阿爾法級核潛艇

阿爾法級核潛艇

阿爾法級核潛艇(英文:Alfa class submarine,亦可翻譯為A級潛艇,蘇俄代號:705級)是蘇俄第二代攻擊核潛艇,該級潛艇自設計,建造到最後服役一直充滿了爭議。阿爾法級是蘇俄迄今為止滿編作戰人數最少,水下航速最快的核潛艇。

基本信息

簡介

阿爾法級核潛艇阿爾法級核潛艇
“阿爾法”級又簡稱A級,海軍代號“天琴座”,設計編號為705,由“孔雀石”設計局設計,是前蘇聯海軍的第三代攻擊型核潛艇。1968年6月20日,該級首艇開始建造,到1981年9月共建造了兩批7艘。第一批共4艘,在列寧格勒市海軍造船廠建造,舷號分別為K-377、K-316、K-373、K-463。後一批3艘為該級的改進型,設計編號為705K,由北德文斯克市402造船廠建造。“阿爾法”級採用水滴線形設計、雙殼體結構,是前蘇聯建造的攻擊型核潛艇中排水量最小的,共分為魚雷艙、機電艙、中央指揮控制艙、反應堆艙、主機艙和艉艙共6個艙室,艇員編制45人(均為軍官),自持力60晝夜。艇上安裝了6具533毫米魚雷發射管,可攜載發射20枚53型兩用魚雷或24枚水雷。

設計過程

早期設計與爭論
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最初的設計工作是從1957年開始的。當時,第143中央設計局(現孔雀石設計局前身)的設計師A·B·彼得羅夫提出了一種自動化程度遠遠高於當時所有潛艇,能在水下高速運動的潛艇設計思路,時任總設計師對於他的想法很感興趣,將其提交給核動力研究中心,隨後核動力研究中心、自動化遙感研究院和第143設計局開展了“水下殲擊艇”的研製。“水下殲擊艇”要求水下速度要高,裝備較重火力,潛艇的物理場要低。經過了大量研討,由總設計師魯薩諾夫帶領的提出了一個比較完整的設計方案。這個設計中最具爭議的就是取消蘇俄潛艇一直沿用至今的雙殼體結構,改用單殼體以減小體積和噸位。1960年,由蘇共中央發出並由勃列日涅夫和柯西金簽發關於水下殲擊艇研究的決議中對主要諸元的要求是:水下排水量1500噸左右,水下航速最高40節,艇員小於15人。而當時的蘇俄核動力潛艇人數最少的V級也有60多人,可見該決議要求的自動化程度相當高。但是很明顯地,這么誇張的性能是不可能實現的。
該設計小組所呈交的設計書制定的方案為排水量1600噸,6具魚雷發射管,水下最高43節,最大深度達到600米,使用液態金屬冷卻劑反應堆(以液態金屬鈉為反應爐冷卻劑)。方案提出後,受到了海軍司令部的強烈反對,海軍方面則對單殼體所帶來的無法保證水上抗沉性做出了強烈的反對。當時在蘇聯潛艇設計中,水上抗沉性是設計中的一大指標,雙殼體由於儲備浮力大所以抗沉性極強。但雙殼體也帶來了造價提高,體積增大,排水量增大從而增加阻力和潛艇航行時的噪音。
之後設計局根據海軍和造船廠給出的意見又提出了五種方案,但這五種方案仍採用單殼體:
採用單迴路壓水反應堆;
採用雙迴路液態金屬反應堆,電器系統頻率為400赫茲;
基本設計與第一種相同,但在指揮圍殼內另裝4座魚雷發射管
基本設計與第一種相同,但武器系統改為8座北極星飛彈發射系統,裝備北極星飛彈;
採用單迴路壓水反應堆,增大艙室容積從而保證抗沉性。
1961年初,海軍司令部與設計小組還有各艦隊領導一起開會決定方案。開會結果並為公布,但根據隨後1961年蘇共中央的第385-201號決議內容,那次會議應該決定以第二種設計方案為主方案。但海軍司令部在隨後指示必須保證水上抗沉性。該決議要求阿爾法級的排水量不大於1600噸,裝備6座魚雷發射管,水下全速43節以上,使用液態金屬冷卻劑反應堆。決議還要求1963年初完成設計,1965年首艦試航。
在隨後的設計中,很多重大技術問題被解決,並提出了一個新的方案:
水下排水量增至2000噸以增大儲備浮力
水下航速41節
仍採用單殼體,儲備浮力在20%以下
方案出台後,設計小組第143設計局與海軍曾進行了相關的討論,前者提出抗沉性在設計中完全沒有必要,隨後又提出在指揮圍殼裝備充氣氣囊以保證抗沉性,但都遭到海軍的強烈反對。最終該方案以副設計師B·B·羅明因為擁護抗沉性設計而與魯薩諾夫決裂,總設計師魯薩諾夫辭職而告終。
最終設計定型
1974年,魯薩諾夫離開了設計小組,設計工作由羅明接任。潛艇最終改為雙殼體結構,其他的很多設計仍沿用了魯薩諾夫的方案。雖然仍未達到蘇共中央提出的設計要求,但海軍部門比較滿意並最終定型,至此經過了長達近10年的設計時間。同年,魯薩諾夫辭職,時年63歲,相對於大部分蘇俄潛艇設計局的總設計師,他結束工作確實算早的。

定型

殼體

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阿爾法級正式定型後為雙殼體結構。外形採用水滴流線型設計,阿爾法級的指揮圍殼也是蘇俄潛艇中少數使用流線型外形的潛艇。全殼體用鈦合金製造,是全世界僅有的兩個的全級為鈦合金製造並服役的軍用潛艇中的一個。由於初期製造工藝不夠完善,首艦在下水後發生了殼體開裂隨即改為預備役。但隨後蘇俄在冶金與焊接技術上的快速進步使得以後的鈦合金潛艇沒有再次發生殼體開裂的事故。
由於鈦合金的強度要比普通造艇消磁鋼大的多,這樣讓鈦合金殼體的耐壓力更大,下潛深度也隨之增加。其次,鈦合金的密度也小於消磁鋼,也就減輕了潛艇的排水量。此外,鈦合金具有無磁性的優點,從而降低了潛艇磁性物理場效應而使其更難被反潛飛機用磁探測儀發現。同時鈦合金還要比其他材料更抗海水的腐蝕。但不可否認的是,鈦合金造價極為昂貴

動力系統

動力則是由30兆瓦的汽輪機和兩台100千瓦的電動輪機組成,另有一台500千瓦的柴油發電機和鋅鉛電池作為備用動力。反應堆是705級和705K級的最大區別。705級採用OK-550反應堆而705K採用БM-50型反應堆。БM-50型較OK-550型穩定,OK-550型曾在K-64航行時發生了冷卻劑凝固造成反應堆停工。兩種反應堆都使用鉛鉍液態合金作為冷卻劑。儘管БM-50型的穩定型有所提高,但仍然因為鉍在受到中子照射後形成活性釙-210形成的放射性污染而使得反應堆維護難度較壓水反應堆要難。

電器設備

在電氣設備上,阿爾法級使用了400赫茲作為全艇電器電源的頻率,阿爾法級也是唯一一個用400赫茲作為電源頻率的蘇俄潛艇。這使得阿爾法級的電器設備無法與其他潛艇的電器設備通用。但400赫茲也降低了電氣設備的重量同時讓潛艇內部組成了一個統一的電網,不需要像其他潛艇為個別設備裝備變頻器,同時藉助統一的電網結構,減小了潛艇的物理場從而增加了隱蔽性。
阿爾法級使用MBУ-III“和諧”作戰情報系統以控制所有火力裝備;自動導航系統為“索日”型,與德爾塔級潛艇所裝備的“鮑托爾”型同屬慣性制導;通訊系統為“閃電”型;聲納系統為“海洋”型。全艇還裝備了“坦”型平衡調節系統,“鋁土礦”型深度調節系統以及“節奏”型自動監視系統等等電子設備以降低艇員人數。

技術數據

尺度:艇長81.5米,水線長75米,寬9.5米,吃水7.5米
排水量:水上2700噸,水下3600噸
動力裝置:2座液態金屬鉛鉍合金反應堆,170兆瓦;2台渦輪發電機;50000馬力(37兆瓦),單軸,1個5葉螺鏇槳;2個輔助螺鏇槳
航速:水下40節,水上20節
編制:40人
武器裝備:6具533毫米魚雷管,載53型兩用魚雷20枚或數量相當的不同裝載;對潛飛彈:SS-N-15,從533毫米魚雷發射管發射;水雷在不裝載魚雷的情況下可載40枚
電子設備:電子支援:“禿頭”(BaldHead)和“磚群”(BrickGroup),雷達警戒;“園林燈”D/F。雷達:水面搜尋:“魔頭”(SnoopHead),天線和支援天線在同一升降裝置上,Ⅰ波段。聲納:“鯊魚鰓”(SharkGill),“鼠叫”艇殼聲納

歷史

該級首艇於1960年中期開工,1970年在列寧格勒的蘇達米赫船廠完工。與正常計畫相比,建造時間很長,很可能這是一條樣艇。在1974年該艇被拆毀。此後,於1979-1983年間在蘇達米赫船廠和北德文斯克建造了6艘。

性能

與快速性相關的艇長的減少,表明在流體動力學設計和層流技術方面取得了相當大的進展。艇體採用鈦合金,使下潛深度達到700米。這也使得磁性大為減弱。但是,該級艇的聲速分布較高,這是25年來的設計的現實反映。所有這些潛艇的噪聲狀況沒有太大的變化,也可能在海上的西爾雷級作了未來的設計,具體將體現在後繼級上。
艇員數的減少反映了較高水準的自動化。航海系統包括慣性導航系統、衛星導航、“羅蘭”和“奧米加”。高水準的航速與噪聲密切相關,低速時要安靜得多。據報導,成批生產的首艇在1988年拆毀,第二艘在1989年末作為試驗艇再次服役,進行了5年時間的重新裝配。又據報導,該級艇的大多數可能由於經濟方面的考慮作為後備隊。

套用技術

“阿爾法”級採用了眾多的新技術,創造了前蘇聯核潛艇建造史上的“六個第一”,它一問世就引起了國際社會的廣泛關注,被稱為是“超越時代的核潛艇”。其採用的新技術包括:首次採用了新型戰鬥情報指揮系統,具有高度自動化水平。由於技術複雜,艇員一律為軍官,而且潛艇也像飛機一樣由地勤人員負責維修;首次採用了155兆瓦的OK-550/BM-40A(67lB型改為1部VM-4O)液態金屬(鉛-秘合金)大功率反應堆,以新型的液態鈉冷卻反應堆,功率密度為普通反應堆的4倍,因而具有極高的航速;首次採用了400赫茲、380伏的動力電源系統,從而大大地降低了電氣設備的尺寸重量;首次安裝了氣動液壓式魚雷發射裝置,該裝置能在潛望深度至極限深度下發射533毫米魚雷及相同口徑的武器;首次設定了漂浮救生艙,可在應急情況下保證全體艇員的逃生;首次採用了三維流線型的轎車式指揮室圍殼、全部可收髮式升降裝置、摺疊式的艏升降舵,因此潛艇的機動性和操縱性都很好。當然,“阿爾法”級最令世人涼艷之處還在於其極大潛深和高航速於一身,冷戰期間曾報導它的潛深近千米(蘇聯解體後資料證明為750米);水下航速42節,世界第一。需要指出的是,“阿爾法”級的最大航速實際上要略遜於P級巡航飛彈核潛艇(最大速度達44.7節),但後者只是一種試驗型號潛艇。有報導稱,美國海軍1979年春首次發現“阿爾法”級核潛艇能潛入900米的深海時竟不知所措——當時的各型魚雷甚至都達不到這一潛深,根本無法對其實施攻擊。

缺陷

不過,“阿爾法”級採用了大量當時還不是很成熟的技術,其性能並不是很穩定,“阿爾法”級最為人垢病之處在於其在低速巡航時與前蘇聯其它型號攻擊型核潛艇的噪聲相差不大,而在全速航行時輻射噪聲驚人。據美國海軍稱,設在百慕達的監聽站竟然都能夠收聽到位於挪威海的“阿爾法”級核潛艇的螺鏇槳噪聲。這一說法雖有些誇張,但也從一個側面說明“阿爾法”級的噪聲的確是相當大。同時,“阿爾法”級排水量較小,艇載的武備量也相當有限,攻擊能力不是很強。因此可以說,“阿爾法”級是一級前蘇聯海軍單純追求“高航速”、“大潛深”而犧牲了其它性能的“怪胎”。另外,“阿爾法”級的可維護性也不好,可靠性不高。該級首艇K-377號在1971年12月投入試驗性運行,但在1972年就發生了嚴重事故,被海軍從序列中除名,1974年報廢被拆毀。1979-1983年間批量生產的6艘也故障頻發,成批生產的首艇在1988年被拆毀,其餘5艘也在20世紀90年代全部退出現役被拆解。

同級列表

阿爾法級 潛艇—同級列表
舷號開工時間下水時間建造船廠服役時間/退役時間
K-641968年6月2日1969年4月22日海軍部造船廠1970年服役/1972年拆除
K-1231967年12月29日1977年12月1日北德文斯克造船廠1978年/1996年
K-4321968年11月12日1977年11月3日北德文斯克造船廠1978年12月/90年代
K-4631975年6月26日1981年3月31日列寧格勒造船廠1981年12月/90年代
K-4931972年2月21日1980年8月21日北德文斯克造船廠1981年9月/90年代
K-3731972年6月26日1978年4月19日列寧格勒造船廠1979年12月/90年代
K-3161969年4月26日1974年4月25日列寧格勒造船廠1978年9月/90年代

製造與服役

1974年,阿爾法級(705級)開始在海軍部造船廠,列寧格勒造船廠北德文斯克造船廠開始建造。首艦於1977年服役。全部7艘戰艦均在北方艦隊服役。
阿爾法級被定位為了一個試驗平台性質的戰艦以試驗各種作戰的電子設備,不過經過阿爾法級的研製過程後,蘇聯的潛艇電子設備有了一個飛躍。很多阿爾法級之後的戰艦都裝備了阿爾法級的電子設備的改進型。不過,由於被定為一個實驗性的設計,705級也自然在服役期間一直處於一種“限制使用”的戰艦,該級戰艦自首艦服役至末艦退役,很少被派出執行遠洋任務。
在服役期間,K-64艇由於1971年系泊試驗中發射殼體開裂而改為預備役,隨後在1972年預備役航行中,OK-500反應堆冷卻劑凝固,最終反應堆堵死。幸虧當時是在近海附近游弋,被拖船拖回北德文斯科後被拆除。1974年8月除名。還有一次事故是K-123艇在1982年4月,一迴路的冷卻劑發生泄漏,由於中子照射導致鉍變為釙-210,造成全艇發生核污染。1983年10月~1992年8月進行了長達近十年的大修,更換了反應堆。該艇於1996年退役。不過幸運的是,兩次重大事故均未造成人員傷亡。

影響

儘管阿爾法級一直處於一種“限制使用”而不能進入現役的狀態,但是阿爾法級還是給蘇俄以後的潛艇設計產生了影響。尤其是阿庫拉級和雅森級核動力潛艇,採用了和阿爾法一樣的高自動化標準從而降低艇員。阿庫拉級“獵豹號”排水量高達12,000噸而艇員僅為78人,這比同類型的海狼級和洛杉磯級的約130人要少的多,雅森級的艇員也少到了80人以下。而且在阿爾法級上使用的很多電氣設備經過改裝之後也用於了其他潛艇的設計中,比如“刻赤”型聲納系統則為“海洋”型的改進版本。阿爾法級還是蘇俄第一個裝備作戰情報系統的潛艇。

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