”兩艘潛艇集中亮相,不僅體現著各國大力發展潛艇的多樣化思路,也折射著海軍潛艇“浮沉”四百年的歷史正在被賦予新的內容。

    從“皮包木骨”到“合金體質”

    世界上首艘有文字記載的潛艇誕生于17世紀初。

    1578年,英國數學家威廉·伯恩在《發明與設計》書中對“潛艇”作了預想與描述。後來,荷蘭裔英國人克尼利厄斯·雅布斯縱·德雷貝爾根據這一描述,制作了一艘小艇。這艘小艇採用木制框架結構,外面覆蓋皮革,艇內安放有羊皮囊,向羊皮囊中加水或排水,就可以實現小艇在水中的上浮與下潛。

    17世紀20年代,克尼利厄斯在泰晤士河上對小艇進行測試,成功實現潛航。這種“水下船只”有著較好的隱蔽性,這使其後來被應用于軍事領域。

    在美國獨立戰爭期間,歷史上第一艘軍事潛艇“海龜”號被用于襲擊英國軍艦“老鷹”號,開創了潛艇引爆外伸炸藥包的首次實戰應用。

    直至19世紀中葉,潛艇都由人力驅動,這在一定程度上限制了潛艇的發展與使用。

    隨著蒸汽機的出現,潛艇的動力裝置為之煥然一新。法國這一時期建造的“潛水員”號潛艇,開始由壓縮空氣發動機提供動力。

    1886年,英國研制的“鸚鵡螺”號潛艇使用蓄電池提供動力。美國建造了第一艘雙推進係統的潛艇“霍蘭-VI”號,它可在水面和水下分別使用汽油機和電動機作為動力裝置。此後,俄、德等國家也相繼加緊研發潛艇裝備。

    19世紀末,法國研制出首艘雙殼體結構的“一角鯨”號潛艇,由此潛艇浮力大增。美國購買潛艇並為其加裝水下魚雷發射管,將其納入海軍序列。

    進入20世紀後,潛艇性能得到進一步提升,並初步形成基本技術性能指標:採用雙殼體結構和“柴油機-電動機”雙動力推進係統,排水量約數百噸,水面和水下航速分別約為10~15節和6~8節,有一定續航能力,可搭載魚雷、火炮和水雷等武器。

    第一次世界大戰中,潛艇得到廣泛應用,主要承擔攻擊敵軍艦艇、敵國商船和水下偵察掩護等任務。戰爭期間,被潛艇擊沉的各國戰鬥艦艇近200艘、商船5000多艘。同時,反潛戰逐漸受到重視,各國在此期間損失潛艇約260艘。

    在第二次世界大戰期間,潛艇的技術戰術性能快速提升,活動范圍遍布各大洋,遂行任務也更加多樣化,包括攻擊敵軍艦船、反潛、偵察、運輸、突破封鎖、掩護特種人員登陸,等等。

    第二次世界大戰後,核動力技術的應用使得潛艇發展進入新階段。20世紀50年代,世界首艘核動力潛艇下水試航,也被命名為“鸚鵡螺”號。此後蘇聯、英國、法國等國家也相繼擁有核動力潛艇,加裝彈道導彈和巡航導彈,使其擁有戰略打擊能力。這一時期,潛艇開始使用合金鋼。

    當前,各國海軍潛艇種類多樣、任務多元,主要分為常規動力潛艇和核動力潛艇。按照作戰使命任務,可分為戰略潛艇、攻擊潛艇、多功能潛艇、特種潛艇等。近400年來,潛艇在水中遂行了各種各樣的任務,成為久負威名的利器。

    水中蛟龍“深”密何在

    進行潛望觀察、接收特殊信號、吸排氣和蓄電時,潛艇偶爾會在水面或鄰近水面的水下航行。其他絕大部分時間,航行中的潛艇與水面的垂直距離都會大于30米,以避免與其他艦船的吃水部分相撞,或避免因位置過淺而暴露目標。

    如果不考慮海底自然環境的限制,潛艇在遂行作戰任務時,一般保持在水下30米至極限深度的80%-90%內航行,但具體在哪個深度航行,則是秘密,當然也需視情而定。

    那麼,“深”密莫測的潛艇為何要在一定水深處航行呢?

    從理論上講,潛艇在作戰狀態下深度越深越安全。但是,由于各方面因素的制約,潛艇下潛都有它的極限深度。

    這種深度主要取決于三個方面。

    一是潛艇殼體材料的耐壓性。採用合金鋼殼體的潛艇通常可下潛至300-600米,而採用鈦合金殼體的潛艇下潛深度則可達1000米以上。

    二是潛艇的外殼形狀。長水滴艇型受力最均勻、最耐壓,採用這種設計的潛艇下潛深度也大。因此,這種構型受到各國潛艇設計者普遍青睞。

    三是潛艇的焊接和密封質量。潛艇殼體的接縫處、開孔和裝載口邊緣等部位的處理質量,對于潛艇能夠承受的水下壓力大小有很大影響。

    下潛極限深度是衡量潛艇性能的一個重要技術戰術指標,各國都在試圖通過探索改進來增加下潛深度。目前大多數潛艇的下潛深度為200-500米,如日本蒼龍級潛艇標準潛深約500米,法國梭魚級潛艇可在350-500米水深處遂行作戰任務。俄羅斯潛艇在這一指標上具有領先優勢,如阿爾法級攻擊型核潛艇能夠承受1000米以上的海底水壓。

    潛艇集成了多種作戰設備,在技術上要求很高,因此能夠自主研制和生産潛艇的國家並不多。

    常規動力潛艇是很多國家海軍的主力裝備。這種潛艇水下航速低、續航能力有限、充電時需上浮,容易暴露目標,因此各國都在對現役常規動力潛艇進行升級改造,一些技術較為先進的國家為其加裝了不依賴空氣的動力裝置。

    核動力潛艇方面,各國第四代攻擊型核潛艇先後服役,如英國的機敏級核潛艇、俄羅斯的亞森級核潛艇等。它們的共同特點是:隱蔽性好、自動化程度和信息化水平相應提高;核動力裝置可滿足潛艇整個服役期的能源需要,水下航速、作戰半徑和續航能力大大加強;普遍裝備巡航導彈,可在水下發射,攻擊海上和陸地目標。

    以北風之神級核潛艇和俄亥俄級核潛艇為代表,彈道導彈核潛艇更注重制導武器的集成,不僅加裝了垂直導彈發射管,彈道導彈還集成多個彈頭,可在短時間內同時打擊上百個目標,突防能力和戰略威懾力進一步提升。

    提升性能“路”在何方

    隨著科技發展和反潛能力提升,各國潛艇的技術戰術性能也隨之提高,呈現出一些普遍趨勢與特徵。

    多種方法靜音降噪。為應對反潛作戰,潛艇必須降低被發現的概率。近年來,各國正著力研發、採用艇體“隱身”“降噪”技術,運用特種材料來靜音降噪,如在艇體表面敷設消聲瓦、採用先進動力係統、加裝智能水聲幹擾設備和減震浮筏裝置等。以俄955型北風之神級戰略核潛艇為例,它的靜音特性本就出眾,俄海軍又為其配備了新型智能水聲幹擾裝置,用來模擬水下聲紋信息欺騙敵方聲吶,使其更難被發現。

    加速列裝智能化裝備。電子信息技術、自動化技術、大數據技術等高科技的應用,為潛艇大幅提升智能化水平和戰場生存幾率提供了可能。在這一方面,其主要趨勢是:改進自動化控制係統,提高駕駛、動力、探測等係統的自動化水平;採用人工智能和計算機網絡技術,升級指揮控制係統,為艇員作戰提供決策參考;換裝新式智能化武器,提升綜合打擊能力等。例如,以色列海軍在海豚級潛艇上換裝了一款智能魚雷,該魚雷能憑借自身微型數字化聲吶係統,在打擊遠距離目標時進行航路修正,有效提高命中精度。

    多元集成武器裝備。為提升綜合打擊能力和戰略威懾能力,不少國家加緊在大型潛艇上集成更多新式武器裝備。這些裝備品種多樣,有攻擊型反潛導彈、防空導彈、巡航導彈、彈道導彈,有可獨立作業的水下機器人、無人機、無人潛航器,還有水下高精度探測儀、高效能綜合聲吶等。例如,俄拉達級常規動力潛艇上裝備6套魚雷發射管,搭載了各種水雷、魚雷和導彈,可遂行反潛、攻擊海陸空目標等多元任務。

    從“獨狼”到“狼群”。隨著潛艇作戰任務日趨多樣,各國海軍都在嘗試研發多款潛艇,以確保能在不同情況下滿足作戰需要。在法國最新的潛艇設計方案中,包含無指揮臺圍殼、子母艇、特種全電推進器等“新概念”的SMX係列近10種潛艇引人注目。英國正在發展可攜帶“三叉戟II D5”型潛射戰略導彈的無畏級戰略核潛艇,以增強海基戰略威懾能力。隨著各國潛艇在種類和數量上逐漸增多,潛艇作為現代海軍一支不可或缺的力量,將承擔越來越復雜、越來越重要的使命任務。(國防科技大學 馬浚洋)

【糾錯】 [責任編輯: 李一葉 ]
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