形形色色的近海作战潜艇

2009-01-06 10:47
现代军事 2009年2期
关键词:艇员桅杆鱼雷

千 婷

国外许多专家预测,在可预见的未来,离岸278千米范围内的近海水域将成为水下战的主要区域。然而,在近海水域大吨位的核潜艇行动不便,目标暴露率高,难以担当重任,相比之下,小型常规潜艇更有优势。小型常规潜艇能担负起监视海域、支援己方水面舰艇、帮助前沿海军步兵特谴队登陆、发射巡航导弹打击沿岸目标等职责。另一方面,防御者还可利用它及时侦察敌情、攻击敌舰和进行布雷等等,所以近海作战潜艇近年来逐渐受到了更多的关注。

目前,欧洲的潜艇设计者们都认为紧凑经济型常规潜艇会具有较大的市场发展空间,并致力于开发紧凑型、高自动化的近海新概念潜艇。这些潜艇可以降低建造和保障成本,简化操作要求,并具有较强的作战能力,相信会引起许多国家海军的关注。

法国:SMx-22和sMx-23概念潜艇

针对某些国家改进或打造近海作战潜艇部队的需求,法国DcNs船舶制造集团提出了两种全新的低成本近海作战概念潜艇——sMx-22和SMx-23。

SMX-22

sMX-22由三艘潜艇组成一艘排水量为2750吨的网络中心战(NCw)潜艇和两艘排水量均为480吨的小型作战潜艇(oPs)。Ncw潜艇采用辅助AlP动力装置,主要是将小型潜艇运送到作战海区,向子艇传达计划并分派任务,通过信息计算机网络在近海地区组织作战行动。除此之外,它还承担着向沿海目标发射“斯卡普”巡航导弹、向敌方舰船和潜艇发射鱼雷及导弹、用面空导弹抵御空中攻击等任务;而小型作战潜艇则是在近海浅水地区活动的主要力量,它们可执行侦察、探测水雷、布雷,在浅水地区使用鱼雷和导弹攻击敌人,支援作战蛙人行动等任务,从而为两栖登陆部队创造最有利的条件。

sMx-22概念潜艇是非常成熟的近海水下战武器,其尺寸和特征跟现在使用的所有小型潜艇都有相当大的不同。母艇为双壳体结构,轻外壳直径8米,长84.3米,最大宽度8米,下潜深度超过250米,水下航速大于17节,艇员为25名。另外,根据作战情况艇上还可搭载20~40名其他人员(为子艇配备4班艇员,每班10名)。当母艇在水下以8节航速巡航时,续航力为4833千米:当其以AIP方式推进,以4节航速进行水下巡航时,水下自主巡航时间多于12天。子艇也采用双壳体结构,轻外壳直径5.3米,长36米,最大宽度5.3米,可以说是非常名副其实的小尺寸潜艇,下潜深度超过250米,水下航速不低于17节,能够进行水下补给,水下自主巡航时间为25天。10名艇员,每80小时艇员轮班一次。它可持续作战1~2天,之后返回至母潜艇处。三艘艇中不管是母艇还是子艇都是真正的潜艇,只是子艇去掉了部分不需要的功能,但一些主要功能(如武器系统、操控系统)都具备。

目前,SMX-22型潜艇的概念设计已经完成。SMX-22被设计成为能够执行包括特种作战、对陆攻击和远程打击等多种任务的潜艇。由各种不同的武器、探测设备、特种作战设备、水雷、水下无人运载器等组成的任务组件模块可满足各种不同任务的需耍。这种多平台概念确保在平台之间实现完美的搭配,母艇、子艇都是既能单独作战,也可与其它海军兵力协同作战的潜艇。

SMX-3

在2006年举行的“Eumnaval 2006”国际海军装备展上,DCNS首次公开展示了SMX-23型潜艇的设计方案。DCNS集团发言人让·戈特埃表示,SMX-SMX-23潜艇长48.8米,水面排水量855吨,采用双层艇壳设计,下潜深度200米,以4节速度航行时能够在水下持续停留60个小时。其在水面以最大航速8节航行时,续航力可达到1028千米;当以巡航速度4节航行时,续航力能增加到1667千米。双层艇壳设计确保了水面航行时良好的耐波性能,也为燃料和压载水舱提供了足够的外部空间,从而提高了生存概率。SMX-23的额定艇员为19人(采用3班轮值制),此外还可搭载两名教练。可高效运行是sMX-23的另一个本质特征,该艇设计自持力为15天,每年运行280天,寿命期为35年,大修间隔为96个月。

该艇采用X型舵,DCNS声称由于每个舵面彼此间独立所以其失效概率可以达到最小程度。至于其机动性和速度,SMX-23在浅海环境下应该比以前的潜艇有所超越。可操作性方面,DCNS努力去探求一种易于使用和操作的设计。舰船管理系统采用了开放结构原则,高度自动化减少了艇员数量、训练时间和投资,有助于艇员集中精力去执行最重要的任务。

为了获得较高的军事价值,DCNS选择一种改进的作战系统,包括大量的武器和最先进的传感器。该作战系统由安装在“鲉鱼”级潜艇上的SUBTICS设备衍生而来,但又改进融入了最新的开放式作战管理系统(cMS)。基本的作战系统配置包括:武器和控制系统;一个可以避雷的集成声纳装备;圆柱形被动测距与拦截阵和一个包括一根光电(Eo)桅杆在内的水上传感器组;电子支持措施(ESM);一个导航雷达。ESM上还装有另外一个EO传感器。用于瞬间发射的重型鱼雷和,或反舰导弹都存放在艇首的6个发射管内。由于额外的武器储存舱需增加艇体体积,所以没有提供可再装载的武器。

SMX-23在浅海中具有精确导航能力,能停留在海床上实施监视任务,也很适合特种部队作战,情报搜集和布雷。其集成的导航系统包括了惯性导航、GPS,罗盘、精确的时间与频率测量仪和一个电子绘图与显示信息系统,该系统通过CMS中的多功能通用控制台或者专用的独立计算机进行操作。

为优化控制室的布局,艇上没有安装穿透的桅杆,指挥台围壳上融入了4根非穿透性桅杆,它们被很好地集成进去以避免任何干扰。特种作战部队进出潜艇的密闭舱室设置在指挥台围壳内,从而为6人一组的作战小分队通过侧面舱口进行投放和回收提供了便利。

德国:210型和800型概念潜艇

和竞争对手DCNS一样,德国的潜艇设计公司也认为市场上缺少一种通用的多功能紧凑型潜艇,这种潜艇可以进行情报收集、反潜战、反舰战和特种部队作战,而其费用也较低。

210型概念潜艇

2006年所做的市场评估使得德国TKMs公司意识到大部分的欧洲海军都在寻求1400~1600吨之间的潜艇设计,低于以上吨位的潜艇的市场常常被忽略,但分析证明实际上很多国家都需要更小型更廉价的潜艇。

TKMS的210型概念潜艇采用1000吨排水量的设计,以u级潜艇作为基本的参照物,并充分利用209型、212A型、214型潜艇上成熟的系统和技术,包括209型/1400型中所采用的声纳静音技术,212A型中所应用的推进及电气系统,214型中所应用的自动化概念,水平舵布置和水动力性能好的指挥台围壳。210型潜艇还吸收了以往潜艇的主要平台特征,采用单壳体单舱设计,长56米,水下排

水量1000吨,耐压艇体直径5.3米,艇体采用HY80钢使其下潜深度可以达到250米,同时采用了X型舵来增强机动性。

TKMS认为210型的基础理念在于很好地体现了U级平台的基本特征——大量的武器载荷和少量的人员配备。210型潜艇配有8具533毫米的鱼雷发射管,可以发射重型鱼雷,反舰导弹或水雷,艇上还有空间用于放置6个再装载荷。TKMS已经设计了2种人员配置的概念以满足不同海军用户的需要。2班轮值制方案需要的艇员仅为15人,而3班轮值制方案需要配备21人,艇上生活区留有20人的固定铺位。

210型设计的一个主要特征是集成了西门子PERMASYN主推进电机,与传统DC电机相比,其特征是转速极低、噪声很小。对紧凑型的要求促使TKMS重新审视柴油发电机配置,而保留了MTU柴油机和Piller电力系统发电机。公司指定了涡轮牵引的MTU发动机以减少燃料的消耗,获得的电力输出却相当于209型潜艇上4个柴油发电机产生的电量。隔音舱壁将发动机室和前端的操作区分开,通过在发动机室的机械噪音源上应用弹性或双弹性封片可以进一步降低噪声影响。

至于电池方面,210型具有两个舱室,分别位于艇首和艇尾,一每一个都包括216个单元。TKMS声称使用现有的铅酸电池技术可以获得较高的水下航行速度。在满足现有潜艇任务的条件下,其电池容量最多能确保以4节速度航行时续航力达到2222千米。TKMS认为锂离子电池技术日趋成熟,在未来的4~6年内有望成为潜艇电池的选择之一。该公司目前已经开始开发大型的锂聚合物电池单元。TKMS的研究认为,与传统的铅酸电池相比,锂离子效率高、能量密度高且对电源输出的依赖性小。作为比较,对于一个等电量的电池,在高电压条件下,锂离子电池提供的能量是铅酸电池的4倍多,在经济巡航条件下提供的能量是铅酸电池的1.5倍。和铅酸电池不一样,锂离子电池几乎可以充到其容量的满量程。

210型潜艇特别强调了指挥台围壳的设计,具备了212A型较低的围壳舵和u级平台较好的水动力性能。综合以上特点,指挥台围壳上安装了4根可升降的桅杆;一根通气管桅杆(在给电池充电时,它为柴油发电机工作提供空气)、一根导航用雷达桅杆、一根通信桅杆(包括HF、VHF、UHF和(NMARSAT-C天线)和一个潜望镜。除了潜望镜外,所有桅杆都是非穿透型的。实际上,所留的空间和重量可以再集成3个额外的桅杆,TKMS建议分别安装1根电子支持措施传感器,1根EO传感器和1个UHF卫星通讯天线。指挥台围壳中的进出通道内还包括了一个可容纳2人的密闭舱室。

TKMS还和Allas Elektronic公司合作对ISUS90指挥,声纳及武器控制系统进行改进以适用于210型的要求。基本声纳设备将由圆柱形被动测距与拦截阵、自噪声监测系统组成,如有需要也可选择安装舷侧阵或避障阵。

800型概念潜艇

这里要指出的是,在俄罗斯和国外的一些出版物上,800型潜艇经常被误认为是采用了德国为以色列海军建造的“海豚”级潜艇的技术。这种说法是不正确的,800型潜艇是全新设计的一级艇,并且没有进行过实艇建造。

正如HDW公司的宣传册中所强调的那样,800型是一种中型潜艇,尤其适合现代近海作战。它的标准排水量约为900吨,长约50米,艇直径5米,水下航速18节,自持力28天。关于艇员人数还不清楚。应顾客的要求,该型艇可装备4-8具鱼雷管,能够发射鱼雷和反舰巡航导弹。德国设计者打算在将来为该型艇装备面空导弹用于攻击反潜战飞机,还将在桅杆上装备一门小口径自动化火炮以攻击敌方的反潜直升机、小艇和恐怖分子。众所周知,这种做法是为了增强潜艇的防空能力,但是每一次努力都收效甚微。很明显,这些导弹或火炮能够击落一架或两架直升机,但是第三艘直升机仍然会发现并击沉潜艇。换句话说,潜艇上安装面空导弹和防空火炮实际已经是万不得已的最后一招,对潜艇来说最好的保护措施还是其本身的隐蔽性,过去如此,将来也是如此。

俄罗斯的近海作战潜艇

孔雀石设计局的系列小型潜艇

因为提出SMX-22概念的法国舰艇建造局以前从来没有设计或建造过小型潜艇,所以在设计时它曾求助于位于俄罗斯圣彼得堡的孔雀石潜艇设计局,该局曾在20世纪的后半期设计了最优秀的“剪刀鱼”小型潜艇(865号工程)。到现在为止,孔雀石潜艇设计局已经开发了许多小型潜艇,有P-130、P-170、“剪刀鱼-T”、“剪刀鱼-2”、P-550、P-650E、P-750等级别及它们的改进型,它们的标准排水量都在130~1000吨之间。这些级别的潜艇都具有近海作战潜艇的特征。尽管尺寸小,它们却可携带多种武器,包括鱼雷和水雷,同时较大一点的P-550、P-650E和P-750还可以携带巡航导弹。这些潜艇上安装的电子设备使它们能及时地探测到目标并优先进行攻击,低水平的噪音和电磁波使它们的信号特征极低。事实上,这个家族的所有潜艇都能附加AIP装置模块,可大大延长这些艇的水下续航力。由于使用了低噪音的导管舵螺旋桨和一套由两个舷外旋转舵构成的备用推进系统,这些潜艇都有着很高的机动性,并且能够在一个点上旋转,这意味着潜艇可以进行原地掉头。

孔雀石潜艇设计局开发的近海作战潜艇的一个重要特征是作战控制和作战程序的高度自动化。孔雀石潜艇设计局原本就是世界上潜艇自动化领域的佼佼者,直到现在,705号工程,即北约命名的“阿尔法”级攻击型核潜艇还没有找到可以与之相媲美的项目。孔雀石潜艇设计局设计的近海小型潜艇只可携载4-9人,这样他们的居住条件就非常舒适。除了艇员,这些潜艇还能携带6名全副武装的作战蛙人。

孔雀石潜艇设计局开发的这些小型潜艇主要在近海浅水地区活动,这些潜艇能够下潜200~300米。它们的巡航距离在1110~2500千米之间,自持力在20~30天之间。以该家族的最大潜艇P-750级为例进行说明,它的标准排水量为950吨(加上AIP装置模块后为1000吨),长68.4米,艇直径6.4米,水下航速16节,活动半径2500千米,水下持续航行距离667千米,下潜深度300米,自持力30天,艇员9名再加6名作战蛙人。武器设备包括4具533毫米的鱼雷发射管,不仅能够发射鱼雷也能够发射巡航导弹。在海上,该级艇的鱼雷管不能够进行再装填,但是能够立即进行单射或齐射火力打击。该级艇还拥有8具400毫米的反潜鱼雷管,也能够利用舷外水雷卸载装置携带24枚沉底水雷。除此之外,该级艇上还能够安装4具巡航导弹垂直发射管,内装“俱乐部-S”系统的3M-14E导弹,用来打击300千米范围内的近岸目标。换句话说,这些潜艇不仅可以击退

敌人的海上进攻,还能威胁到敌人的领土从而使其海军力量转离岸边,打乱敌近海战略部署。总而言之,P-750的武器装备甚至超过了许多大型潜艇。

红宝石中央设计局的“阿穆尔”系列潜艇

位于圣彼得堡的红宝石中央设计局也开发了较小排水量的近海潜艇“阿穆尔”550型和“阿穆尔”750型,它们是在俄“拉达”/“阿穆尔”1650型(677号工程)常规潜艇的基础上建造的。这些艇有着相同的设计方案,使用相同或差异甚小的设备,这使得同一家族不同级别潜艇的维护程序大大简化,降低了维护费用。

该系列艇采用双壳体结构,艇体外表面光顺,无明显突出。非耐压壳体上的流水孔由“基洛”级的长孔形变为缝隙式,进一步减小了水流阻力。艏水平舵也由“基洛”级的上甲板上移到了指挥台围壳上,这种安装对阻力贡献很小,因此无论何时都无须缩进艇内,大大节省了艇内空间。尾部采用十字型操纵面,还设有救生通信浮标。这些潜艇的作战武器系统在“基洛”级的基础上做了进一步改进提高。作战情报指挥系统采用了新型计算机,处理能力加强、体积重量减小、自动化程度提高;全艇系统实现了高度自动化的中央控制管理。火控系统能同时解算和攻击2个目标,从目标识别到攻击的最短时间可达15秒,一次齐射全部鱼雷的时间仅为数分钟。据称,该级艇的作战性能比“基洛”级常规潜艇提高了2~3倍。在2005年举行的圣彼得堡国际海军展上,负责建造该级艇的俄海军造船厂总经理亚历山大罗夫表示俄目前计划向外国客户至少提供12艘“阿穆尔”级潜艇,主要针对东南亚市场,以印度、中国和印度尼西亚为主。

意大利/俄罗斯S1000概念潜艇

新近出现的第三代沿海概念潜艇是s1000,它由意大利Fincantieri、俄罗斯的鲁宾海洋工程中央设计局(cDBME)共同研发。这两个公司在2003年合作测试了既能在浅海也能在深海中作业的潜艇的设计结构及关键技术,这种艇的人员配置较少且排水量很小(约1000吨)。

Fincantieri和俄罗斯cDBME的合作可以追溯到1996年,当时意大利政府和俄罗斯政府签署了军事工业技术合作协议。2004年,意大利的海军装备署与Fincartieri签署了一项3阶段的合同以进行s1000的通用设计和技术特性研究,俄罗斯的鲁宾公司作为分包商。在初始阶段,双方进行了可行性研究和相关的选择分析以评估各候选方案,然后着手系统设计。

海军装备署对s1000提出在浅海区作业的首要任务是执行ASW、特种部队作战、秘密监视、情报收集和侦察,其它任务包括反舰战、打击陆地目标、布雷和支援海上空中作战。基于这些最高级的要求,Fincantieri和CDBME对设计进行了优化,以延长潜艇的潜航时间,同时将最大航行深度增加到250米,人员缩减到16人(主要通过采用高度集成的中央平台控制和监视设备来实现)。

S1000采用x型控制面和水平舵,单壳体单舱室设计,耐压艇体直径为5.5米,艇总长为56.2米。Fincatieri所发布的数据显示其巡逻续航力为10天。推进和发电机将经典的柴电配置和基于燃料电池技术的AIP装置结合起来。2个650千瓦的柴油发电机安装在2个电池舱中,在每个舱室中分别装有112个铅酸电池单元。200千瓦的AIP装置是基于已经得到验证的聚合电解膜燃料电池技术。液态氧气储存在耐压艇体内的一个罐中,氢气储存在耐压艇体外部的金属氢化物罐内。永磁电机在150转,每秒时提供的功率为1000千瓦,驱动7叶低噪声螺旋桨。根据Fincatieri和CDBME发布的性能指标,s1000以4节速度航行时可以在水下潜航60个小时,在水面以8节速度航行时续航力为1027千米,4节速度航行时可增加到1667千米,单单依靠AlP以4节速度航行时续航力为555千,米(AlP可提供的最大速度是6节)。依靠电池的最大潜航速度超过14节。

在潜艇运行状态,操纵室里需要6名艇员。包括指挥官/巡视官,导航员,水上/水下图像编辑人员、火控操作员、舵手和平台及机械管理员。在巡逻或过渡运输状态下,数量降到3名,即舵手(负责平台监控和控制)、图像编辑人员和巡视官。该艇艏部下方装有6具533毫米鱼雷管,其后部为武器舱,用于储存8个额外的重型鱼雷。反舰导弹或远程攻击导弹。一个C303鱼雷对抗装置安装在艇尾下部。基本的声纳组包括一个方形矩阵声纳,一个拦截阵、一个水雷/障碍物规避声纳和一套自噪声监测系统。关于水上声纳组,S1000安装有一根非穿透式光电桅杆(包括TV、红外和激光测距传感器以及雷达报警器)、雷达波ESM(在专用桅杆上)和一个I(x)波段导航雷达。该艇上安装了2根通讯桅杆,一根用于为VHF、UHF、GPS和lNMARSAT-C提供天线功能,上面装有一根HF鞭状天线,另一根用于安装HE、VHF和UHF的卫星通讯天线。

除了上述各型近海概念潜艇外,相似的适于近海地区作战的小型潜艇还有德国的TR200和TR300级、意大利的MS200级和其它国家的一些概念艇。这里不再一一阐述。总之,这些新的近海作战概念潜艇相对来说具备造价便宜且性能好的特点,相信在不远的将来近海作战潜艇会得到大量部署。

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