扫描世界先进小型近海潜艇

林　海

潜艇作为海军兵力的重要组成部分，在两次世界大战中曾取得显赫的战果，给人留下了深刻的印象。二战结束后60多年来，随着各种高新技术的广泛应用，常规潜艇获得迅速发展，成为各国海军竞相发展的重点装备之一。然而，除了中国、俄罗斯以及一些实力雄厚的西方国家具备自主设计常规潜艇的能力外，大多数国家都要花费巨资从别国购买。一些中小国家海军虽然被常规潜艇所拥有的优异性能所吸引，却往往心有余而力不足，看得起买不起，最后只能“望艇兴叹”。

目前在国际军火市场上比较畅销的几种常规潜艇，如德国209型、瑞典“哥特兰”级、俄罗斯“基洛”级等，排水量大都在1400吨以上，不仅体形庞大、造价昂贵，而且技术复杂、维护费用高，不是那些国防经费拮据的中小国家海军所能承受得起的。相比之下，这些国家更希望获得性能先进、价格便宜、维护简单，可在本国近海执行多种任务的小型常规潜艇。正是在这种新的市场需求背景下，欧洲一些顶级潜艇制造商纷纷推出自己研制的“入门级”新概念小型常规潜艇，并以造价低廉、技术成熟为卖点向这些中小国家海军推销，其中包括法国DCN公司的SMX23、德国TKMS公司的210Mod和意大利芬坎蒂利公司与俄罗斯红宝石中央设计局联合研制的S1000。

SMX-23

“鲉鱼”级的缩小版

法国DCN公司是一家集研发、设计与建造于一体的大型造船集团，也是目前世界上少有的几个具备独立设计和制造潜艇的军工企业之一，在潜艇的设计和制造方面拥有非常雄厚的实力和丰富的经验，曾先后研制出了“凯旋”级、“紫水晶”级和“梭鱼”级核潜艇，并与西班牙伊扎尔造船集团联合研制了“鲉鱼”级外销型常规潜艇。近年来，针对全球潜艇军购市场的不同需求，又先后开发出了多种新概念潜艇，SMX23便是其中的一种（见题图）。

SMX23由DCN公司在2006年“国际海事展”上推出，是一种新概念小型常规潜艇，适用于浅近海环境。按照DCN公司设计师简•戈特埃的说法，主要用于满足“市场对性能坚固、价格便宜、维护方便，并可在近海执行任务的潜艇的需求”，因为“许多国家的海军被1400～1800吨级潜艇所具备的性能优势所吸引，但并非所有的海军都能买得起和用得起这些价格昂贵、技术复杂的潜艇”。

造价低廉、技术成熟是DCN公司在开发SMX23潜艇概念时的主要着眼点和出发点。在此之前，DCN公司对“鲉鱼”级潜艇的设计和结构进行了全面分析，评估每一个部位和舰载系统的安装和使用价值，以便在性能和造价之间找到一个平衡。在分析评估过程中，DCN公司的设计人员发现，“只要‘鲉鱼级潜艇的航速、航程、潜深和武器载荷等进行与近海环境要求相适应的调整，放弃那些只有深海环境才需要的性能和设备，便能降低潜艇造价，同时不会降低该潜艇在近海执行任务的能力”。

据此，DCN公司设计人员经过周密计算和多方比较，最后决定以“鲉鱼”级潜艇为基础，通过缩小尺寸，改变航速、潜深性能指标以及调整武器载荷的办法，设计一种体积小巧、性能先进、造价低廉，适合在中小国家浅近海活动的小型常规潜艇。“最后的结果是，我们采用了‘鲉鱼级潜艇70%的技术和系统来设计新的潜艇，这样做意味着可以减少风险，造价也可以降低一半”。这种以“鲉鱼”级潜艇为基础设计的新概念近海型潜艇便是SMX23型小型常规潜艇。

SMX23型潜艇没有采用“鲉鱼”级潜艇的单艇壳设计，而是沿用了法国老式潜艇传统的双壳体结构。这种双层壳体设计不仅使艇体在水面航行时具有较好的耐波性，而且双层艇壳之间还可以拥有足够的空间用于布置压载舱和燃油舱，对于空间有限但需要提高装载量的小型潜艇来说是一种很好的解决方案。SMX23的外形体现出典型的法制潜艇设计风格：首部钝圆，尾部尖瘦，中部为圆柱形流线体；指挥台围壳呈机翼形，位于距艇首约1/3艇长处；艇体外部尽量减少突出物和附属部件。

与“鲉鱼”级不同的是，SMX23首水平舵的位置由指挥台围壳移至艇首，尾舵也由原来的十字形改为X形。SMX23型潜艇设计艇长48.8米，排水量855吨；耐压艇体采用高强度钢建造，不仅重量轻而且抗压力强，使潜艇的最大潜深可达200米以下；采用高度自动化装置，艇员编制减少至19人，同时还可搭载2名训练人员；可以4节航速在水下持续潜艇60个小时，自持力为15天；以8节速度航行时航程1850海里（3426公里），以4节速度航行时最大航程3000海里。

SMX23型潜艇的动力装置为柴-电动力系统，可根据客户需要选择安装2台大型柴油发动机或4台小型柴油发动机。作战管理系统将采用DCN公司研制的“潜用战术作战系统”(SUBTICS)的简化版，并融合了Aquarius公司最新开发的开放结构作战管理系统。SUBTICS系统由6个多功能操纵台控制，其核心是一个开放式模块化结构，主要包括探测、跟踪、分析与定位处理模块，用于目标运动分析、分类、识别和航迹管理的一组通用处理模块，综合导航系统数据处理模块、态势评估模块、指挥与决策模块和交战与发射模块，该系统目前已被应用到“鲉鱼”级潜艇上。安装到SMX23潜艇上的简化版SUBTICS将由4个多功能操纵台控制，可对艇上的导航、侦察、通信、指挥与武器等各个子系统进行有效控制和管理。

SMX23型潜艇的传感器系统将包括雷达和通信桅杆、电子支援系统和导航雷达。其中，布置在指挥台围壳内的4根穿透式桅杆分别为通信桅杆、雷达桅杆、光电桅杆和集成了电子支援系统的光学桅杆。各桅杆的安装位置都经过了周密测算，避免各桅杆之间互相干扰。综合声呐系统包括水雷避碰声呐、圆柱形线列声呐、分布式被动测距和截获线列声呐、主动探测声呐等。综合导航系统将主要包括惯性导航系统、GPS系统、旋转罗盘、精确时间和频率计算系统、电子海图和信息显示系统，各系统可与作战管理系统进行联机操作，也可单系统独立操作。

SMX23型潜艇的武器系统主要有布置在艇首鱼雷舱内的6具533毫米鱼雷发射管，鱼雷类型可根据客户需要来选择，包括意大利“白头”公司／法国DCN公司联合制造的“黑鲨”重型鱼雷、DCN公司制造的F17Ⅱ型线导重型鱼雷、STN阿特拉斯电子公司的DM2A4型和SUT266型线导重型鱼雷、萨伯•博福斯水下系统公司制造的2000型鱼雷、雷声公司制造的MK48型ADCAP线导鱼雷以及“飞鱼”反舰导弹等。

210Mod

TKMS公司的新方案

210Mod型潜艇是德国TKMS公司根据2006年进行的一次市场调研和评估结果设计的。在这次市场评估中，TKMS公司发现，“许多欧洲国家的海军都在寻求获得1400～1600吨级的潜艇，但问题是，是否所有的海军都需要这种级别的潜艇。市场低端的需求被忽视了，分析人员让我们明白，确实有部分国家的海军需要更小且能买得起的潜艇。”据此，TKMS公司启动了一个新型常规潜艇的研发项目，计划研制一种通用紧凑型，可以执行包括情报搜集、反水面战、反潜战和特种作战在内的多种任务，且造价低廉的小型常规潜艇。最后，TKMS公司决定以该公司与挪威联合研制的1000吨级210型潜艇(挪威海军称为“乌拉”级)为基础平台，综合利用研制209型、212A型和214型系列潜艇过程中开发出来的先进技术和系统，对210型潜艇上的技术进行升级。在此基础上设计出一种能满足中小型国家海军需求的小型常规潜艇，即210Mod型潜艇。

210Mod型潜艇艇长56米，水下排水量1000吨，沿用了210型潜艇的平台特点，采用单艇壳、单水密舱设计，方头圆柱艇身，指挥台围壳位于艇身中部，艇首有一对可伸缩的前水平舵，尾舵采用X型设计。采用X型尾舵的小型潜艇很适合在海底地形环境复杂的近海海域执行任务，无论在航行、坐底或靠泊时都不易让尾舵与其他物体碰撞而造成损坏。耐压艇壳采用HY80型钢建造，直径5.3米，最大潜深250米。

210Mod型潜艇除继承“乌拉”级潜艇的平台特点外，同时综合了TKMS公司系列大型常规潜艇的先进技术 ，包括209/1400型潜艇的自动化和水声安静技术、212A型潜艇的推进和电子系统以及214型潜艇的自动化概念、水平舵设计和流线型设计，主要体现在：指挥台围壳采用低矮和流线型设计，可布置7根桅杆和1个两人宽的逃生通道；机械操作高度自动化，大幅减少操作人员数量；动力和推进系统采用永磁电机和7叶片背斜式低噪音螺旋桨，并为机舱内所有的机械设备加装了弹性减振装置，所有的模块、管路和电缆均装有弹性基座，提高潜艇隐身能力；指挥台围壳采用流线设计，围壳前后与艇体连接部均采用平滑过渡，以减少航行时的水流阻力。

210Mod型潜艇的动力装置为传统的柴-电交替动力系统，由柴油发电机组、蓄电池和配电设备等组成。柴油机采用MTU公司新型的柴油发电机组，不仅油耗小，而且总输出功率不小于209潜艇上采用的4台柴油发电机组。采用西门子公司提供的永磁同步发动机是210Mod型潜艇动力系统配置的主要特点之一。与常规的直流发动机相比，永磁同步发动机具有转速低、水声信号弱和水流痕迹小的特点。210Mod型潜艇主配电盘尺寸比210型潜艇的小，且被分成两个独立的电路系统，以获得更高的系统有效性，确保使用过程中的安全。

210Mod的蓄电池为当代常规潜艇广泛使用的铅酸蓄电池，共有2组，每组由216块电池组成，在艇首和艇尾各安装1组。这种铅酸电池具有较高的蓄电量，使210Mod型潜艇可以4节航速在水下航行4000海里，水下续航力得到大幅提升。TKMS公司表示，随着锂电池技术的逐渐成熟，未来4～6年内可能会制造出可装艇实用的锂电池。届时210Mod型潜艇也将安装这种比现用酸性电池拥有更大能量的新型电池，水下续航力和安静程度将得到更大提高。

该艇的作战管理系统采用德国STN 阿特拉斯电子公司最新的ISUS90型指挥、声呐和武器控制综合作战系统，并按其设计特点调整尺寸规格，从而减小系统安装的物理空间。平台监控中心布置在潜艇前部，其中的工况控制台将用来显示潜艇工况监视系统的所有功能。工况控制台包括2个操作台，一个用于日常的操作使用，另一个用于备用或者在训练新艇员时使用。工况监控系统的主要优点是能够对艇上的技术系统进行集中的监视和控制，这些系统包括潜艇上的柴油发电机组、电池组冷却系统、排气系统和舱底监视系统。基础声呐系统包括圆柱形被动线列声呐、截获和被动测距声呐、自噪音监控声呐，也可能安装舷侧线列阵声呐和障碍物避碰声呐。指挥台围壳内布置了4根可升降的桅杆：1根通气管桅杆，用于为柴油机的运转提供空气(当蓄电池需重新充电时)；1根导航雷达桅杆；1根通信桅杆(集成了高频、甚高频、超高频和国际海事卫星通讯天线)和1根潜望镜桅杆。除了潜望镜桅杆外，其他均属于非穿透式桅杆。从安装空间和载重量允许的角度看，210Mod型潜艇指挥台围壳内还有足够的空间安装另外3根桅杆，分别是用于集成电子支援系统的桅杆、用于集成超高频卫星通信天线的桅杆和光电桅杆。

210Mod型潜艇的首部安装有8具533毫米鱼雷发射管，可发射重型鱼雷、反舰导弹或水雷。除鱼雷发射管内预先装填的8枚武器外，还有6枚备用武器可进行快速装填。210Mod型潜艇的主要攻击武器是DM2A4型鱼雷。这是一种线导电动反舰、反潜鱼雷，由德国AEG公司和艾尔萨格公司联合研制，是DM2A3型“海鳕”线导鱼雷的升级改进型。该型鱼雷采用电力推进，通电后10秒钟即可发射，航行速度50节以上，最大航程90公里，对付一般中/高机动目标的有效射程为50公里。

为避免普通鱼雷常见的视角过于狭窄而容易失去目标的问题，DM2A4型鱼雷采用了现代化的保角基阵，使视角加宽、目标识别和抗干扰能力增强，探测距离增加，特别适于在水声条件很差的浅水近海使用。DM2A4鱼雷采用模块化设计的电子控制式高速永磁电动机和锌氧化银电池组，航速和航程都得以提高；电子装置进行了升级，特别是把声自导头内的模拟信号处理系统改成了数字信号处理系统。与上一代DM2A3鱼雷相比，DM2A4型鱼雷的航速提高了50%，推进动力增加了4倍，但噪音也增加了50%。

S1000

强强联合的结晶

S1000型潜艇由意大利芬坎蒂利公司和俄罗斯“红宝石”中央设计局联合设计的，在俄意军事技术合作框架内联合研制，项目费用由意海军支付，芬坎蒂利公司和红宝石中央设计局进行技术开发，除装备意大利海军外，还将对外销售，潜在客户主要锁定那些对先进常规潜艇感兴趣的中小国家。

芬坎蒂利公司是意大利最大的造船公司，同时也是欧洲传统的造船厂之一，主要业务涉及水面舰艇和常规潜艇的设计和建造，意大利海军现役的大部分舰艇均为该集团生产。近年来，由于业务发展重点主要集中在水面舰艇项目上，常规潜艇设计和建造业务几近停止，除1996年获得德国HWD公司授权为意大利海军建造2艘212A型常规潜艇外，至今未研制过新型潜艇，在国际常规潜艇市场上处于完全退市的状态。

“红宝石”中央设计局是俄罗斯主要的潜艇制造机构，有“苏/俄潜艇之母”之称，“基洛”级常规潜艇便是由该局设计的。近年来，“红宝石”中央设计局为引进西方国家潜艇的设计标准，以改进俄制潜艇的性能，曾先后与德、法等西方大国的潜艇制造公司进行过合作商谈，但均没有结果。1996年，意大利和俄罗斯两国政府签署了一份军工技术合作协议，其核心内容之一便是在两国间开展海军舰艇开发和建造技术的合作，从而为芬坎蒂利公司和“红宝石”中央设计局之间的合作创造了条件。

2003年，两家公司开始了首次合作，准备联合设计一种高度自动化、小排水量、能同时在近海和公海执行任务的小型常规潜艇，即S1000型潜艇，用以满足意大利海军及国际军火市场对小型常规潜艇的需求。2004年初，意大利海军武器装备委员会授予芬坎蒂利公司一份研制合同，要求分三个阶段设计出一种可用于近海海域，执行反潜、特种作战、隐蔽监视、反舰作战、对陆攻击、布雷和海上支援作战任务的常规潜艇，俄罗斯“红宝石”中央设计局受邀成为该合同的子承包商。

2005年，芬坎蒂利公司和“红宝石”中央设计局共同完成了合同第一阶段的概念定义工作，并向意大利海军递交了技术建议书；2006年5月，两家公司完成了第二阶段的工作，主要包括综合两家公司最具应用前景的设计元素和技术，论证概念的可行性，并对潜艇的布局、配置提出更为详尽的描述；2007年初，两家公司基本完成了新潜艇的总体设计方案，包括各项技术指标、建造费用、武器装备配置方案等，并向意大利海军提交了详细的技术建议书。

S1000型潜艇采用单壳体、单水密舱设计，艇长56.2米，耐压壳艇体宽5.5米，排水量约1000吨，最大潜航速度14节，水下自持力10～15天，最大潜深约250米；以4节速度航行时水下自持力60小时，以8节速度航行时航程1850海里，以4节速度航行时航程增加到3000海里；编制艇员16～20人，可携载12名特种作战人员。尾舵采用X形布局，以便提高潜艇操纵的灵活性；前水平舵布置在围壳上部，安装位置尽可能远离艇体，以避免水流和液压噪声影响潜艇声呐的效能。采用意大利最新研制的一体化围壳，围壳与艇体之间采用平滑过渡，围壳内布置有通气管、电子与通信桅杆、攻击搜索潜望镜以及供特种分队出入的舱门。

S1000型潜艇耐压壳建造用料的选取过程比较曲折。可供选择的材料有三种：一种是212A级潜艇所采用的Amanox低磁钢，但由于这种材料的专利属德国所有，只有在德国制造的潜艇或者获得德国许可证生产的潜艇才能使用这种材料，S1000型潜艇不具备选用这种材料的可能性。第二种为俄罗斯的合金钢，与目前广泛用来制造潜艇耐压壳的HY80型钢相比，这种合金钢的强度更高，在同等耐压指标下，由它制成的壳体更薄、更轻。第三种是钛合金，与合金钢相比，钛合金强度更高且有很好的耐腐蚀性，用它制造潜艇的耐压壳不但可大幅度降低潜艇重量、减轻日常维护的负担，而且可以极大地降低潜艇的磁信号特征。虽然钛合金的冶炼、加工技术非常复杂，价格相当高昂，但其成本在未来几年有望显著降低。而且俄罗斯拥有规模庞大的钛合金加工业，供应价格相对较低，前苏联也有用钛合金制造核潜艇耐压壳的经历，因此使用钛合金制造S1000潜艇耐压壳可作为选项之一。

S1000型潜艇采用常规柴电装置和PEM燃料电池混合推进系统。柴电机组包括2台650千瓦的柴油发电机，1台1000千瓦、150转/分的永磁推进电机(驱动单轴7叶片大斜侧螺旋桨)和1部高能蓄电池。采用AIP装置是S1000型潜艇与SMX23、210Mod型潜艇最大的区别。与其他类型的燃料电池相比，聚合物电解质(PEM)燃料电池不仅安静、无损耗，而且还具有高效能、低废热排放和工作温度低的特点，安静程度极高，有利于提高潜艇的水下隐蔽性和行动安全。

在设计之初，设计人员曾计划使用普通的柴电动力和推进系统，但几经权衡，最终决定采用传统柴-电交替+AIP燃料电池的混合推进方式。因为S1000型潜艇是针对近海环境设计的，在执行水下潜伏、搜集情报、隐蔽监视等任务时，航速一般都比较低，但对隐蔽性的要求较高，这时如果采用AIP系统推进，将收到较好的安静效果，真正成为“大洋黑洞”，使敌方反潜兵力难以探测到该潜艇的存在。而且在近海环境中需要高速航行的时候不是很多，如果全部使用柴油机推进，不仅是一种浪费，而且不利于隐蔽，采用这种混合动力推进方式更适合S1000型潜艇的任务要求。

S1000型潜艇的作战系统将由阿莱尼亚系统公司和塞莱克斯系统集成公司联合研制，平台控制系统则由Avio公司提供。传感系系统将采用一体化设计，基础声呐系统包括1套共形线列阵声呐、1套截获线列阵声呐、1套水雷/障碍物避碰声呐和1套自噪音监测系统；安装在围壳上的传感器系统主要有：非穿透式光电桅杆(集成了电视、红外、激光测距声呐和雷达告警装置)、专用雷达桅杆(用于集成雷达电子支援系统)、2根通信桅杆(其中1根集成了VHF、UHF、GPS、INMARSAT-C的通信天线和1根HF通信鞭状天线，另1根集成了HF、VHF和UHF卫星通信天线)和1部I波段导航雷达。

S1000型潜艇在艇首上半部安置有6具533毫米鱼雷发射管，总共可携带12枚武器，主要是重型线导鱼雷(如WASS公司的“黑鲨”鱼雷)和潜射反舰导弹(如MBDA公司“飞鱼”潜射导弹和俄罗斯“俱乐部”潜射导弹)；此外还可根据需要配备若干型水雷。潜艇的武器装填系统、鱼雷发射管都由俄罗斯“红宝石”中央设计局设计。考虑到发射意大利鱼雷的特殊需要，俄罗斯对发射系统进行了改进。除此以外，S1000型潜艇还可根据需要配备防空武器，用于打击反潜直升机和海上巡逻机。

特点评述

SMX23、210Mod和S1000这三种新概念小型常规潜艇虽然由不同的厂家研制，总体设计也不尽相同，但有一个共同的特点：体积较小、设计优良、结构紧凑、性价比高。例如，三种潜艇的排水量都在1000吨或1000吨以下，这主要是出于降低建造和维护费用、提高灵活机动性的考虑。在艇形选择上，三种潜艇都采用了水滴艇形的变体——圆头尖尾圆柱身，拥有较好的流线体形，从而减少航行阻力，降低水流噪声；尾舵采用X形布置，提高在浅水近海环境中的灵活机动性；指挥台围壳与艇体之间保持一定曲线弧度，实现平滑过渡，各种通信和电子桅杆采取可升降设计，尽量减少艇体外表的突出物和附体，以降低被动声呐探测反射信号。艇内舱室进行优化配置，合理利用空间，主要措施包括：针对舱室特点合理调整艇载设备尺寸规格、蓄电池组分别布置在不同的舱室、选择占用物理空间较小的永磁推进电机等。这样不仅增进了艇内结构的紧凑性，同时也增加了装载量，从而在很大程度上解决了因艇体体积较小而带来的物理空间不足的问题。

为减少各种信号特征，提高隐蔽性能，三种潜艇从线形设计到艇载设备都采取了隐身措施：艇形注重流线形设计，减少航行噪声；推进系统选用了永磁推进电机和大侧斜低噪声7叶螺旋桨，使潜艇的三大噪声源之一的螺旋桨噪声大幅度下降。210Mod和S1000型潜艇的动力装置中都采用了高容量燃料电池，不仅运行安静、排出废热少，可以有效减少艇体噪声和热辐射，而且蓄电量大、使用时间长，可以减少充电次数，降低潜艇暴露率；为主要机械设备加装了减振浮筏和弹性基座，有效降低了机械设备产生的噪声。

各型潜艇都采用了先进的作战管理系统和集中控制系统，作战情报指挥系统、武器发射控制系统、潜艇动力推进系统等都实现了自动控制，不仅可以提高指挥官快速决策的能力，同时还可以提高机械操作的自动化程度，减少操作人员数量。例如，SMX23型潜艇的编制人数为19人，相对于“鲉鱼”级潜艇的30人减少了11人；210Mod型潜艇的机械操作完全实现自动化，机舱内无需人员值班，编制艇员为30人，实际上仅需15人便能满足工作需求。最为突出的是意大利和俄罗斯联合研制的S1000型潜艇，该型艇编制人数为16～20人，而处于作战状态时仅需要6名人员便能满足操作需求，包括指挥官/瞭望官、导航员、图像编辑员、火控操作员、舵手和平台与机械看守员各1名；而处于低速度巡逻或航行状态时，只需要3名操作人员，包括舵手(兼任平台与机械看守员)、图像编辑员和瞭望官各1名，大大降低了对人工操作的依赖。

新概念小型常规潜艇体积虽小，但现役常规潜艇上所具备的各种电子设备在SMX23、2100Mod和S1000型潜艇上也是一应俱全，包括作战管理系统、雷达、声呐系统和通信(包括无线电通信和卫星通信)等，不仅种类齐全，而且性能先进，完全能满足潜艇在复杂近海环境下的作战需求。三种潜艇都装备了533毫米鱼雷发射管，可以发射多种类型的反潜鱼雷和反舰导弹。所有这些鱼雷和导弹都是目前各国现役性能先进、威力强大的武器，确保各型新概念小型潜艇拥有可与现有常规潜艇相比的作战能力。这三型新概念小型潜艇目前虽尚未建成样艇，但它们技术成熟、性能优异、费用低廉，操作简单，未来一旦进入国际军火市场，必将成为中小国家海军竞相追逐的宠儿。

（编辑/弓鸣）