五角大樓近年來持續強化其核潛艇艦隊,以謀求建立水下部隊的絕對優勢。據美國《海軍新聞》網站4月1日報道,美國海軍“全球率先為潛艇安裝了劃時代的磁流體推進器”。報道稱,這種“史上最安靜的推進系統”將讓美國核潛艇的噪音水平降低到難以察覺的地步,“進一步擴大其在水下領域的優勢”。
“完全不會發出機械噪音”
報道稱,現代潛艇借助靜音技術來控制海洋,而如今美國海軍潛艇通過安裝磁流體推進器,“將把靜音技術提升到一個新的水平”。目前“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇“蒙大拿”號正在康涅狄格州格羅頓的通用動力電船公司接受改裝,未來它將在內河進行測試,以防止俄羅斯竊取這種最先進推進系統的機密。
美國海軍“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇“蒙大拿”號
據介紹,磁流體推進器如同一條管道,外形非常簡潔,沒有任何活動部件。它的基本原理是讓帶電海水通過這條通道時,利用強大的磁場使其向後加速噴射,從而産生推力。該項目由美國國防高級研究計劃局(DARPA)主導開發,直到2023年才首次對外披露。報道稱,推進器的進水口安裝在潛艇艇艏,類似於魚雷發射管,但尺寸更大,與潛射彈道導彈的直徑相當。如果“蒙大拿”號進行的相關試驗取得成功,未來新建的“弗吉尼亞”級和未來的SSN(X)型攻擊核潛艇都將採用這種裝置。
根據DARPA官網的介紹,磁流體推進器早在20世紀60年代就開始研製,這種革命性的推進裝置不包括任何活動部件——沒有螺旋槳,沒有驅動軸,也沒有密封件,只有磁鐵和電流,是完全沒有機械噪音的安靜推進裝置,可以無聲地推動船隻或潛艇高速前進。此前採用磁流體推進器的最著名船隻是日本在20世紀90年代研製的“大和1”號試驗船,它全長約30米,使用的磁流體推進器的磁場強度約4特斯拉,轉換效率約為30%,航速為6.6節。
DARPA國防科學辦公室相關負責人蘇珊·斯威森班克&&,磁流體推進器實際應用面臨兩大挑戰:首先是沒有足夠強大的磁場能實現高效推進;其次是缺乏能承受磁場、電流和鹽水相互作用引起的腐蝕、水解和侵蝕的電極材料。她介紹説,近年來稀土鋇銅氧化物磁體領域取得了顯著進展,它們能産生高達20特斯拉的超強磁場,足以讓磁流體推進器産生90%的推進效率。因此DARPA將主要注意力集中在尋找合適的電極材料方面。
《海軍新聞》稱,磁流體推進器的實用化,將使對手探測美國核潛艇的主要手段——被動聲吶失效,“搜索‘蒙大拿’號的聲吶操作員可能會聽到與地震活動等自然現象無法區分的噪音”,“美國核潛艇將進一步擴大其在水下領域的優勢”。
接受《環球時報》採訪的中國軍事專家介紹説,由於水下探測的手段相對有限,聲吶是使用最普遍的反潛設備,因此噪音水平是衡量潛艇性能的最重要指標之一。為此各國都在想辦法降低潛艇的噪音,包括為潛艇全身鋪設消聲瓦;將最容易産生噪音的動力裝置安裝在底部為橡膠製成的減震基座之上,以緩衝金屬硬接觸所産生的巨大噪音;同時新一代潛艇還採用複雜的泵噴推進器,在提高推進效率的同時大幅降低螺旋槳與水流摩擦的噪音。相比之下,磁流體推進器依靠電力驅動,完全沒有活動部件,從根本上消除了因機械轉動而産生的振動和噪音,比泵噴推進器的效果更好,因此也被視為“理想的潛艇推進系統”。
美國海軍更重視水下技術優勢
專家認為,美國為核潛艇配備磁流體推進器,是五角大樓追求水下艦隊絕對技術優勢的典型標誌,在這背後是美國海軍過去幾十年付出的慘痛教訓。美國在冷戰末期研製的“海狼”級攻擊核潛艇意圖在大洋深處對抗當時蘇聯現有與未來核潛艇,為此不惜代價地強化其水下性能,堆砌了當時所有的減噪措施,為了容納噪音等級更低的自然循環壓水反應堆,還將其艇體直徑增加到13米,最終“海狼”級的整體性能遠超前一代“洛杉磯”級攻擊核潛艇,尤其是前者的噪音水平僅有90-100分貝,號稱“以25節航行時産生的噪音比停靠在碼頭的‘洛杉磯’級還要低”。但冷戰結束後,俄羅斯海軍一蹶不振,失去對手的美國海軍只建造了3艘昂貴的“海狼”級攻擊核潛艇後,就轉而研製性能較差但更便宜、偏重瀕海多用途作戰的“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇。為了節省建造費用,後者的艇體直徑減少到11米,排水量降低到7700噸,遠小於“海狼”級的9100噸,其反潛作戰的主要性能指標也都多有倒退。
但近年來五角大樓發現,俄海軍勒緊褲腰帶打造水下艦隊,新一代“亞森M”級攻擊核潛艇的作戰性能直追“海狼”級,美國海軍“數十年來第一次有失去水下優勢的危險”。此外,美國智庫和海軍高層還將核潛艇視為對付中國海軍的“非對稱優勢”。美國海軍學會網站2023年刊登的一篇分析文章稱,中美海軍技術差距最大的領域集中在水下艦隊方面,“中國海軍的艦艇規模和質量進步都令人矚目,但缺少高質量的核潛艇。中國核潛艇的靜音水平與上世紀80年代的蘇聯潛艇相當”。該報道鼓吹美國海軍應該進一步強化核潛艇的技術優勢,甚至“在中國近海利用核潛艇發射巡航導彈攻擊解放軍的兩棲艦隊”。去年年底美國海軍宣布大規模為現役“洛杉磯”級、“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇配備“戰斧”巡航導彈,也是基於同樣的理由。
在此背景下,美國海軍還在加速研製新一代攻擊核潛艇。《海軍新聞》介紹稱,SSN(X)型攻擊核潛艇的設計思路將回到爭奪大洋控制權,恢復“海狼”級攻擊核潛艇的13米大直徑艇體,突出高航速、大潛深、低噪音和多武器載荷的特點,並將配備高超音速導彈。預計這種攻擊核潛艇將在21世紀30年代中期開始服役。
反潛手段還有很多種
專家&&,即便磁流體推進器真的能像美媒吹噓的那樣“將美國核潛艇的噪音水平降低到幾乎無法察覺”的地步,但這並不意味着就沒有其他手段能發現其行蹤。除了聲吶外,目前常用的反潛措施還包括磁異常探測、尾跡探測、激光探測、合成孔徑雷達探測等多種手段。從原理上看,磁流體推進器是依靠高強度的磁場産生推力,會影響周圍水域的磁場特性,磁異常探測反潛正是通過高靈敏度磁力儀檢測磁場異常,進而確定水下潛艇的位置。隨着無人潛航器的快速發展,未來的反潛手段也在快速增加,它們可以與空中的反潛機、水面艦艇和水下潛艇組成立體反潛網絡,並進行持續的水下監視。
此外,美國《海軍時報》承認,由於美國海軍造船設施的持續衰落,新一代核潛艇的研製進度並不順利,就連現有潛艇的更新換代也遭遇困難,因此美國海軍指望利用磁流體推進器這種新技術就能徹底取得水下優勢,恐怕並沒有那麼容易。