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2月1日,美国《西雅图邮报》透露出一条颇有轰动效应的消息——号称世界最强的美国海狼级攻击核潜艇已齐聚太平洋。据报道,海狼级攻击核潜艇“康涅狄格”号已抵达美国西海岸的班戈海军基地,未来它将以此为基地在太平洋展开行动。此前该级核潜艇“海狼”号和“吉米·卡特”号已先后部署到班戈基地。“康涅狄格”号此行专门从大西洋通过北极海域对西太平洋水文情况进行实地检测,破例在韩国釜山龙湖洞海军基地停靠,然后经菲律宾、关岛抵达班戈。美军认为将“海狼”级核潜艇移防至班戈基地“能更好地保护美国的安全”。到2010年美海军60%的核潜艇将部署到太平洋,而40%的潜艇则部署到大西洋。“康涅狄格”号的艇长克里斯托弗逊说,“我们清楚今天的威胁在哪里,重点是太平洋区域。”
对于海狼级攻击核潜艇的此次移防,《西雅图邮报》毫不避讳地声称其目的就是出于对中国水下力量不断增长的担心。该报称,中国增长的防务开支让美国担心,美国必须从各方面加强军力,布什在2009财年还打算拨款210亿美元研究核武器。美国海军研究所在去年3月的报告中称,中国海军和力量投送“在能力和信心上以无所比拟的速度在增长”。
美国防部的《中国潜艇报告》则认为,潜艇部队建设已成为中国海军的优先发展目标,到2050年中美潜艇数量之比将扩大到3:1。由于“潜艇是最有效的反潜利器”,美军有观点认为,除了增派更多更先进的核潜艇到太平洋外,美国还必须维持现有的潜艇力量不会萎缩。
一、研发背景
“海狼”是美国海军在“洛杉矶”级之后研制的一种高性能、多用途攻击核潜艇,其设计初衷是为了在深海及大洋中与前苏联核潜艇进行对抗。
上世纪70年代,美国与苏联核军备竟赛十分激烈。美海军认为“洛杉矶”级艇存在一些缺点,比如垂赢发射筒和拖曳阵声呐占用了较多的压载水舱容积,降低了生命力;鱼雷管数景少,反浒能力有限等。另外,苏联弹道导弹核浒艇长期在北极冰层下活动,具有很强的生命力。
为保证美国在核动力攻击潜艇上的优势,美海军决定发展新型攻击型核潜艇海狼级。它被称之为21世纪的核潜艇,故首艇代号为SSN-21。原打算建造30艘,每艇预算16亿美元,后续艇预算每艇11-12亿美元,计划总耗资360亿美元。
海狼采用了最新的核潜艇技术,在下潜深度、隐身性能、武器配备等方面不惜代价、不遗余力,可执行反潜、反舰、对陆攻击以及布霄、护航等多种任务。然而,“海狼”首艇1989年10月25日开工后不久苏联就解体了。冷战结束,美国海军迅速调整了海军战略和核潜艇发展政策,重点由原来的以远洋作战为重点转变为以向近海地区进行远征作战为重点。在这一大的战略调整背景下,加上“海狼”造价又太高,克林顿政府于1995年决定海狼级核潜艇只建3艘,转而重点发展“廉价、多能”的弗吉尼亚级核潜艇。因此,尽管海狼级核潜艇技术最先进,但弗吉尼亚级攻击型核潜艇才真正反映了当今世界格局下美国对攻击型核潜艇的发展需求,“海狼”的结束是历史的必然。
二、使命与任务
海狼级攻击型核潜艇的主要使命如下:
1、该级艇是一级多用途攻击型核潜艇,主要使命是反潜;
2、为美国海上水而舰艇编队和弹道导弹核潜艇护航;
3、攻击敌水面舰艇;
4、进行屏障性巡逻和开展阻击战;
5、布雷;
6、向局部战争地区运送特种部队;
7、攻击陆上各种目标和设施。
三、服役状况
海狼级核潜艇共建造3艘,目前首艇“海狼”号、第2艘“康涅狄格”号、第3艘吉米·卡特号。分别于1997年、1998年和2005年服役。
1、总体性能与装备
●基本性能
排水量,水面/水下(L)
8060/9142
主尺度,长×宽×吃水(m)
107.6x12.9x10.9
轴功率MW(hp)
44.1(60000)
航速,水面/水下(kn)
20/39
续航力(n mile)
1000000
下潜深度(m)
610
艇员编制(名)
134(军官14名)
动力装置
1台S6W压水堆装置,2台蒸汽轮机,单轴,泵喷射推进器,1台辅推进潜水电动机
鱼雷发射管
8具660m
导弹
“战斧”巡航导弹、携带TLAM-N、TAlNS、FLAM-C/D弹头、TASM反舰导弹、“鱼叉”反舰导弹
鱼雷
MK48ADCAP鱼雷
水雷
100枚(换装鱼雷)
武器装载量
52枚
声呐
BQQ-5D(V)2综合声呐,2部3BQG-5D被动侦察声呐,TB29、TBl6D拖曳线列阵声呐,BQQ-15冰下探测及避雷声呐
导航
“奥米加”无线电导航系统,2部WSN-3型静电陀螺导航仪,WRN-6型GPS导航
雷达
BPS16 Ⅰ波段导航雷达
通信
WSC-3型卫星通信,BRA-34综合无线电系统,极低频通信
综合作战系统BSY-2系统USC-38EHFJMCIS
火控
MK2FCS
计算机
UYK-43/44
电子支援措施
WLQ-4(V)1,BLD-1侦察措施
对抗措施
鱼雷诱饵WLY-1系统
2、总体布置与结构
该级艇采用水滴形艇体,长宽比为8.34,接近最佳长宽比,阻力较小,有利于提高航速。首部声呐罩为钢制的,为防止受冰层破坏,提高破冰能力。指挥台同壳矮小,位置更靠近首都,将同壳舵改成首水平舵,且比较偏低,能够伸缩,有利于冰下活动。采用“术”字型尾舵,操纵性好。
该级艇采用单壳体结构,耐压艇体分为三大舱,指挥舱、反应堆舱和主辅机舱。每个分舱都比较大,因而不沉性并不重要,主要靠隐蔽性提高生命力。陔级艇体采用HY-100钢,下潜深度可达610m。
该级艇第3艘艇结构有所调整。鱼雷舱渊整后具有更大的空间,可容纳50名突击队员。装备了较大的逃生舱,救生能力强。艇体采刚HY-130钢,提高了艇的强度。
四、综合性能
1、排水量
水面8060吨,水下9142吨;主尺度:长107.6米,宽12.9米,吃水10.9米;动力装置为1台S6W压水堆装置,2台蒸汽轮机,单轴,并配有泵喷射推进器,1台辅推进潜水电动机轴功率:60000马力;航速:水面20节,水下39节;续航力:1000000海里;下潜深度:610米;艇员编制:134人(军官14名)
2、外型特点
海狼级潜艇的外型一反美国核潜艇长期以来倾向的较大长宽比的传统。重新采用了像1953年建造的“大青花鱼”号试验艇那样的小长宽比的良好水滴型线型。“大青花鱼”号潜艇是在流体力学充分研究的基础上建造的试验艇,该艇试验已经证明:长宽比在7:5左右、首尾呈漂亮的纺锤样式的水滴型线型,具有水下航行的最小阻力。海狼级与洛杉矶级相比,长度由109.9米减少到99.4米,缩短了10.5米1宽度则由10.1米增加到12.9米,加宽了2.8米;长宽比由10.88降到7.7;排水量由6900吨增加到9150吨,增加了30%以上。采用这样的艇型为海狼级潜艇带来如下好处:
●在给定排水量下,减少了艇体的湿表面积,从而使该艇对主动声纳信号的反射面积减少,增加了潜艇的隐身性能。
●在给定排水量和主机功率下,由于艇体减少了阻力,提高了潜艇的航速。
●减少潜艇的回转半径,改善了机动性。
●小长宽比线型使耐压壳体直径增大,可以允许容纳更多的新型设备。
该级艇的指挥台围壳布置在距首端艇长的1/3处,其形状也改变了以往美国核潜艇所采用的较高大同壳形状,而将其设计成窄小的流线型围壳。
首水平舵重新安装在首部舷侧,其原因一是由于指挥台同壳窄小难以安装首水平舵,另一是考虑要提高首水平舵的效率。旨水平舵布置在首部以后,会给首部声纳带来流体噪声和高速航行时纵倾控制的困难,同时在靠离码头和冰区航行时也为该舵带来碰撞的危险。为此,该艇将首水平舵作成可伸缩式的,在艇中低速航行需要使用水平舵时,将舵伸出使用。而高速航行、离靠码头和冰区航行时,将舵收回到艇体以内,外面用自功启动的盖板将舵孔封闭,从而解决了该舵改变布置后产生的上述问题。
该艇的尾部布置有美国核潜艇通用的十字形交叉尾鳍,与一般潜艇不同的是在该十字形尾鳍下方左右舷45度位置增加了两块带端板的稳定翼,其目的是增加潜艇的稳定性,避免转向时出现倾角过大的现象。
3、结构和材料
该级艇的结构仍然是采用美国核潜艇传统的单壳体形式。对于该级艇的结构是采用单壳体,还是像原苏联潜艇那样采用双壳体结构,以便更有效地降低武器命中时的破坏程度和提高艇的生命力,专家们经过反复论证,还权衡了各种利弊,最后仍然决定采用单壳体形式,以便节省腿壳材料和加快建造周期。对于艇体材料的选取,美国还不能像原苏联那样采用铝合金,原打算采用正在研制的HY-130高强度钢,该钢的屈服强度为91公斤/毫米2,但由于HY-130钢的焊接工艺等方面还存在问题,除少量结构及海水管路经过严格的检验仍采用此钢外,海狼级潜艇主要的19种结构的构架、构件均改用已研制成功的既能抗震又能抗海水压力的HY-100高强度钢制造。此种钢屈服强度为82公斤/毫米2,海狼级潜艇采用此种钢后,其下潜深度将比采用屈服强度为56公斤/毫米2的HY-80钢建造的洛杉矶级潜艇增加25%以上。洛杉矶级的下潜深度为450米,海狼级的下潜深度将达到560-600米。为了满足海狼级潜艇在冰区作战穿透冰层的要求,制造好的壳体全部经过淬火处理使其变得更硬。由于使用了HY-100高强度钢,减轻了耐压壳体的重量,这样更有利于平衡由于安装更重的核反应堆和泵喷射推进装置所增加的重量,使该型艇获得更高的航速。
4、动力装置
海狼级潜艇的核动力反应堆采用了美国海军反应堆署近年来为水面舰艇研制成功的一种新型的S6W型加压水冷式反应堆。这种反应堆结构紧凑,输出功率大。其最大功率为60000马力,比洛杉矶级潜艇的S6G型反应堆的35000马力功率增加了70%左右。其中,30%用于弥补其排水量的增加,另外40%用于提高该艇的航速,加上该级艇在减阻方面所采取的措施,“海狼”的水下航速将达到35节以上,接近原苏联s级和M级攻击型核潜艇的航速。
海狼级潜艇在选择反应堆时曾经考虑过鲟鱼级的S5W型、洛杉矶级的S5G型和俄亥俄级的S8G型等三型。S8G型反应堆因为太笨重,海狼级容纳不下,首先被淘汰。其它两型权衡利弊后,因功率过小等也没有采用。最后终于决定在攻击型核潜艇上首次采用S6W型反应堆。该反应堆功率大、噪声小、安全可靠、体积合适。为使该反应堆适应于深潜使用,动力装置的管路系统采用了高强度钢制造,使其更加安全。海狼级潜艇的推进装置采用了蒸汽轮机电力传动装置,并是第一艘采用“泵喷射推进器”的潜艇,因而使潜艇的噪声大幅度降低。
5、最安静的潜艇
为了继续保持在核潜艇质量上的领先地位,美国在海狼级潜艇的设计中首先对安静性给予了特别重视,在该艇上集中了美国历年来存降噪研究方面所取得的各种最新成果,要求该级艇要比现役的洛杉矶级潜艇安静好几倍,在降噪量级上要有一个飞跃。
核潜艇的噪声源主要有三种,机械吸声、螺旋桨噪声和水动力噪声。机械噪声是潜艇内各种运动机械工作时产生的噪声,它们通过基座、马脚等与艇体连接的部分,将这种振动与噪声通过艇体传到水中辐射出去。核潜艇的机械噪声尤以一回路主循环泵、减速齿轮箱、液压系统最为严重,前两者是核潜艇的主要噪声源。螺旋桨噪声主要由空泡噪声、叶片噪声和螺旋桨振动产生的噪声组成。水动力噪声是水分子的湍流噪声,主要发生在艇体表面的孔穴、突出体、指挥台围壳和尾部等部位。
海狼级潜艇针对以上噪声源实行了综合治理。从艇体外型、结构、布置、设备选型、减振消声手段等各个环节进行了精心的设计,提出了严格的要求,层层把关,严格验收,以求使该艇在降噪方面有个量的突破,成为真正安静化的潜艇。
该艇级的核动力装置采用了自然循环反应堆,降低了回路的噪声,提高了战术机动航速。一般核潜艇的反应堆,在一回路的管系中安装有较大功率的主循环水泵,其作用是使一回路的载热剂循环起来,将反应堆压力壳内核燃料所产生的热量及时带出,在蒸发器内将二回路的水加热成为蒸汽,驱动蒸汽轮机。同时,一回路的载热剂在蒸汽发生器中获得冷却,再循环回到反应堆继续工作。所以核动力装置工作时,主循环泵要不停地转动,产生了很大的振动和噪声,成为核潜艇主要噪声源之一。海狼级耐压壳直径为12.9米,较一般攻击型核潜艇直径增大了2.8米,故可采用高度较大的S6W型自然循环反应堆,同时可将蒸汽发生器布置得更高。因此,当反应堆运行时,利用一回路的载热剂在蒸汽发生器前后的温差和载热剂本身的重力,就能在反应堆内自然进行工作,而无需使用主循环水泵,从而有效地降低了一回路的工作噪声。海 狼级潜艇靠反应堆自然循环方式工作可获得20节的战术机动航速(低噪声最大航速),远高于原苏联80年代新造的S、M和鲨鱼级攻击型核潜艇10节的战术机动航速。以往美国在核潜艇上采用自然循环反应堆的还有“一角鲸”号和俄亥俄级,实践证明它们在中低速航行时,噪声比其它核潜艇明显降低。使用自然循环反应堆不但消除了主循环泵的噪声,同时还能节约反应堆的功率。因为主循环泵工作时要消耗大量的能源,高速时其消耗甚至可达10%。海狼级潜艇采用了新型的蒸汽轮机电力推进方式,取消了减速齿轮箱,从而大大地降低了潜艇的噪声。以往美国的核潜艇几乎全部采用蒸汽轮机减速齿轮推进方式,蒸汽轮机的工作转速为6000-7000转/分,而螺旋桨的最佳转速仅为200-300转份,蒸汽轮机要带动螺旋桨工作,不得不在两者之间增加一个大型的减速齿轮箱来进行变速。该齿轮箱工作时将产生强噪声,是核潜艇的主要噪声源之一。
海狼级潜艇采用电力推进后,由蒸汽轮机直接带动发电机发电,发出的电流驱动一个低转数的主推进电机,以带动螺旋桨工作。美国以往在“利普斯科姆”号核潜艇上也采用了蒸汽轮机电力推进方式,使用证明潜艇的噪声明显降低。但该艇权造了一艘,其主要原因是当时制造主推进电机的钢材太重,以至功率和尺寸不能设计得太大,电机太重将使潜艇尾部过重而难以平衡,电机太大又不好布置。所以,尽管“利普斯科姆”号潜艇降低了噪声,但航速却不能提高,仅达到22节。近来美国已研制成功用于推进电机的高强度轻质混合材料,井在潜艇主推进电机上获得了应用。大功率、小尺寸、重量轻的主推进电机成为现实,为海狼级潜艇采用电力推进提供了方便。
海狼级潜艇采用了新型的“泵喷射推进器”,减少了螺旋桨的噪声。潜艇的螺旋桨由于叶片周向载荷的不均匀,旋转时将会产生空泡、鸣音和振动,发出高强度的噪声。为了降低螺旋桨的噪声,各国研究者们进行了大量的工作,先后研究出双反转螺旋桨、七叶大直径螺旋桨、香蕉型浆叶大侧斜螺旋桨、高阻尼材料螺旋桨等。这些桨不同程度地改善了桨叶处的水流和压力状态,减少了螺旋桨的振动和噪声,并在各类潜艇上获得了广泛的运用。
“泵喷射推进器”是近期发展的新型推进器,先在美国MK48型鱼雷上成功地得到运用,后推广到潜艇上来。英国在1983年建成的特拉法尔加级攻击型核潜艇上首先采用了这种推进器,其噪声级比当时英国最安静的常规潜艇奥白龙级还小。所谓“泵喷射推进器”实际上是在一个多叶片、大螺旋桨外面罩以导管、导营的前方有一圈固定的导向叶片作为定子,螺旋桨在导管内作为转子低速转动推动潜艇运动。这种推进器既能改变螺旋桨叶片的压力分布,防止空泡产生,又能改善尾流性能,减少尾波的形成,使航迹模糊,导管还可以屏蔽螺旋桨噪声辐射,从而大幅度地降低了螺旋桨的噪声,提高了潜艇的隐蔽性。
艇上所有的运动机械都经过了严格的降噪设计,并进行了严格的检测,且通过机械绝缘和减振的方法,来减小振动机械与结构向艇体传送振动能量,以减弱和消除噪声。为此,所有设备都安装在高效能减振机座、弹性支座和弹性减振器上,重要的主机、辅机等机械采用了整体双层减振基座,振动较大的设备采用缓冲振动的覆盖层和空气夹层等,来减小机械振动:系统管路采用尽可能多的弹性连接管与艇体相接,对流体强烈作用的管路采用降低流速、局部管路采用阻尼软管和力口消音器的办法,来减少流体冲击振动和隔绝此种的振动传到艇体上。通过以上措施,降低了机械噪声和管系流体噪声的辐射,从而降低了潜艇的噪声。
该艇外表面设计得非常光滑,很少有突出体暴露。艇体与指挥台围壳上的开孔数量降到了最少,大的开孔均设计了活动盖板,该板能自动启闭,关闭后的艇体从外观上几乎看不到开孔,从而降低了艇体的噪声。另外,该艇的指挥台围壳与艇体的交接处采用了弧形圆滑过渡,减少了围壳与艇体间的干扰,降低了阻力和噪声。在艇体的结构设计时亦考虑到安静化的要求。主体结构采取了钢度大的单壳体形式,所有的构件都在实验室经过多次结构和激振实验,以避免产生局部振动和总振动。在轻壳体部位,甲板与耐压壳体不直接相连,其问采用弹性材料装甲连接。艇体材料使用了HY100高强度钢,使该艇的下潜深度增大到600米,增加了该艇的隐蔽性。该艇在艇体外部敷设一层厚厚的阻尼吸声橡胶(俗称消声瓦)。该敷层既能吸收敌方主动声纳的探测声波,又能隔缘和降低本艇的噪声,使艇体表面形成一个良好的无回声层,从而达到隐身的目的。这种消声瓦是前苏联60年代首先开始研制的,并于80年代韧陆续装艇。这种消声瓦每块大小为85厘米×90厘米,厚度为80-150毫米,由合成橡胶制成。其结构为两层,外层为实心固体,内层设置了各种尺寸的尖劈形空腔和其他形状的孔洞,能针对敌方声纳系统工作频率的声波,使美国的BQQ-5型声纳系统和自导鱼雷检测前苏联潜艇的能力降低。前苏联S、M和壁鱼级攻击型潜艇敷设这种消声瓦后,据报导可使放方声纳探测能力降低50%-70%,本艇噪声降低10-20分贝。鉴于这种消声瓦隐身效果显著,西方海军国家纷纷效仿。美国在洛杉矾级第20艘艇“圣胡安”号上开始,加装类似的吸音泡沫橡胶消声瓦。该级艇为了降低舱室内部噪声,除了在壳体内部和舱壁上大量地敷设吸声材料、在噪声强的设备上加装隔声罩、消音器和设立隔声室外,还采用了新型的有源消声技术。在空气噪声较大的战位和其它工作空间,针对该处的空气噪声特性设计出一种氏音响声源系统。该系统能发出与原空气噪声振幅相同但相位相反的音响,来抵消该处原来的空气噪声,达到安静的日的。这种主动消声技术在新建的洛杉矾级潜艇的空调部位和噪声较大的舱室已经获得应用,在英国的特拉法尔加级核潜艇上也已采用。使用证明该技术对舱室空气噪声降噪效果明显。
海狼级攻击型核潜艇采用以上安静化措施后,使本艇的噪声大幅度地降低。据报导该级艇的噪声降低了15分贝以上,噪声级达到90-100分贝。这一量级已经低于海洋背景噪声。如果按声传播的指数规律,每下降3-4分贝,声传播距离减少一半,该级艇的辐射噪声量级非常低,将使敌人声纳难以检测到该艇,使该级艇成为一级真正的安静型潜艇。同时,该级艇的建成在噪声领域内使美国潜艇又将领先于世界,使海狼级潜艇成为21世纪初最具威力的攻击型核潜艇。
6、武器控制与电子系统
海狼级攻击型核潜艇是一级真正的多用途潜艇。为适应未来作战需要,该级艇配备了最先进的武器装备和作战系统,增加了武器的种类和装载量,提高了探测能力和自动化程度,是美国迄今为止武器和攻击力量最强大的攻 击型核潜艇。
(1)武器装备
海狼级潜艇的鱼雷发射管数量由洛杉矶级潜艇的4具增加到8具,分左右两排布置在首部,每排从上到下各4具。8管中6管直径为533毫米,2管直径增大到750毫米。直径增大的目的一是可采用自航方式发射鱼雷,增加发射时的隐蔽性,另一是为今后发射更先进的大型鱼雷等武器留有余地。美海军认为,即使像MK48-5型这样的重型鱼雷,也仅能勉强对付深水中的前苏联A级潜艇。为适应未来的海战,必须研制性能更好、威力更强的新型鱼雷。该级艇为快速装填鱼雷或导弹,在首舱内鱼雷发射管后方配备有两套鱼雷自动装填设备,以便武器发射后能很快地重新装填,做好再次发射准备,提高武器的发射速度。该级艇鱼雷发射管数量成倍增加的原因在于能装载多种类型的武器和提高每个发射管的武器发射率。因为像洛杉矶级潜艇那样仅有4具鱼雷发射管,当发射MK48型线导鱼雷时,出于雷后拖着一条通过发射管的长导线,在导引鱼雷阶段和导线未被收起之前,该发射管不能重新装填鱼雷,这在很大程度上限制了每个鱼雷发射管的潜在发射率,影响了潜艇快速攻击目标的能力。如果潜艇还要同时对付几个目标,发射管装载多种武器,4具发射管显然是不够用的。为适应短时间内快速攻击多个目标的要求,装备8具鱼雷发射管是非常必要的。鉴于该艇的8具鱼雷发射管具有快速发射能力,该级艇不装备洛杉矶级潜艇那种垂直导弹发射筒。
由于要装载多种武器,攻击多个目标,而每种武器又要保持一定的基数,海狼级潜艇的武器装载量大幅度的增加。与美国目前的攻击型核潜艇相比,武器数量由24枚增加到50枚以上,增加了将近一倍。
武器的种类有MK48-5型重型鱼雷,“战斧”巡航导弹,MK60“捕手”型水雷和“西埃姆”型防空导弹等。各种武器的情况如下:
MK48-5(ADCA)型重型鱼雷:MK48系列于1972年服役,是美国海军现役的主要重型鱼雷。它是反潜/反舰通用型鱼雷。
该雷的使命既能攻舰又能反潜。该雷是前洛杉矶级潜艇使用的MK48-4型鱼雷的改进型。改进后航速、潜深、声学性能和自导能力均比MK48-4型鱼雷有较大的提高。MK48-5型鱼雷直径为533毫米,长度5.85米,重量1582公斤,航速60行,航程46000米,潜深1200米,战斗部装药100-150公斤,制导方式为线导加主被声自导,由于改进电子线路,自导系统信息处理具有智能化能力。发动机为热动力斜盘机,主机功率500马力。该雷除在一般海情工作外,还能适应恶劣海情、浅水海域和冰层以下有效地工作,能比较有效地对付前苏联现役潜艇。
“战斧”多用途巡航导弹:该型导弹既可用于攻击海上航行目标,又可用于对陆上目标进行常规攻击或核攻击,具有战术和战略两种作战能力。该导弹长6.2米,直径0.5米,翼展3.2米,重量1224公斤,飞行高度15-100米,速度0.7马赫。反舰导弹射程为460公里,战斗部装药454公斤;对陆攻击导弹放大射程2500公里,战斗部装药454公斤或20万吨TNT当量的核弹头。
无论是何种形式的“战斧”巡航导弹,它的外型尺寸、重量、助推器、发射平台都相同。不同之处主要是弹头、发动机和制导系统。在潜艇上既可用鱼雷发射管发射,也可用垂直发射器发射。导弹在航行中,采用惯性制导加地形匹配或卫星全球定位修正制导,射程在450-2500公里,飞行时速约800公里。据称,其命中精度可达到2000公里以内误差不超过10米的程度。
“战斧”巡航导弹巡航高度,海上为7-15米,陆上平坦地区为60米以下,山地150米,有很强的低空突防能力。美国在1991年海湾战争中首次使用“战斧”巡航导弹,此后又在多次战争中使用。
“海长矛”反潜导弹:在众多的反潜武器中,鱼雷仍然是潜舰艇的克星,如果把鱼雷“导弹化”,则更能极大地打击潜艇。正是在这一构想上,美国研制并装备了“阿斯洛克”、“萨布洛克”反潜导弹。随后,又要求反潜导弹远射程、智能化、大威力、高航速,于是就提出用“海长矛”导弹来代替“萨布洛克”等,目l的是为了对付前苏联的A级潜艇。
“海长矛”的研制费用为29亿美元。由美国波音公司负责研制,是一种从水下在敌方防区外发射的弹道式反潜导弹。
“海长矛”上世纪八十年代初作为导弹型号发展,原计划装备在鲟鱼级潜艇、洛杉矶级潜艇、海狼级潜艇,以及斯普鲁恩斯级驱逐舰、阿利·伯克级导弹驱逐舰、提康德罗加级导弹巡洋舰上。在研制过程中考虑到“海长矛”能从潜艇现有的鱼雷发射管发射,并能与艇上的现有数字式火控系统相配合,这样就大大节省了研制经费,可使更多的潜艇与水面舰艇装备它。
●基本性能
该弹长6.1米,直径533毫米,射程100公里,发动机是一台固体火箭发动机,使用后即被抛掉。战斗部为MK50型轻型反潜鱼雷。
该导弹由4大部分组成,即:弹体与尾翼,鱼雷或核深水炸弹,制导与控制系统组件,发动机。
弹体头部呈锥形,前、后部弹体都为圆柱体,前部直径较小,后部直径较大,中间为过渡段,呈锥柱形。在尾部有4个卷曲的尾翼。弹体可分为三个阶段,前舱段放置鱼雷或核深水炸弹,中舱段放置制导与控制系统组件以及减速降落伞,后舱段放置发动机。
根据作战需要,“海长矛”可装鱼雷核深水炸弹。鱼雷为美国80年代末期研制成功的MK50型鱼雷,这是一种轻型鱼雷,1975年由霍尼韦尔公司水下系统分公司研制,1985年进行海上试验,现已装备舰艇。鱼雷航速大于20节,航程60公里,内装67千克炸药,能定向爆炸,可对付潜深达600米的前苏联A级潜艇。
核深水炸弹选用B57原子弹,其TNT当量为5000-10000吨,它的贮存器长3.03米,直径374.6毫米。
制导与控制系统组件包括惯性导航系统、微处理机、电子设备和尾翼操纵机构等。微处理机是一种数字化可编程微处理机,采用Z800-2B、Z8070通用基片,内存能力为128K,运算速度50万次/秒,它是整个系统的核心。系统中使用的语言是美国海军标准程序语言。尾翼操纵机构的尾翼伺服马达与其电子设备组成一个整体,它们都由微处理机进行全数字化控制。
●武器系统
“海长矛”武器系统包括“海长矛”导弹,导弹水下发射器,发射装置,目标探测装置,火控系统等。
水下发射导弹可采用二种方式。一种是全裸水下发射,就是弹体不用任何包装,发射后裸露的导弹在水中航行、出水、在空中飞行,这种发射方式可称为“湿发射”。“萨布洛克”采用的是“湿发射”。另一种发射方式是将导弹装在一个容器内,容器装着导弹从潜艇 中射出,靠浮力浮出水面,导弹点火从容器中射出。这种发射方式导弹不沾水,称为“干发射”。“海长矛”采用的是干发射。干发射的优点是导弹不必承受发射深度下的流体静压(由容器承受),导弹始终保持干燥,可不必考虑导弹在水中的弹道设计,可以巧妙地靠容器的浮力构成一个力矩,从而控制容器的水下弹道,并能使容器前盖先浮出水面。缺点是导弹尺寸要小一些,需考虑导弹出水时与容器的分离问题,还必须设计制造出一个高强度、低密度的导弹容器。
“海长矛”导弹所用的容器直径为533毫米,它由圆柱形筒体、前盖和后盖组成。为了达到高强度、低密度要求,容器简体的结构较复杂,所用材料也较多。从外到里可分6层,即:凯夫拉/环氧树脂表皮,酚醛树脂蜂窝夹层,石墨/环氧树脂外蒙皮,酚醛树脂蜂窝夹层,石墨/环氧树脂内蒙皮,减震热。半球形的前盖上装有减压活门,出水传感器,检漏器,分离系统,电缆等。出水传感器能感受到前盖已露出水面,从而使用盖分离系统工作。倒凹形的后盖上有脐带接头、功率变换器、解除保险开关、检漏器、放气孔、纵向减震器等。纵向减震器由4个纵向冲击隔离器组成,位于导弹与后盖之间。它们将导弹紧固于后盖之上,使导弹免于纵向冲击,同时也限制导弹相对于容器作纵向活动。前、后盖通过螺栓与圆筒体结合。
发射装置为各种潜艇上装有的标准鱼雷发射装置。
当在水面舰艇上装备“海长矛”时,发射装置有用现有的MK41垂直发射装置。MK41是一种8乘8的阵列式发射装置,共可装弹64枚,可混装“海长矛”和其它舰空、舰舰导弹。
目标探测装置有两种,一种是近距离艇上声纳装置,另一种是探测远距目标的“难驯的鲨鱼”系统。在洛杉矶级潜艇上装的声纳装置是AN/BQQ-5多站声纳,它由主动声纳、拖线列声纳、被动式快速定位声纳和侦察声纳等组成。多站声纳对敌潜艇的探测距离为:主动式定向探测最大距离为30多海里,被动式全向探测最大距离为60多海里。
火控系统包括潜艇上原有的MK113火控装置和“海长矛”导弹发射台。
●作战过程
携带“海长矛”的美国攻击潜艇在潜水巡游时,艇上的声纳探测系统在搜索水中目标,一旦发射目标,潜艇就测定目标的方位数据,并把此数据传输给火控系统的计算机。对于远距离的目标,则用“难驯的鲨鱼”系统来测定。此时,是利用飞机、卫星对目标进行探测,并将所测得的目标方位数据发送给地面数据处理中心进行分析处理,当确定该目标需要攻击时,就把目标数据再通过卫星发送给潜艇。当火控计算机接收到目标数据,并确认目标已进入“海长矛”的作战半径时,就计算出“海长矛”的飞行弹道,并把飞行弹道数据输给“海长矛”。导弹按此飞行弹道就能飞到目标上空。
发射人员通过发射台上的目标显示器来确定导弹的最佳发射时间,当最佳发射时间到来时,就按下发射按钮,“海长矛”连同它的容器从标准鱼雷发射管中射出。“海长矛”是一种发射后不管的导弹,此后潜艇与导弹就无任何联系。运载器在无动力情况下,靠浮力浮出水面,导弹发射机在容器内点火,同时容器前盖自动、及时打开,导弹冲击容器向空中飞去。飞出容器后的“海长矛”会自动地先定位然后再向空中爬升。在空中飞行的“海长矛”由弹上的惯性导航系统指挥,按发射前确定的弹道作弹道式飞行。弹上的固体火箭发动机在推进剂燃完后就从弹体上脱落而掉入大海。此后导弹继续作弹道式飞行,是无动力飞行,一直飞到目标上空。
导弹到达目标上空后,弹内的减速降落伞就自动地从导弹内弹出,由于降落伞的减速作用,把与降落伞连在一起的鱼雷从弹体内拉出。在降落伞的作用下,鱼雷慢慢降下落入水中,入水时降落伞自动与鱼雷断开。鱼雷入水后它的推进系统、寻的系统与操纵系统都启动工作。由寻的系统搜索目标,搜索到目标后就由操纵系统把鱼雷导向目标,直到击中。
“鱼叉”巡航导弹:该型导弹主要用于攻击敌水面舰船,是美国核潜艇普遍装备的一种导弹。该弹长4.58米,直径324毫米,翼展910毫米,重量667公斤,速度0.85马赫,射程110-130公里,巡航高度15米,末段攻击高度2-5米,战斗部装药227公斤,动力装置为涡轮喷气发动机加固体助推器,制导方式为惯性制导加主动雷达末段制导雷。
MK60型深水水雷:该型水雷长3.68米,直径533毫米,重量908公斤,战斗部为MK46型反潜鱼雷,战斗部装药40公斤。该型水雷布放后,雷锚上装有声引信,作用半径为1000米,当声引信发现目标后,可自动释放鱼雷,鱼雷的自导装置开启导向目标。该级艇还可布放MK65型航弹水雷。
“西埃姆”型防空导弹:该型导弹是美国80年代末期研制成功的一种水下发射的自卫式近程防空导弹,主要用于对付反潜飞机;该型导弹长2.54米,直径145毫米,重量67.5公斤,采用雷达红外双模导引头导引,装有高能炸药的破片杀伤式战斗部,近炸引信,最大速度为超音速,动力装置为二级固体发动机。
(2)电子设备
海狼级潜艇装备了美国最先进的新型AN/BCY-2型综合作战系统,从而使其战斗性能超过以往任何攻击型潜艇。美海军近年下大气力,研制一种先进的潜艇作战系统(简称SUBACS)。1989年SUBACS-A型已研制成功,首装在洛杉矶级SSN751“圣胡安”号潜艇上,称为AN/BCY-1型作战系统,使该艇的作战能力显著提高。AN/BCY-2型(SUBACS-B型)是AN/BCY-1型的改进和发展。主要的改进有以下几个方面:一是装备了新型的拖曳细线基阵和被动保角阵列,使声纳的探测距离成几倍的增加,极大地提高了潜艇的探测能力。二是增加了集中信息管理系统,使艇上各种探测设备和通信手段所获得的信息能迅速的得到综合处理和分析,为武器的使用提供了方便条件。三是改善了操作功能,显控台、标图系统、操作系统、水声电子对抗系统和外部通信系统均得到改进,使潜艇由目前的人工或有限的计算机控制改为全部由计算机自动制,从而缩短了作战反应时间,提高了武器发射能力。第四是提高了可靠性和生存能力。AN/BCY-2型综合作战系统采用了分布式计算机系统、声学系统、控制系统和卢对抗、电子系统,并将探测、识别、跟踪、分析、传递、决策、执行等任务融为一体,通过总线与分布式计算机系统相连。如果一台计算机出现故障,另一台计算机可自动执行该机任务,增强了生命力。第五是装备了冰下声纳和导航系统,提高了该艇的冰下作战能力。所以AN/BCY-2型综合作战系统与AN/BCY-1型系统相比,提高了自动化程度,缩短了作战反应时间,改善了火力控制能力,因此作战能力明显提高。 AN/BCY-2型综合作战系统主要由声纳子系统和作战指挥、武器控制子系统两大部分组成;声纳子系统由AN/BQQ-5型主被动综合声纳、TB-16被动拖曳基阵声纳和TB-23型细线基阵拖曳声纳、被动保角阵声纳、AN/BQQ-15型冰下探测声纳、探雷避雷声纳及增强积木式的声信号处理装置等组成。作战指挥和武器控制于系统由显控台、操作板、标图系统、武器发射控制设备、对抗和电子战系统等部分组成。
AN/BCY-2型综合作战系统的硬件由UYK-44型通用数字计算机、高分辨率显示器、高速度集成电路、光纤总线、接口设备等新一代的元器件和先进设备组成。该系统之所以先进,更在于它有一套内容十分丰富和先进的应用软件,这套软件将艇上的各种音响及电磁探测装置和各种通讯手段综合为一体,迅速分析捕获到的各种信息情报,并及时向指挥员提供决策依据,需要攻击时及时向指挥员提出应使用的武器和数量,需要防御时则向指挥员提供对抗措施和本艇的机动方案,实时显示战场态势和数据,并提供平时艇员的训练功能等。因此,该软件系统十分复杂,程序量高达3200万条指令,其中200多万条使用新的ADA语言编制。
(3)技术特点
海狼级攻击型核潜艇作为美海军第六代攻击型核潜艇,具有如下七大技术特点:
●攻击力强;
●航速高,机动能力强;
●装备长寿命高性能反应堆;
●噪声低,安静性航速高;
●下潜深度大,隐身性好;
●探测能力强;
●增强了冰下作战能力。
五、理想的“水下间谍”
2005年2月19日,以美国前总统吉米·卡特的名字命名的“吉米·卡特”号在美国康涅狄格州的新伦敦潜艇基地正式服役。这艘“海狼”家族的最新也是最后一位成员被军事分析家认为,是世界上综合作战能力最强的潜艇。
作为海狼家族的最新成员,“卡特”号的技术含量最高。它历时10年建造,成本高达32亿美元。艇身全长135米,排水12151吨。它在水下的巡航速度可达25节,最大下潜深度为610米。艇上装备着50枚“战斧”巡航导弹、“捕鲸叉”反舰导弹和MK48-5重型鱼雷,另外还携带100枚水雷。它是美军最先进、火力最强大的潜艇。
“卡特”号核潜艇的静音性比前两艘“海狼”还要好。它采用了浮阀减震、艇体表面敷设消声瓦、泵喷射推进等降噪技术,使噪声降到了90分贝左右,在高速行驶时比洛杉矶级核潜艇停靠码头时的动静还小。在下水之前,美海军对“卡特”号采取了极严格的保密措施,让它停靠在一个有顶的干船坞内,防止间谍或侦察卫星拍到它的组装过程。之所以这样做,是因为该艇将执行特殊任务。
与前两艘“海狼”相比,“卡特”的艇身长了30多米,排水量增加了2500吨,这是因为它加装了一个多任务平台。这个加长平台能担负新一代武器、传感器和水下航行装置的试验任务,还可以用来对水下战概念进行秘密研究、开发、测试和评估。同时,容纳窃听海底光缆和执行其他秘密任务所需的设备和操作技师。因此有人还把“卡特”号称为美国海军的“水下试验室”,以及担任美国海军的“水下间谍”。据美联社报道,仅加长部分就耗资9.23亿美元。美国国会曾就这项耗巨资、冒风险的窃听计划是否得不偿失举行过秘密听证会,最终决定满足国家安全局和海军所谓的“海洋特种战和战术侦察之需要”,同意再追加14亿美元的预算,使为海底窃听改建潜艇的经费高达24亿美元。
对于“卡特”号核潜艇的性能和主要用途,美军方大多含糊其词,只说是“执行特殊任务”、“在反恐战争中扮演至关重要的角色”。但美国家安全理事会专家巴姆福德则毫不隐晦地指出:“这艘核潜艇将来的主要功能就是搜集情报。虽然窃听海底光缆通信是违反国际条约的,但这些信息却十分有用。”通用电船公司的一位设计师也透露,改装后的“卡特”号核潜艇能携带数艘袖珍潜艇,让它们潜至海底通信光缆附近进行窃听,并由母艇上的巨型计算机破解窃听到的信号。美《海军时报》还透露,“卡特”号搭载了最先进的电子侦察设备,可以接近敌国海岸从事间谍活动。此外,它上面还可搭载“先进投送系统”,能一次投送50名全副武装的“海豹”特种兵。
六、被替代的命运
停产海狼级核潜艇意味着美海军当年为赢得“第三次世界大战”而拼命打造的“水下巨舰”时代宣告终结。今后,全新的弗吉尼亚级核潜艇将“粉墨登场”。资料显示,造价约22亿美元的弗吉尼亚级核潜艇是美军第一种专为应付冷战后威胁而研制的潜艇,该艇采用自动导航控制设备,因而具有更强近海作战能力,可执行反潜、反舰、远程侦察、特种作战以及用新型“战斧”式巡航导弹精确打击敌方陆上重要目标等任务,同时兼顾传统意义上的深海远洋作战能力。
弗吉尼亚级核潜艇是在美海军新的战略思想指导下,为适应新的军事战略需要而研制的多功能潜艇,代表了美国新的作战需求,计划建造30艘,将逐步替代目前在役的洛杉矶级,成为未来沿岸海区作战的主要兵力,在未来美海军战略中将担负更为重要的作用。
对于海狼级攻击核潜艇的此次移防,《西雅图邮报》毫不避讳地声称其目的就是出于对中国水下力量不断增长的担心。该报称,中国增长的防务开支让美国担心,美国必须从各方面加强军力,布什在2009财年还打算拨款210亿美元研究核武器。美国海军研究所在去年3月的报告中称,中国海军和力量投送“在能力和信心上以无所比拟的速度在增长”。
美国防部的《中国潜艇报告》则认为,潜艇部队建设已成为中国海军的优先发展目标,到2050年中美潜艇数量之比将扩大到3:1。由于“潜艇是最有效的反潜利器”,美军有观点认为,除了增派更多更先进的核潜艇到太平洋外,美国还必须维持现有的潜艇力量不会萎缩。
一、研发背景
“海狼”是美国海军在“洛杉矶”级之后研制的一种高性能、多用途攻击核潜艇,其设计初衷是为了在深海及大洋中与前苏联核潜艇进行对抗。
上世纪70年代,美国与苏联核军备竟赛十分激烈。美海军认为“洛杉矶”级艇存在一些缺点,比如垂赢发射筒和拖曳阵声呐占用了较多的压载水舱容积,降低了生命力;鱼雷管数景少,反浒能力有限等。另外,苏联弹道导弹核浒艇长期在北极冰层下活动,具有很强的生命力。
为保证美国在核动力攻击潜艇上的优势,美海军决定发展新型攻击型核潜艇海狼级。它被称之为21世纪的核潜艇,故首艇代号为SSN-21。原打算建造30艘,每艇预算16亿美元,后续艇预算每艇11-12亿美元,计划总耗资360亿美元。
海狼采用了最新的核潜艇技术,在下潜深度、隐身性能、武器配备等方面不惜代价、不遗余力,可执行反潜、反舰、对陆攻击以及布霄、护航等多种任务。然而,“海狼”首艇1989年10月25日开工后不久苏联就解体了。冷战结束,美国海军迅速调整了海军战略和核潜艇发展政策,重点由原来的以远洋作战为重点转变为以向近海地区进行远征作战为重点。在这一大的战略调整背景下,加上“海狼”造价又太高,克林顿政府于1995年决定海狼级核潜艇只建3艘,转而重点发展“廉价、多能”的弗吉尼亚级核潜艇。因此,尽管海狼级核潜艇技术最先进,但弗吉尼亚级攻击型核潜艇才真正反映了当今世界格局下美国对攻击型核潜艇的发展需求,“海狼”的结束是历史的必然。
二、使命与任务
海狼级攻击型核潜艇的主要使命如下:
1、该级艇是一级多用途攻击型核潜艇,主要使命是反潜;
2、为美国海上水而舰艇编队和弹道导弹核潜艇护航;
3、攻击敌水面舰艇;
4、进行屏障性巡逻和开展阻击战;
5、布雷;
6、向局部战争地区运送特种部队;
7、攻击陆上各种目标和设施。
三、服役状况
海狼级核潜艇共建造3艘,目前首艇“海狼”号、第2艘“康涅狄格”号、第3艘吉米·卡特号。分别于1997年、1998年和2005年服役。
1、总体性能与装备
●基本性能
排水量,水面/水下(L)
8060/9142
主尺度,长×宽×吃水(m)
107.6x12.9x10.9
轴功率MW(hp)
44.1(60000)
航速,水面/水下(kn)
20/39
续航力(n mile)
1000000
下潜深度(m)
610
艇员编制(名)
134(军官14名)
动力装置
1台S6W压水堆装置,2台蒸汽轮机,单轴,泵喷射推进器,1台辅推进潜水电动机
鱼雷发射管
8具660m
导弹
“战斧”巡航导弹、携带TLAM-N、TAlNS、FLAM-C/D弹头、TASM反舰导弹、“鱼叉”反舰导弹
鱼雷
MK48ADCAP鱼雷
水雷
100枚(换装鱼雷)
武器装载量
52枚
声呐
BQQ-5D(V)2综合声呐,2部3BQG-5D被动侦察声呐,TB29、TBl6D拖曳线列阵声呐,BQQ-15冰下探测及避雷声呐
导航
“奥米加”无线电导航系统,2部WSN-3型静电陀螺导航仪,WRN-6型GPS导航
雷达
BPS16 Ⅰ波段导航雷达
通信
WSC-3型卫星通信,BRA-34综合无线电系统,极低频通信
综合作战系统BSY-2系统USC-38EHFJMCIS
火控
MK2FCS
计算机
UYK-43/44
电子支援措施
WLQ-4(V)1,BLD-1侦察措施
对抗措施
鱼雷诱饵WLY-1系统
2、总体布置与结构
该级艇采用水滴形艇体,长宽比为8.34,接近最佳长宽比,阻力较小,有利于提高航速。首部声呐罩为钢制的,为防止受冰层破坏,提高破冰能力。指挥台同壳矮小,位置更靠近首都,将同壳舵改成首水平舵,且比较偏低,能够伸缩,有利于冰下活动。采用“术”字型尾舵,操纵性好。
该级艇采用单壳体结构,耐压艇体分为三大舱,指挥舱、反应堆舱和主辅机舱。每个分舱都比较大,因而不沉性并不重要,主要靠隐蔽性提高生命力。陔级艇体采用HY-100钢,下潜深度可达610m。
该级艇第3艘艇结构有所调整。鱼雷舱渊整后具有更大的空间,可容纳50名突击队员。装备了较大的逃生舱,救生能力强。艇体采刚HY-130钢,提高了艇的强度。
四、综合性能
1、排水量
水面8060吨,水下9142吨;主尺度:长107.6米,宽12.9米,吃水10.9米;动力装置为1台S6W压水堆装置,2台蒸汽轮机,单轴,并配有泵喷射推进器,1台辅推进潜水电动机轴功率:60000马力;航速:水面20节,水下39节;续航力:1000000海里;下潜深度:610米;艇员编制:134人(军官14名)
2、外型特点
海狼级潜艇的外型一反美国核潜艇长期以来倾向的较大长宽比的传统。重新采用了像1953年建造的“大青花鱼”号试验艇那样的小长宽比的良好水滴型线型。“大青花鱼”号潜艇是在流体力学充分研究的基础上建造的试验艇,该艇试验已经证明:长宽比在7:5左右、首尾呈漂亮的纺锤样式的水滴型线型,具有水下航行的最小阻力。海狼级与洛杉矶级相比,长度由109.9米减少到99.4米,缩短了10.5米1宽度则由10.1米增加到12.9米,加宽了2.8米;长宽比由10.88降到7.7;排水量由6900吨增加到9150吨,增加了30%以上。采用这样的艇型为海狼级潜艇带来如下好处:
●在给定排水量下,减少了艇体的湿表面积,从而使该艇对主动声纳信号的反射面积减少,增加了潜艇的隐身性能。
●在给定排水量和主机功率下,由于艇体减少了阻力,提高了潜艇的航速。
●减少潜艇的回转半径,改善了机动性。
●小长宽比线型使耐压壳体直径增大,可以允许容纳更多的新型设备。
该级艇的指挥台围壳布置在距首端艇长的1/3处,其形状也改变了以往美国核潜艇所采用的较高大同壳形状,而将其设计成窄小的流线型围壳。
首水平舵重新安装在首部舷侧,其原因一是由于指挥台同壳窄小难以安装首水平舵,另一是考虑要提高首水平舵的效率。旨水平舵布置在首部以后,会给首部声纳带来流体噪声和高速航行时纵倾控制的困难,同时在靠离码头和冰区航行时也为该舵带来碰撞的危险。为此,该艇将首水平舵作成可伸缩式的,在艇中低速航行需要使用水平舵时,将舵伸出使用。而高速航行、离靠码头和冰区航行时,将舵收回到艇体以内,外面用自功启动的盖板将舵孔封闭,从而解决了该舵改变布置后产生的上述问题。
该艇的尾部布置有美国核潜艇通用的十字形交叉尾鳍,与一般潜艇不同的是在该十字形尾鳍下方左右舷45度位置增加了两块带端板的稳定翼,其目的是增加潜艇的稳定性,避免转向时出现倾角过大的现象。
3、结构和材料
该级艇的结构仍然是采用美国核潜艇传统的单壳体形式。对于该级艇的结构是采用单壳体,还是像原苏联潜艇那样采用双壳体结构,以便更有效地降低武器命中时的破坏程度和提高艇的生命力,专家们经过反复论证,还权衡了各种利弊,最后仍然决定采用单壳体形式,以便节省腿壳材料和加快建造周期。对于艇体材料的选取,美国还不能像原苏联那样采用铝合金,原打算采用正在研制的HY-130高强度钢,该钢的屈服强度为91公斤/毫米2,但由于HY-130钢的焊接工艺等方面还存在问题,除少量结构及海水管路经过严格的检验仍采用此钢外,海狼级潜艇主要的19种结构的构架、构件均改用已研制成功的既能抗震又能抗海水压力的HY-100高强度钢制造。此种钢屈服强度为82公斤/毫米2,海狼级潜艇采用此种钢后,其下潜深度将比采用屈服强度为56公斤/毫米2的HY-80钢建造的洛杉矶级潜艇增加25%以上。洛杉矶级的下潜深度为450米,海狼级的下潜深度将达到560-600米。为了满足海狼级潜艇在冰区作战穿透冰层的要求,制造好的壳体全部经过淬火处理使其变得更硬。由于使用了HY-100高强度钢,减轻了耐压壳体的重量,这样更有利于平衡由于安装更重的核反应堆和泵喷射推进装置所增加的重量,使该型艇获得更高的航速。
4、动力装置
海狼级潜艇的核动力反应堆采用了美国海军反应堆署近年来为水面舰艇研制成功的一种新型的S6W型加压水冷式反应堆。这种反应堆结构紧凑,输出功率大。其最大功率为60000马力,比洛杉矶级潜艇的S6G型反应堆的35000马力功率增加了70%左右。其中,30%用于弥补其排水量的增加,另外40%用于提高该艇的航速,加上该级艇在减阻方面所采取的措施,“海狼”的水下航速将达到35节以上,接近原苏联s级和M级攻击型核潜艇的航速。
海狼级潜艇在选择反应堆时曾经考虑过鲟鱼级的S5W型、洛杉矶级的S5G型和俄亥俄级的S8G型等三型。S8G型反应堆因为太笨重,海狼级容纳不下,首先被淘汰。其它两型权衡利弊后,因功率过小等也没有采用。最后终于决定在攻击型核潜艇上首次采用S6W型反应堆。该反应堆功率大、噪声小、安全可靠、体积合适。为使该反应堆适应于深潜使用,动力装置的管路系统采用了高强度钢制造,使其更加安全。海狼级潜艇的推进装置采用了蒸汽轮机电力传动装置,并是第一艘采用“泵喷射推进器”的潜艇,因而使潜艇的噪声大幅度降低。
5、最安静的潜艇
为了继续保持在核潜艇质量上的领先地位,美国在海狼级潜艇的设计中首先对安静性给予了特别重视,在该艇上集中了美国历年来存降噪研究方面所取得的各种最新成果,要求该级艇要比现役的洛杉矶级潜艇安静好几倍,在降噪量级上要有一个飞跃。
核潜艇的噪声源主要有三种,机械吸声、螺旋桨噪声和水动力噪声。机械噪声是潜艇内各种运动机械工作时产生的噪声,它们通过基座、马脚等与艇体连接的部分,将这种振动与噪声通过艇体传到水中辐射出去。核潜艇的机械噪声尤以一回路主循环泵、减速齿轮箱、液压系统最为严重,前两者是核潜艇的主要噪声源。螺旋桨噪声主要由空泡噪声、叶片噪声和螺旋桨振动产生的噪声组成。水动力噪声是水分子的湍流噪声,主要发生在艇体表面的孔穴、突出体、指挥台围壳和尾部等部位。
海狼级潜艇针对以上噪声源实行了综合治理。从艇体外型、结构、布置、设备选型、减振消声手段等各个环节进行了精心的设计,提出了严格的要求,层层把关,严格验收,以求使该艇在降噪方面有个量的突破,成为真正安静化的潜艇。
该艇级的核动力装置采用了自然循环反应堆,降低了回路的噪声,提高了战术机动航速。一般核潜艇的反应堆,在一回路的管系中安装有较大功率的主循环水泵,其作用是使一回路的载热剂循环起来,将反应堆压力壳内核燃料所产生的热量及时带出,在蒸发器内将二回路的水加热成为蒸汽,驱动蒸汽轮机。同时,一回路的载热剂在蒸汽发生器中获得冷却,再循环回到反应堆继续工作。所以核动力装置工作时,主循环泵要不停地转动,产生了很大的振动和噪声,成为核潜艇主要噪声源之一。海狼级耐压壳直径为12.9米,较一般攻击型核潜艇直径增大了2.8米,故可采用高度较大的S6W型自然循环反应堆,同时可将蒸汽发生器布置得更高。因此,当反应堆运行时,利用一回路的载热剂在蒸汽发生器前后的温差和载热剂本身的重力,就能在反应堆内自然进行工作,而无需使用主循环水泵,从而有效地降低了一回路的工作噪声。海 狼级潜艇靠反应堆自然循环方式工作可获得20节的战术机动航速(低噪声最大航速),远高于原苏联80年代新造的S、M和鲨鱼级攻击型核潜艇10节的战术机动航速。以往美国在核潜艇上采用自然循环反应堆的还有“一角鲸”号和俄亥俄级,实践证明它们在中低速航行时,噪声比其它核潜艇明显降低。使用自然循环反应堆不但消除了主循环泵的噪声,同时还能节约反应堆的功率。因为主循环泵工作时要消耗大量的能源,高速时其消耗甚至可达10%。海狼级潜艇采用了新型的蒸汽轮机电力推进方式,取消了减速齿轮箱,从而大大地降低了潜艇的噪声。以往美国的核潜艇几乎全部采用蒸汽轮机减速齿轮推进方式,蒸汽轮机的工作转速为6000-7000转/分,而螺旋桨的最佳转速仅为200-300转份,蒸汽轮机要带动螺旋桨工作,不得不在两者之间增加一个大型的减速齿轮箱来进行变速。该齿轮箱工作时将产生强噪声,是核潜艇的主要噪声源之一。
海狼级潜艇采用电力推进后,由蒸汽轮机直接带动发电机发电,发出的电流驱动一个低转数的主推进电机,以带动螺旋桨工作。美国以往在“利普斯科姆”号核潜艇上也采用了蒸汽轮机电力推进方式,使用证明潜艇的噪声明显降低。但该艇权造了一艘,其主要原因是当时制造主推进电机的钢材太重,以至功率和尺寸不能设计得太大,电机太重将使潜艇尾部过重而难以平衡,电机太大又不好布置。所以,尽管“利普斯科姆”号潜艇降低了噪声,但航速却不能提高,仅达到22节。近来美国已研制成功用于推进电机的高强度轻质混合材料,井在潜艇主推进电机上获得了应用。大功率、小尺寸、重量轻的主推进电机成为现实,为海狼级潜艇采用电力推进提供了方便。
海狼级潜艇采用了新型的“泵喷射推进器”,减少了螺旋桨的噪声。潜艇的螺旋桨由于叶片周向载荷的不均匀,旋转时将会产生空泡、鸣音和振动,发出高强度的噪声。为了降低螺旋桨的噪声,各国研究者们进行了大量的工作,先后研究出双反转螺旋桨、七叶大直径螺旋桨、香蕉型浆叶大侧斜螺旋桨、高阻尼材料螺旋桨等。这些桨不同程度地改善了桨叶处的水流和压力状态,减少了螺旋桨的振动和噪声,并在各类潜艇上获得了广泛的运用。
“泵喷射推进器”是近期发展的新型推进器,先在美国MK48型鱼雷上成功地得到运用,后推广到潜艇上来。英国在1983年建成的特拉法尔加级攻击型核潜艇上首先采用了这种推进器,其噪声级比当时英国最安静的常规潜艇奥白龙级还小。所谓“泵喷射推进器”实际上是在一个多叶片、大螺旋桨外面罩以导管、导营的前方有一圈固定的导向叶片作为定子,螺旋桨在导管内作为转子低速转动推动潜艇运动。这种推进器既能改变螺旋桨叶片的压力分布,防止空泡产生,又能改善尾流性能,减少尾波的形成,使航迹模糊,导管还可以屏蔽螺旋桨噪声辐射,从而大幅度地降低了螺旋桨的噪声,提高了潜艇的隐蔽性。
艇上所有的运动机械都经过了严格的降噪设计,并进行了严格的检测,且通过机械绝缘和减振的方法,来减小振动机械与结构向艇体传送振动能量,以减弱和消除噪声。为此,所有设备都安装在高效能减振机座、弹性支座和弹性减振器上,重要的主机、辅机等机械采用了整体双层减振基座,振动较大的设备采用缓冲振动的覆盖层和空气夹层等,来减小机械振动:系统管路采用尽可能多的弹性连接管与艇体相接,对流体强烈作用的管路采用降低流速、局部管路采用阻尼软管和力口消音器的办法,来减少流体冲击振动和隔绝此种的振动传到艇体上。通过以上措施,降低了机械噪声和管系流体噪声的辐射,从而降低了潜艇的噪声。
该艇外表面设计得非常光滑,很少有突出体暴露。艇体与指挥台围壳上的开孔数量降到了最少,大的开孔均设计了活动盖板,该板能自动启闭,关闭后的艇体从外观上几乎看不到开孔,从而降低了艇体的噪声。另外,该艇的指挥台围壳与艇体的交接处采用了弧形圆滑过渡,减少了围壳与艇体间的干扰,降低了阻力和噪声。在艇体的结构设计时亦考虑到安静化的要求。主体结构采取了钢度大的单壳体形式,所有的构件都在实验室经过多次结构和激振实验,以避免产生局部振动和总振动。在轻壳体部位,甲板与耐压壳体不直接相连,其问采用弹性材料装甲连接。艇体材料使用了HY100高强度钢,使该艇的下潜深度增大到600米,增加了该艇的隐蔽性。该艇在艇体外部敷设一层厚厚的阻尼吸声橡胶(俗称消声瓦)。该敷层既能吸收敌方主动声纳的探测声波,又能隔缘和降低本艇的噪声,使艇体表面形成一个良好的无回声层,从而达到隐身的目的。这种消声瓦是前苏联60年代首先开始研制的,并于80年代韧陆续装艇。这种消声瓦每块大小为85厘米×90厘米,厚度为80-150毫米,由合成橡胶制成。其结构为两层,外层为实心固体,内层设置了各种尺寸的尖劈形空腔和其他形状的孔洞,能针对敌方声纳系统工作频率的声波,使美国的BQQ-5型声纳系统和自导鱼雷检测前苏联潜艇的能力降低。前苏联S、M和壁鱼级攻击型潜艇敷设这种消声瓦后,据报导可使放方声纳探测能力降低50%-70%,本艇噪声降低10-20分贝。鉴于这种消声瓦隐身效果显著,西方海军国家纷纷效仿。美国在洛杉矾级第20艘艇“圣胡安”号上开始,加装类似的吸音泡沫橡胶消声瓦。该级艇为了降低舱室内部噪声,除了在壳体内部和舱壁上大量地敷设吸声材料、在噪声强的设备上加装隔声罩、消音器和设立隔声室外,还采用了新型的有源消声技术。在空气噪声较大的战位和其它工作空间,针对该处的空气噪声特性设计出一种氏音响声源系统。该系统能发出与原空气噪声振幅相同但相位相反的音响,来抵消该处原来的空气噪声,达到安静的日的。这种主动消声技术在新建的洛杉矾级潜艇的空调部位和噪声较大的舱室已经获得应用,在英国的特拉法尔加级核潜艇上也已采用。使用证明该技术对舱室空气噪声降噪效果明显。
海狼级攻击型核潜艇采用以上安静化措施后,使本艇的噪声大幅度地降低。据报导该级艇的噪声降低了15分贝以上,噪声级达到90-100分贝。这一量级已经低于海洋背景噪声。如果按声传播的指数规律,每下降3-4分贝,声传播距离减少一半,该级艇的辐射噪声量级非常低,将使敌人声纳难以检测到该艇,使该级艇成为一级真正的安静型潜艇。同时,该级艇的建成在噪声领域内使美国潜艇又将领先于世界,使海狼级潜艇成为21世纪初最具威力的攻击型核潜艇。
6、武器控制与电子系统
海狼级攻击型核潜艇是一级真正的多用途潜艇。为适应未来作战需要,该级艇配备了最先进的武器装备和作战系统,增加了武器的种类和装载量,提高了探测能力和自动化程度,是美国迄今为止武器和攻击力量最强大的攻 击型核潜艇。
(1)武器装备
海狼级潜艇的鱼雷发射管数量由洛杉矶级潜艇的4具增加到8具,分左右两排布置在首部,每排从上到下各4具。8管中6管直径为533毫米,2管直径增大到750毫米。直径增大的目的一是可采用自航方式发射鱼雷,增加发射时的隐蔽性,另一是为今后发射更先进的大型鱼雷等武器留有余地。美海军认为,即使像MK48-5型这样的重型鱼雷,也仅能勉强对付深水中的前苏联A级潜艇。为适应未来的海战,必须研制性能更好、威力更强的新型鱼雷。该级艇为快速装填鱼雷或导弹,在首舱内鱼雷发射管后方配备有两套鱼雷自动装填设备,以便武器发射后能很快地重新装填,做好再次发射准备,提高武器的发射速度。该级艇鱼雷发射管数量成倍增加的原因在于能装载多种类型的武器和提高每个发射管的武器发射率。因为像洛杉矶级潜艇那样仅有4具鱼雷发射管,当发射MK48型线导鱼雷时,出于雷后拖着一条通过发射管的长导线,在导引鱼雷阶段和导线未被收起之前,该发射管不能重新装填鱼雷,这在很大程度上限制了每个鱼雷发射管的潜在发射率,影响了潜艇快速攻击目标的能力。如果潜艇还要同时对付几个目标,发射管装载多种武器,4具发射管显然是不够用的。为适应短时间内快速攻击多个目标的要求,装备8具鱼雷发射管是非常必要的。鉴于该艇的8具鱼雷发射管具有快速发射能力,该级艇不装备洛杉矶级潜艇那种垂直导弹发射筒。
由于要装载多种武器,攻击多个目标,而每种武器又要保持一定的基数,海狼级潜艇的武器装载量大幅度的增加。与美国目前的攻击型核潜艇相比,武器数量由24枚增加到50枚以上,增加了将近一倍。
武器的种类有MK48-5型重型鱼雷,“战斧”巡航导弹,MK60“捕手”型水雷和“西埃姆”型防空导弹等。各种武器的情况如下:
MK48-5(ADCA)型重型鱼雷:MK48系列于1972年服役,是美国海军现役的主要重型鱼雷。它是反潜/反舰通用型鱼雷。
该雷的使命既能攻舰又能反潜。该雷是前洛杉矶级潜艇使用的MK48-4型鱼雷的改进型。改进后航速、潜深、声学性能和自导能力均比MK48-4型鱼雷有较大的提高。MK48-5型鱼雷直径为533毫米,长度5.85米,重量1582公斤,航速60行,航程46000米,潜深1200米,战斗部装药100-150公斤,制导方式为线导加主被声自导,由于改进电子线路,自导系统信息处理具有智能化能力。发动机为热动力斜盘机,主机功率500马力。该雷除在一般海情工作外,还能适应恶劣海情、浅水海域和冰层以下有效地工作,能比较有效地对付前苏联现役潜艇。
“战斧”多用途巡航导弹:该型导弹既可用于攻击海上航行目标,又可用于对陆上目标进行常规攻击或核攻击,具有战术和战略两种作战能力。该导弹长6.2米,直径0.5米,翼展3.2米,重量1224公斤,飞行高度15-100米,速度0.7马赫。反舰导弹射程为460公里,战斗部装药454公斤;对陆攻击导弹放大射程2500公里,战斗部装药454公斤或20万吨TNT当量的核弹头。
无论是何种形式的“战斧”巡航导弹,它的外型尺寸、重量、助推器、发射平台都相同。不同之处主要是弹头、发动机和制导系统。在潜艇上既可用鱼雷发射管发射,也可用垂直发射器发射。导弹在航行中,采用惯性制导加地形匹配或卫星全球定位修正制导,射程在450-2500公里,飞行时速约800公里。据称,其命中精度可达到2000公里以内误差不超过10米的程度。
“战斧”巡航导弹巡航高度,海上为7-15米,陆上平坦地区为60米以下,山地150米,有很强的低空突防能力。美国在1991年海湾战争中首次使用“战斧”巡航导弹,此后又在多次战争中使用。
“海长矛”反潜导弹:在众多的反潜武器中,鱼雷仍然是潜舰艇的克星,如果把鱼雷“导弹化”,则更能极大地打击潜艇。正是在这一构想上,美国研制并装备了“阿斯洛克”、“萨布洛克”反潜导弹。随后,又要求反潜导弹远射程、智能化、大威力、高航速,于是就提出用“海长矛”导弹来代替“萨布洛克”等,目l的是为了对付前苏联的A级潜艇。
“海长矛”的研制费用为29亿美元。由美国波音公司负责研制,是一种从水下在敌方防区外发射的弹道式反潜导弹。
“海长矛”上世纪八十年代初作为导弹型号发展,原计划装备在鲟鱼级潜艇、洛杉矶级潜艇、海狼级潜艇,以及斯普鲁恩斯级驱逐舰、阿利·伯克级导弹驱逐舰、提康德罗加级导弹巡洋舰上。在研制过程中考虑到“海长矛”能从潜艇现有的鱼雷发射管发射,并能与艇上的现有数字式火控系统相配合,这样就大大节省了研制经费,可使更多的潜艇与水面舰艇装备它。
●基本性能
该弹长6.1米,直径533毫米,射程100公里,发动机是一台固体火箭发动机,使用后即被抛掉。战斗部为MK50型轻型反潜鱼雷。
该导弹由4大部分组成,即:弹体与尾翼,鱼雷或核深水炸弹,制导与控制系统组件,发动机。
弹体头部呈锥形,前、后部弹体都为圆柱体,前部直径较小,后部直径较大,中间为过渡段,呈锥柱形。在尾部有4个卷曲的尾翼。弹体可分为三个阶段,前舱段放置鱼雷或核深水炸弹,中舱段放置制导与控制系统组件以及减速降落伞,后舱段放置发动机。
根据作战需要,“海长矛”可装鱼雷核深水炸弹。鱼雷为美国80年代末期研制成功的MK50型鱼雷,这是一种轻型鱼雷,1975年由霍尼韦尔公司水下系统分公司研制,1985年进行海上试验,现已装备舰艇。鱼雷航速大于20节,航程60公里,内装67千克炸药,能定向爆炸,可对付潜深达600米的前苏联A级潜艇。
核深水炸弹选用B57原子弹,其TNT当量为5000-10000吨,它的贮存器长3.03米,直径374.6毫米。
制导与控制系统组件包括惯性导航系统、微处理机、电子设备和尾翼操纵机构等。微处理机是一种数字化可编程微处理机,采用Z800-2B、Z8070通用基片,内存能力为128K,运算速度50万次/秒,它是整个系统的核心。系统中使用的语言是美国海军标准程序语言。尾翼操纵机构的尾翼伺服马达与其电子设备组成一个整体,它们都由微处理机进行全数字化控制。
●武器系统
“海长矛”武器系统包括“海长矛”导弹,导弹水下发射器,发射装置,目标探测装置,火控系统等。
水下发射导弹可采用二种方式。一种是全裸水下发射,就是弹体不用任何包装,发射后裸露的导弹在水中航行、出水、在空中飞行,这种发射方式可称为“湿发射”。“萨布洛克”采用的是“湿发射”。另一种发射方式是将导弹装在一个容器内,容器装着导弹从潜艇 中射出,靠浮力浮出水面,导弹点火从容器中射出。这种发射方式导弹不沾水,称为“干发射”。“海长矛”采用的是干发射。干发射的优点是导弹不必承受发射深度下的流体静压(由容器承受),导弹始终保持干燥,可不必考虑导弹在水中的弹道设计,可以巧妙地靠容器的浮力构成一个力矩,从而控制容器的水下弹道,并能使容器前盖先浮出水面。缺点是导弹尺寸要小一些,需考虑导弹出水时与容器的分离问题,还必须设计制造出一个高强度、低密度的导弹容器。
“海长矛”导弹所用的容器直径为533毫米,它由圆柱形筒体、前盖和后盖组成。为了达到高强度、低密度要求,容器简体的结构较复杂,所用材料也较多。从外到里可分6层,即:凯夫拉/环氧树脂表皮,酚醛树脂蜂窝夹层,石墨/环氧树脂外蒙皮,酚醛树脂蜂窝夹层,石墨/环氧树脂内蒙皮,减震热。半球形的前盖上装有减压活门,出水传感器,检漏器,分离系统,电缆等。出水传感器能感受到前盖已露出水面,从而使用盖分离系统工作。倒凹形的后盖上有脐带接头、功率变换器、解除保险开关、检漏器、放气孔、纵向减震器等。纵向减震器由4个纵向冲击隔离器组成,位于导弹与后盖之间。它们将导弹紧固于后盖之上,使导弹免于纵向冲击,同时也限制导弹相对于容器作纵向活动。前、后盖通过螺栓与圆筒体结合。
发射装置为各种潜艇上装有的标准鱼雷发射装置。
当在水面舰艇上装备“海长矛”时,发射装置有用现有的MK41垂直发射装置。MK41是一种8乘8的阵列式发射装置,共可装弹64枚,可混装“海长矛”和其它舰空、舰舰导弹。
目标探测装置有两种,一种是近距离艇上声纳装置,另一种是探测远距目标的“难驯的鲨鱼”系统。在洛杉矶级潜艇上装的声纳装置是AN/BQQ-5多站声纳,它由主动声纳、拖线列声纳、被动式快速定位声纳和侦察声纳等组成。多站声纳对敌潜艇的探测距离为:主动式定向探测最大距离为30多海里,被动式全向探测最大距离为60多海里。
火控系统包括潜艇上原有的MK113火控装置和“海长矛”导弹发射台。
●作战过程
携带“海长矛”的美国攻击潜艇在潜水巡游时,艇上的声纳探测系统在搜索水中目标,一旦发射目标,潜艇就测定目标的方位数据,并把此数据传输给火控系统的计算机。对于远距离的目标,则用“难驯的鲨鱼”系统来测定。此时,是利用飞机、卫星对目标进行探测,并将所测得的目标方位数据发送给地面数据处理中心进行分析处理,当确定该目标需要攻击时,就把目标数据再通过卫星发送给潜艇。当火控计算机接收到目标数据,并确认目标已进入“海长矛”的作战半径时,就计算出“海长矛”的飞行弹道,并把飞行弹道数据输给“海长矛”。导弹按此飞行弹道就能飞到目标上空。
发射人员通过发射台上的目标显示器来确定导弹的最佳发射时间,当最佳发射时间到来时,就按下发射按钮,“海长矛”连同它的容器从标准鱼雷发射管中射出。“海长矛”是一种发射后不管的导弹,此后潜艇与导弹就无任何联系。运载器在无动力情况下,靠浮力浮出水面,导弹发射机在容器内点火,同时容器前盖自动、及时打开,导弹冲击容器向空中飞去。飞出容器后的“海长矛”会自动地先定位然后再向空中爬升。在空中飞行的“海长矛”由弹上的惯性导航系统指挥,按发射前确定的弹道作弹道式飞行。弹上的固体火箭发动机在推进剂燃完后就从弹体上脱落而掉入大海。此后导弹继续作弹道式飞行,是无动力飞行,一直飞到目标上空。
导弹到达目标上空后,弹内的减速降落伞就自动地从导弹内弹出,由于降落伞的减速作用,把与降落伞连在一起的鱼雷从弹体内拉出。在降落伞的作用下,鱼雷慢慢降下落入水中,入水时降落伞自动与鱼雷断开。鱼雷入水后它的推进系统、寻的系统与操纵系统都启动工作。由寻的系统搜索目标,搜索到目标后就由操纵系统把鱼雷导向目标,直到击中。
“鱼叉”巡航导弹:该型导弹主要用于攻击敌水面舰船,是美国核潜艇普遍装备的一种导弹。该弹长4.58米,直径324毫米,翼展910毫米,重量667公斤,速度0.85马赫,射程110-130公里,巡航高度15米,末段攻击高度2-5米,战斗部装药227公斤,动力装置为涡轮喷气发动机加固体助推器,制导方式为惯性制导加主动雷达末段制导雷。
MK60型深水水雷:该型水雷长3.68米,直径533毫米,重量908公斤,战斗部为MK46型反潜鱼雷,战斗部装药40公斤。该型水雷布放后,雷锚上装有声引信,作用半径为1000米,当声引信发现目标后,可自动释放鱼雷,鱼雷的自导装置开启导向目标。该级艇还可布放MK65型航弹水雷。
“西埃姆”型防空导弹:该型导弹是美国80年代末期研制成功的一种水下发射的自卫式近程防空导弹,主要用于对付反潜飞机;该型导弹长2.54米,直径145毫米,重量67.5公斤,采用雷达红外双模导引头导引,装有高能炸药的破片杀伤式战斗部,近炸引信,最大速度为超音速,动力装置为二级固体发动机。
(2)电子设备
海狼级潜艇装备了美国最先进的新型AN/BCY-2型综合作战系统,从而使其战斗性能超过以往任何攻击型潜艇。美海军近年下大气力,研制一种先进的潜艇作战系统(简称SUBACS)。1989年SUBACS-A型已研制成功,首装在洛杉矶级SSN751“圣胡安”号潜艇上,称为AN/BCY-1型作战系统,使该艇的作战能力显著提高。AN/BCY-2型(SUBACS-B型)是AN/BCY-1型的改进和发展。主要的改进有以下几个方面:一是装备了新型的拖曳细线基阵和被动保角阵列,使声纳的探测距离成几倍的增加,极大地提高了潜艇的探测能力。二是增加了集中信息管理系统,使艇上各种探测设备和通信手段所获得的信息能迅速的得到综合处理和分析,为武器的使用提供了方便条件。三是改善了操作功能,显控台、标图系统、操作系统、水声电子对抗系统和外部通信系统均得到改进,使潜艇由目前的人工或有限的计算机控制改为全部由计算机自动制,从而缩短了作战反应时间,提高了武器发射能力。第四是提高了可靠性和生存能力。AN/BCY-2型综合作战系统采用了分布式计算机系统、声学系统、控制系统和卢对抗、电子系统,并将探测、识别、跟踪、分析、传递、决策、执行等任务融为一体,通过总线与分布式计算机系统相连。如果一台计算机出现故障,另一台计算机可自动执行该机任务,增强了生命力。第五是装备了冰下声纳和导航系统,提高了该艇的冰下作战能力。所以AN/BCY-2型综合作战系统与AN/BCY-1型系统相比,提高了自动化程度,缩短了作战反应时间,改善了火力控制能力,因此作战能力明显提高。 AN/BCY-2型综合作战系统主要由声纳子系统和作战指挥、武器控制子系统两大部分组成;声纳子系统由AN/BQQ-5型主被动综合声纳、TB-16被动拖曳基阵声纳和TB-23型细线基阵拖曳声纳、被动保角阵声纳、AN/BQQ-15型冰下探测声纳、探雷避雷声纳及增强积木式的声信号处理装置等组成。作战指挥和武器控制于系统由显控台、操作板、标图系统、武器发射控制设备、对抗和电子战系统等部分组成。
AN/BCY-2型综合作战系统的硬件由UYK-44型通用数字计算机、高分辨率显示器、高速度集成电路、光纤总线、接口设备等新一代的元器件和先进设备组成。该系统之所以先进,更在于它有一套内容十分丰富和先进的应用软件,这套软件将艇上的各种音响及电磁探测装置和各种通讯手段综合为一体,迅速分析捕获到的各种信息情报,并及时向指挥员提供决策依据,需要攻击时及时向指挥员提出应使用的武器和数量,需要防御时则向指挥员提供对抗措施和本艇的机动方案,实时显示战场态势和数据,并提供平时艇员的训练功能等。因此,该软件系统十分复杂,程序量高达3200万条指令,其中200多万条使用新的ADA语言编制。
(3)技术特点
海狼级攻击型核潜艇作为美海军第六代攻击型核潜艇,具有如下七大技术特点:
●攻击力强;
●航速高,机动能力强;
●装备长寿命高性能反应堆;
●噪声低,安静性航速高;
●下潜深度大,隐身性好;
●探测能力强;
●增强了冰下作战能力。
五、理想的“水下间谍”
2005年2月19日,以美国前总统吉米·卡特的名字命名的“吉米·卡特”号在美国康涅狄格州的新伦敦潜艇基地正式服役。这艘“海狼”家族的最新也是最后一位成员被军事分析家认为,是世界上综合作战能力最强的潜艇。
作为海狼家族的最新成员,“卡特”号的技术含量最高。它历时10年建造,成本高达32亿美元。艇身全长135米,排水12151吨。它在水下的巡航速度可达25节,最大下潜深度为610米。艇上装备着50枚“战斧”巡航导弹、“捕鲸叉”反舰导弹和MK48-5重型鱼雷,另外还携带100枚水雷。它是美军最先进、火力最强大的潜艇。
“卡特”号核潜艇的静音性比前两艘“海狼”还要好。它采用了浮阀减震、艇体表面敷设消声瓦、泵喷射推进等降噪技术,使噪声降到了90分贝左右,在高速行驶时比洛杉矶级核潜艇停靠码头时的动静还小。在下水之前,美海军对“卡特”号采取了极严格的保密措施,让它停靠在一个有顶的干船坞内,防止间谍或侦察卫星拍到它的组装过程。之所以这样做,是因为该艇将执行特殊任务。
与前两艘“海狼”相比,“卡特”的艇身长了30多米,排水量增加了2500吨,这是因为它加装了一个多任务平台。这个加长平台能担负新一代武器、传感器和水下航行装置的试验任务,还可以用来对水下战概念进行秘密研究、开发、测试和评估。同时,容纳窃听海底光缆和执行其他秘密任务所需的设备和操作技师。因此有人还把“卡特”号称为美国海军的“水下试验室”,以及担任美国海军的“水下间谍”。据美联社报道,仅加长部分就耗资9.23亿美元。美国国会曾就这项耗巨资、冒风险的窃听计划是否得不偿失举行过秘密听证会,最终决定满足国家安全局和海军所谓的“海洋特种战和战术侦察之需要”,同意再追加14亿美元的预算,使为海底窃听改建潜艇的经费高达24亿美元。
对于“卡特”号核潜艇的性能和主要用途,美军方大多含糊其词,只说是“执行特殊任务”、“在反恐战争中扮演至关重要的角色”。但美国家安全理事会专家巴姆福德则毫不隐晦地指出:“这艘核潜艇将来的主要功能就是搜集情报。虽然窃听海底光缆通信是违反国际条约的,但这些信息却十分有用。”通用电船公司的一位设计师也透露,改装后的“卡特”号核潜艇能携带数艘袖珍潜艇,让它们潜至海底通信光缆附近进行窃听,并由母艇上的巨型计算机破解窃听到的信号。美《海军时报》还透露,“卡特”号搭载了最先进的电子侦察设备,可以接近敌国海岸从事间谍活动。此外,它上面还可搭载“先进投送系统”,能一次投送50名全副武装的“海豹”特种兵。
六、被替代的命运
停产海狼级核潜艇意味着美海军当年为赢得“第三次世界大战”而拼命打造的“水下巨舰”时代宣告终结。今后,全新的弗吉尼亚级核潜艇将“粉墨登场”。资料显示,造价约22亿美元的弗吉尼亚级核潜艇是美军第一种专为应付冷战后威胁而研制的潜艇,该艇采用自动导航控制设备,因而具有更强近海作战能力,可执行反潜、反舰、远程侦察、特种作战以及用新型“战斧”式巡航导弹精确打击敌方陆上重要目标等任务,同时兼顾传统意义上的深海远洋作战能力。
弗吉尼亚级核潜艇是在美海军新的战略思想指导下,为适应新的军事战略需要而研制的多功能潜艇,代表了美国新的作战需求,计划建造30艘,将逐步替代目前在役的洛杉矶级,成为未来沿岸海区作战的主要兵力,在未来美海军战略中将担负更为重要的作用。