SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇

SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇

SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇長99.4米,寬12.9米,水上航行時吃水10.9米,水上排水量7460噸,水下排水量9150噸,最大潛度600米,全艇編制133人,其中12名軍官。其動力裝置為1座通用電氣公司S6W壓水反應堆,2台蒸汽輪機,功率38.8MW,約52000馬力,單軸,泵噴射推進器。

基本信息

SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇
(USS Seawolf)

研究背景

海狼”級是美國第4代核動力攻擊型潛艇,其代號為SSN-21。該級艇是一種多用

SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇

途核潛艇,可執行反潛、攻艦、對岸攻擊、布雷和為航母編隊護航等多項任務。1978年5月起,美國探討發展“洛杉磯”級攻擊型核潛艇的後繼艇。1980年末,美海軍提出新概念核潛艇設計,由於是在21世紀使用的攻擊型核潛艇,故代號為SSN-21。

SSN-21級的概念設計完成後,美海軍計畫建造30艘,經費高達360億美元,成為美海軍有史以來耗資最大的一項潛艇發展計畫,被稱為“海軍現代化計畫之基石”。SSN-21級核潛艇於1989年10月開工建造,命名為“海狼”號,該級艇因此也叫“海狼”級。此間,“海狼”號在建造過程中發生了嚴重焊接質量事故,使造價猛增至25億美元。在這種情況下,“海狼”級艇的建造數量一再削減,最後定為3艘,全部由美國通用動力公司電船部建造。首艇“海狼”號和第二艘“康乃狄克”號已分別於1997年和1998年服役。第三艘“吉米·卡特”號艇身加大,艇長增加到138.1米,以便攜帶更多先進設備、武器或容納特種部隊人員專用艙,它的水下排水量也增加到1.2萬噸。反正是最後—艘了,美海軍不惜加大投資,造價躥高到32億美元。

美國海軍在“洛杉磯”級之後研製的一種高性能攻擊型核潛艇,原計畫建造30艘。雖然它的技術性能有很大提高,但研製、建造費用也昂貴,首艇單價高達21億美元,因此只建造3艘。
在70年代,美國與蘇聯核軍備競賽十分激烈。美海軍認為“洛杉磯”級艇存在一些缺點,比如垂直發射筒和拖曳陣聲吶占用了較多的壓載水艙容積,降低了生命力;魚雷管數量少,反潛能力有限等。另外,蘇聯彈道飛彈核潛艇長期在北極冰層下活動,具有很強的生命力。
為保證美國在核動力攻擊潛艇上的優勢,美海軍於70年代末決定發展新型攻擊型核潛艇“海狼”級。它被稱之為21世紀的核潛艇,故首艇代號為SSN-21。原打算建造30艘,首艇預算16億美元,後續艇預算每艇11~12億美元,計畫總耗資360億美元。該艇的科研費,包括S6W新型反應堆系統的研製費用在內共花費10億美元。
美海軍以前潛艇設計周期很長,改進方式基本上是部分改進。而“海狼”級設計時採用高性能、高費用的方案,使用的第三代高功率推進裝置在建造過程中又發生了嚴重的焊接質量事故,致使首艇造價猛漲至21億美元。
由於蘇聯解體,冷戰結束,再加上美國國防預算緊縮,因此該級艇的建造計畫從30艘改為10艘,後又改為3艘。
該級艇是一型適用於深海區的多用途核潛艇。美海軍賦予該級艇的使命是:攻擊敵艦隊;將敵潛艇兵力圍困在其本土水域;攻擊敵岸基目標;為航母編隊護航;隱蔽布雷;以及隱蔽輸送特種部隊等。
“海狼”級艇的研製計畫曾在美軍內外引起爭議,比如該計畫實施的條件是否成熟,效費比是否合算,設計的重點放在改進安靜性和被動式聲吶的性能上是否合適等。不過該級艇仍舊是一級綜合性能十分先進的最現代化和最有戰鬥力的攻擊型核潛艇,各方面的質量比前幾代艇都有很大的改進提高。

結構特點

總體性能:

長99.4米,寬12.9米,水上航行時吃水10.9米,水上排水量7460噸,水下排水量9150噸,水下最大航速35節,最大潛度600米,全艇編制133人,其中12名軍官。其動力裝置為1座通用電氣公司S6W壓水反應堆,2台蒸汽輪機,功率38.8MW,約52000馬力,單軸,泵噴射推進器

“海狼”級外形一改美國核潛艇傳統的較大長寬比,而重新採用了“大青花魚”號試驗潛艇的小長寬比水滴線型,與“洛杉磯”級相比,“海狼”級的長寬比從10.88下降到7.7,這種艇型有諸多優點,如提高航速、改善機動性、有利於艙室布置和增加隱身性能等。經過反覆論證和權衡利弊,“海狼”沿用了美國海軍單殼體形式,採用了既抗震又抗海水壓力的HY-100高強度鋼,其屈服壓力為82公斤/平方毫米。它所選擇的S6W型加壓水冷式反應堆原為水面艦艇使用,這是首次安裝在潛艇上,具有結構緊湊、輸出功率大等優點。

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“海狼”級的第一使命是反潛,降低噪聲對它來說至關重要。該級艇的降噪措施主要有:核動力裝置採用自然循環反應堆以降低一迴路噪聲;採用蒸汽輪機電力推進方式,取消噪聲大的減速齒輪箱;首次使用新型的“泵噴射推進器”,徹底消除了螺鏇槳噪聲;艇體外表敷設一層阻尼吸聲橡膠,使艇體表面形成一個良好的無回聲層;艇體外形光滑,開囗少,突出物少;艇上所有運動機械都經過降噪設計,並且都安裝在高效減振基座、彈性支座和彈性減振器上;為降低艙室內部噪聲,在美國潛艇上首次使用了“有源消聲技術”,也就是在噪聲處發出與噪聲振幅相同但相位相反的音響,來抵消該處原有噪聲,實踐證明效果明顯。在綜合運用了以上措施後,“海狼”級的噪聲達到了90-100分貝,這一量級已經低于海洋背景噪聲,這使它成為一級真正的“安靜型”潛艇。

武器裝備:

“海狼”級首部安裝有8具660mm發射管;由於這8具發射管已具有快速發射能力和首部尺寸有限,艇上沒有安裝垂直發射裝置,所有飛彈、魚雷都從這8具發射管中發射。該級艇共可攜載50枚各型飛彈和魚雷。

·“戰斧”巡航飛彈:該彈既可對陸又可反艦,具有戰略戰術兩種作戰能力。全重1224公斤,飛行高度15-100米,速度0.7馬赫。反艦飛彈射程460公里,戰鬥部裝藥454公斤;對陸型射程2500公里,戰鬥部裝藥454公斤或20萬噸當量核彈頭,其制導方式為慣性或地形匹配加GPS,圓機率誤差為10米。

·“捕鯨叉”反艦飛彈:是美國核潛艇的標準反艦飛彈,重667公斤,速度0.85馬赫,巡航高度15米,末段攻擊高度2-5米,射程110-130公里,慣性制導加主動雷達末制導。

·MK48-5(ADCAP)重型魚雷:該雷既能反潛又能反艦,重量1582公斤,航速60節,航程46公里,潛深1200米,戰鬥部裝藥100-150公斤,線導加主/被動聲自導,自導系統具有智慧型處理能力

電子裝備:

·電子設備:作戰指揮為AN/BSY-2系統,它採用分散式計算機系統、聲學系統、控制系統和電子/水聲對抗系統,將探測、識別、跟蹤、分析、傳遞、決策、執行等多項功能融為一體,通過匯流排與分散式計算機系統相連,核心為UYK-44計算機;水面搜尋/導航雷達為BPS-15A;電子支援/對抗有BLD-1、WLQ-4(V)1、WLR-8(V);另有WLY-1拖曳式誘餌系統。
·聲吶:主要為AN/BQQ5D主/被動綜合聲吶,TB-16被動拖曳聲吶、TB-23細線基陣拖曳聲吶、被動保角陣聲吶、探雷聲吶等。
其他改進:

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在艇體線型及結構上有重大改進 艇型選用水滴型,比“洛杉磯”級艇短而粗,縮小了長寬比,約為8.5,打破了美國潛艇長寬比不斷增大的趨勢。這樣作可減少艇體表面積,降低反射聲吶信號的能力;增大了艙容,布置內部艙室時更具有靈活性;減小艇的迴轉半徑,使艇的機動性得以改善;有利於減小阻力,提高航速。該級艇排水量雖比“洛杉磯”級增加30%,但水下航速高達38節,是美國海軍航速最高的潛艇,因而既可擔負全球使命,又能為可能遭敵潛艇攻擊的航母編隊護航。
該級艇採用單殼體結構,以節省艇殼材料,加快建造周期。艇殼材料選用HY-100高屈服強度鋼。與使用HY-80鋼的“洛杉磯”級艇相比,下潛深度可增加25%以上,達610米左右,是目前美國下潛深度最大的潛艇。這種材料還可大大減輕艇體重量。
艏聲吶罩為鋼製,以防止穿越北極冰層時遭受破壞。圍殼舵改為能夠伸縮的艏水平舵,且位置比較靠下,也有利於冰下活動。艉水平舵與垂直舵首次按X形方式布置,有利於提高舵的效率。該級艇指揮台圍殼比較矮小,位置更靠近艇的舯部,有利於減少阻力,提高航速,並有利於減小反射面積。
極好的安靜性 該級艇採用了先進的降噪技術:艇體敷設了消聲瓦;採用新型S6W反應堆,自然循環能力高;機械動力設備安裝採用浮筏減振裝置;採用了先進的低噪聲噴水推進技術。因而該級艇輻射噪聲比“洛杉磯”級低得多,成為世界上噪聲最低的潛艇,安靜航速達20節。
高度的機動性 一是該級艇採用了新型S6W加壓水冷式核反應堆,輸出功率為33.57兆瓦,比“洛杉磯”級的S6G反應堆功率提高近30%,又加上艇體阻力小,因此航速高達38節。反應堆壽命長,達10~13年,續航力可達100萬海里。二是潛深大。三是更強的冰下活動能力。再加上優良的操縱性,使得該級艇具有高度的機動性和隱蔽性。
先進的武器裝備 該級艇設有較多的魚雷發射管和較大的武器庫,且武器品種多。它可攜載魚雷、反艦飛彈、巡航飛彈、無人潛水器等共50件管裝武器。魚雷發射管達8具,有更大的齊射率。
魚雷發射管分別配置在艇艏的左右舷,發射管後面設有2套魚雷再裝填設備,首次發射後能迅速再裝填,並即刻做好再次發射的準備。魚雷發射管的口徑由過去的533毫米加大到660毫米,使所裝備的武器均可從水下發射。魚雷由Mk-21型空壓渦輪泵發射。該級艇上裝備的Mk-48增強型魚雷,在航速、潛深、聲學性能和自導能力上均比Mk-48魚雷有較大的提高。
艇的耐壓殼外不再設定飛彈垂直發射裝置,方便了艇內武器的集中發射,並可縮短艇體長度。
不裝魚雷時,該級艇還可以攜帶100枚水雷,擔負較大面積的隱蔽布雷任務。未來該級艇還將裝備新型(“海長矛”)反潛飛彈,射程可達100千米。
美海軍稱,該級艇反潛作戰能力是改進型“洛杉磯”級的3倍。武器裝備水平從“洛杉磯”級艇的每件武器290噸排水量,提高到每件武器190噸,配備的武器數量提高了40%。
齊全的觀通和電子設備 電子設備基本繼承了改進型“洛杉磯”級艇的最新配置,但作戰指揮控制系統更為先進。
艇上裝備的BQQ-5D綜合聲吶系統,包括BQS-24主動式近距探測聲吶、TB-16和TB-29二部拖曳線列陣聲吶,以及BQG-5D被動式偵察聲吶等8部先進的聲吶,具有警戒、搜尋、跟蹤定位、目標識別和水下通信等多種功能,搜尋速度快,探測距離遠,能發現反潛直升機和來襲魚雷的噪聲信號。
導航系統有專為攻擊型核潛艇研製的WSN-3靜電陀螺導航儀、WRN-6型全球定位系統接收機,以及導航雷達。
通信系統包括WRR-7低頻、甚低頻接收機,R-1051/URR中、高頻接收機,WLR-10超高頻接收機,BRA-34綜合無線電系統,WSC-3衛星通信設備,極低頻通信設備。
艇上裝備有BSY-2作戰數據系統和Mk-2作戰數據系統,配有UYK-43/44先進計算機,把探測系統、導航、火控、通信及作戰指揮系統的信息統一處理,實現了高度自動化,作戰反應迅速,可同時對付多目標,提高了艇的綜合探測和攻擊作戰能力。海上聯合指揮信息系統(JMCIS)為聯軍指揮官提供了綜合的指揮、控制和情報系統,用於接收、處理、顯示和跟蹤敵、友、中立國陸海空三軍的態勢。該系統是美國全球指揮控制系統的組成部分,作為海軍指揮控制套用。
新型的潛艇控制系統 潛艇控制系統的用途是控制艇的航向、深度和縱傾,以往是由三個獨立的控制設備和分系統完成。“海狼”級的控制系統則綜合了大量附加控制系統的特點,增加了艇的綜合控制能力,並為操作人員提供了更方便、更容易維護的作業系統。附加的控制系統特點包括操艇、下潛和深度控制系統的全自動操作方式。前二者包括了航向和深度的改變。該系統還採用了容錯技術,它是美海軍潛艇所使用的最完善的控制系統。
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它在控制、自動化和指示儀表方面均由計算機控制系統完成。容錯技術的套用為控制系統的可靠性和可維修性提供了有效的技術途徑。
此外,該級艇具有較大空間,居住性好。第三艘艇魚雷艙重新進行了布置,以便搭載50名突擊隊員。艇上還設有較大的逃生艙。
該級艇除了造價高外,由於噸位大,寬度、吃水也較大,其機動性能受到一定影響,尤其是不易在淺水海區活動,這就限制了攻擊型潛艇作用的發揮。

“海狼”級攻擊型核潛艇突破冰障下潛狀況

2004年6月5日,在美國康乃狄克州電船製造公司船廠,美國海軍為第3艘也是最後1 艘“海狼”級攻擊型核潛艇“吉米·卡特”號舉行命名典禮。當過潛艇軍官的美 國前總統卡特及夫人出席了儀式。卡特夫人作為命名人依照海軍傳統在“卡特” 號潛艇艏部打碎了一瓶香檳酒,再次把“海狼”推向世界傳媒。“卡特”號號稱 美軍最先進的核潛艇,已持續建造9年,計畫於2005年進入美國太平洋艦隊服役。

冷戰噩夢催生“海狼”
還在20世紀70年代,美國對蘇聯核潛艇的大發展敏感得有些發慌。那時期, 蘇聯的高性能彈道飛彈型和攻擊型核潛艇同時研製,不僅數量超過美國,而且技 術水平上有多處領先。特別讓美國上層人物忐忑不安、噩夢不斷的是,蘇聯戰略 核潛艇實施“抑留戰略”,包括“颱風”級和“德爾塔”-Ⅳ級等彈道飛彈核潛艇 平時有85%以上都待在基地里不出來,隱蔽在包括北極冰層之下的“庇護所”中 ,以備戰時發動突然襲擊。北冰洋下的秘密武器成了美國的一個心病。美海軍決 定研製能潛進北冰洋底顯示力量的核潛艇,打破北極冰下為蘇聯核潛艇一統天下 的局面。

1978年5月起,美國探討發展“洛杉磯”級攻擊型核潛艇的後繼艇。1980年末 ,美海軍提出新概念核潛艇設計,由於是在21世紀使用的攻擊型核潛艇,故代號 為SSN-21。

SSN-21級的概念設計完成後,美海軍計畫建造30艘,經費高達360億美元,成 為美海軍有史以來耗資最大的一項潛艇發展計畫,被稱為“海軍現代化計畫之基 石”。SSN-21級核潛艇於1989年10月開工建造,命名為“海狼”號,該級艇因此 也叫“海狼”級。“海狼”號剛建造,蘇聯就解體了,冷戰亦即結束。國際局勢 趨於緩和,原先針對蘇聯的作戰目標已無必要。此間,“海狼”號在建造過程中 發生了嚴重焊接質量事故,使造價猛增至25億美元。在這種情況下,“海狼”級 艇的建造數量一再削減,最後定為3艘,全部由美國通用動力公司電船分公司建造 。首艇“海狼”號和第二艘“康乃狄克”號已分別於1997年和1998年服役。第三 艘“吉米·卡特”號艇身加大,艇長增加到138.1米,以便攜帶更多先進設備、武 器或容納特種部隊人員專用艙,它的水下排水量也增加到1.2萬噸。反正是最後— 艘了,美海軍不惜加大投資,造價躥高到32億美元。

“海狼”能在冰下噴火鼓浪
“海狼”的最大特點是它的結構適於冰下航行。它採用水滴形艇體,長寬比 為8.34,接近最佳長寬比,阻力較小,有利於提高航速;指揮台圍殼矮小,偏低 的圍殼舵改成艏水平舵,能夠伸縮,有利於冰下活動;採用“木”字形艉舵,操 縱性好;艏部的橡膠聲吶罩改成鋼罩,防止聲吶受冰層的破壞,提高破冰能力。 它配有先進電子設備,水下探測能力強。導航系統有專為攻擊型核潛艇研製的兩 部WSN-3型靜電陀螺導航儀、“奧米加”無線電導航系統。它採用了改進型聲吶系 統,包括大孔徑被動測距基陣、拱形基陣和細纜型拖曳線列陣等。新的潛艇結構 為改進聲吶布置提供了有利條件。它的聲吶可以迅速對隱藏在海洋深處的敵方核 潛艇定位,先敵發現目標。

SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇SSN-21“海狼”級攻擊型核潛艇

“海狼”級是一級多用途攻擊型核潛艇。它的主要使命是反潛、反艦,為美 國海上水面艦艇編隊和彈道飛彈核潛艇護航,也能向局部戰爭地區運送特種部隊 ,攻擊陸上各種目標。已經服役的“海狼”級潛艇在試航中表現出的先進性能超 出了美軍的預料,其安靜性和攻擊能力比現役美軍主力攻擊潛艇“洛杉磯”級有 飛躍性提高。

“海狼”級艇前兩艘艇體採用HY-100鋼,下潛深度可達610米;第三艘採用H Y130鋼,因而下潛深度更深。美國多年以來所獲得的降噪技術研究成果在“海狼 ”上全有展現。它的S6W反應堆裝置經過了嚴格降噪設計,採用了浮筏減振、泵噴 射推進器,在艇殼外表面敷設了7.2萬塊消聲瓦,使艇的輻射噪聲比以前降低了5 0分貝。除降低噪聲外,它還採取了消磁、減少紅外特性等一系列隱形措施,因而 “海狼”被稱為“具有隱形性的潛艇”。

“海狼”是世界上裝備武器最多的攻擊型核潛艇,裝設8具660毫米魚雷發射 管,一次攻擊能力強;配有“魚叉”反艦飛彈,射程130公里;配有“戰斧”巡航 飛彈,裝備核彈頭對陸攻擊射程達2500公里,裝備常規彈頭對陸攻擊射程900~12 04公里,對艦攻擊射程達460公里,命中精度高。第三艘“海狼”攜帶MK48ADCAP 線導魚雷,在40節航速下,航程達50公里,潛深900米。未來將進一步改裝新型“ 海矛”反潛飛彈,射程100公里。“海狼”的魚雷和飛彈裝載量共52枚,攻擊威力 大。艇上還裝備了MK2FCS火控系統、BSY-2綜合作戰系統及UYK43/44先進計算機 ,對多個系統的信息實行統一處理,高度自動化,作戰反應迅速,可同時對付多 目標,提高了艇的綜合探測和攻擊作戰能力。

第三艘“海狼”主要改進在增加了一些新的技術模組,包括增加海軍特種作 戰、戰術偵察和布雷戰等任務所需的設備。改進中最獨特的一點是創造了一種靈 活的被稱為“黃蜂腰”的潛艇接口技術。此項技術的套用使海軍可在潛艇上隨意 部署或恢復不同的作戰載荷(如用於特種作戰的小型潛艇等),而不必再將載荷 裝在魚雷管中。

“海狼”級攻擊型核潛艇類型

“海狼”級共建3艘:

SSN21“海狼”號,1989年10月25日開工,1995年6月24日下水,1997年7月19日服役;

SSN22“康乃狄克”號,1998年12月11日服役;

SSN23“吉米·卡特”號,預計2003年服役。

性能數據

舷號   艦名   開工   下水   服役   退役   母港
SSN-21   海狼   1989.10.25   1995.6.24   1997.7.19     Groton
水下排水量:9124噸
水面排水量:8060噸
艇長:107.6米
艇寬:12.9米
吃水:10.9米
發動機功率:33.57兆瓦
水下航速:38節
艇員:148人
潛深:610米
魚雷發射管:8具
管射雷彈:50條
現役數量:3艘
建造數量:3艘
反應堆:1座S6W型壓水堆
發動機:2台蒸汽輪機,33570千瓦;1台輔助推進電機
推進器:單軸噴水推進

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