來源:高端裝備產業研究中心 作者:太陽穀
導讀
2020年6月12日,俄羅斯國防部官網發布消息稱,955A(Borey-A)的第一艘戰略核飛彈潛艇「弗拉基米爾大公」號交付俄羅斯海軍北方艦隊服役。該核潛艇是955型「北風之神」級的改進型第四艘,型號為955A,屬第四代核潛艇。2020年7月20日,「亞森-M」項目855M型的兩艘核動力潛艇「沃羅涅日」和「符拉迪沃斯託克」在北德文斯克北方機械製造廠(Sevmash)進行了龍骨鋪設,計劃於2027年至2028年年初加入俄羅斯海軍艦隊的作戰序列,將配備高超音速武器。
俄羅斯核潛艇發展現狀
俄海軍現役3個級別共11艘戰略核潛艇,包括1艘「颱風」級、1艘「德爾塔Ⅲ」級、6艘「德爾塔Ⅳ」級以及3艘「北風之神」級核潛艇。「颱風」級戰略核潛艇是世界上最大的戰略核潛艇,主要用作實驗平臺,曾對新型的「布拉瓦」彈道飛彈進行過測試。「德爾塔Ⅲ」級戰略核潛艇全部隸屬於太平洋艦隊,且均已老化,目前僅有一艘在服役,攜帶16枚「黃貂魚」彈道飛彈。「德爾塔Ⅳ」級戰略核潛艇共6艘,是目前俄海軍潛艇部隊的主力,全部隸屬於北方艦隊。升級後的「德爾塔Ⅳ」級潛艇可攜帶16枚「輕舟」彈道飛彈。「北方之神」級是目前俄羅斯最新一級的戰略核潛艇,未來將逐步取代「德爾塔「Ⅲ」級和「德爾塔Ⅳ」級戰略核潛艇。俄海軍訂購了8艘該級潛艇,目前服役4艘,其中,第四艘k-549「弗拉基米爾大公」號於2020年6月12日交付海軍北方艦隊,還有4艘在建。每艘「北方之神」級戰略核潛艇可攜帶16枚「布拉瓦」彈道飛彈。
俄海軍目前共裝備28艘攻擊核潛艇,包括6艘巡航飛彈核潛艇和8艘多用途核潛艇。其中,巡航飛彈核潛艇包括「奧斯卡Ⅱ」級和「亞森」級;多用途核潛艇包括「維克託」/「勝利」級、「塞拉」級和「阿庫拉」級。目前,「奧斯卡Ⅱ」級和「阿庫拉」級是俄海軍攻擊核潛艇的主要力量。「亞森」級是俄羅斯最新型的攻擊核潛艇,屬於俄羅斯第四代核潛艇,已經交付1艘,還有8艘在建,具有安靜、深潛、打擊能力強、自動化程度高等特點,及參與解決各種地區性危機的能力。「亞森」級核潛艇可攜帶「俱樂部」、「紅寶石」、「花崗巖」和「石榴石」等多類型飛彈,需強調的是,2020年7月開建的兩艘將配備高超聲速武器。俄海軍擁有的大部分潛艇的年限均超過25年。
俄羅斯也正在研製第五代核潛艇,海軍在2016年宣布已經開始研製工作,並命名為「哈斯基」級(後改名為「萊卡」)。「萊卡」級採用「一級兩型」設計理念,通過中部採用模塊化裝置搭載不同類型飛彈實現「攻擊型」和「巡航飛彈型」兩型艦船功用。
除了上述核潛艇外,俄羅斯還有一種特種用途核潛艇(簡稱「特種潛艇」),用於執行特種任務,如深海作業、水下運輸、海洋考察、海底勘察、水文調查、特種作戰等。蘇聯/俄羅斯海軍極重視特種潛艇發展,將其視為水下力量建設的重要組成部分和佔據水下優勢的不對稱手段,已建造了6型9艘特種核潛艇,服役於北方艦隊;正在開展09852型「別爾哥羅德」號(Белгород)和09851型「哈巴羅夫斯克」號(Хабаровск)特種核潛艇項目。
俄羅斯核潛艇發展特點
◆堅持大潛深路線
俄羅斯是目前世界上在大潛深核潛艇領域技術最為先進的國家。俄羅斯的核潛艇曾經達到1250m極限下潛深度,「麥克」級685型核潛艇成為名副其實的超大潛深核潛艇。
在戰略飛彈核潛艇方面,俄羅斯最新的第四代戰略核潛艇「北風之神」級955型最大下潛深度為450m,作為大潛深核潛艇,將成為未來俄戰略核潛艇的主力,目前「尤裡 多爾戈魯基」、「亞力山大 涅夫斯基」號、弗拉基米爾 莫諾馬赫」號和「弗拉基米爾大公」號均已服役。各種情況表明,俄羅斯戰略核潛艇大潛深技術已經成熟。
在攻擊型核潛艇方面,俄羅斯從第2代V級(下潛深度400m)開始,就掌握了大潛深技術,到第3代「阿爾法」級(下潛深度900m)和「塞拉」級(下潛深度750m),掌握了超大潛深技術。「亞森」級核潛艇(首艇「北德文斯克」號於2010年6月15日下水,於2014年交付俄羅斯海軍。該級第2艘「喀山」號正在海試中,將於2020年9月-10月交付海軍)潛深為600m。
◆核反應堆與艇同壽,增加部署時間,減少維修成本
反應堆功率適當提高,堆芯壽命普遍實現「與艇同壽」。俄羅斯「北風之神」級彈道飛彈核潛艇上採用的核反應堆是俄羅斯於1995年研製成功的第四代壓水反應堆OK-650B型。蘇聯/俄羅斯海軍的第三代核潛艇上裝備的反應堆,大約5~7年時間就需要更換一次核燃料,而「北風之神」級核潛艇的OK-650B型反應堆的核燃料更換周期為25~30年,基本實現了與艇同壽,從而保證了「北風之神」級核潛艇的在役率。
◆採用多種措施不斷提高綜合隱身性能
多數採用泵噴推進器,降低聲信號。從目前新一代核潛艇建造、研製狀態來看,除「亞森」級首艇外,其餘新型核潛艇均採用泵噴推進器。據稱,不久將服役的「亞森」級第2艘也將採用泵噴推進器,可認為泵噴推進器取代7葉大側斜螺旋槳已是大勢所趨。相比螺旋槳,這種推進器具有較高的推進效率和更好的聲學性能以及優異的空泡特性,可增強潛艇的聲隱身能力。
外形優化,降低聲信號。一方面,新型攻擊型核潛艇已全部取消圍殼舵,可回收式首水平舵成為新型攻擊型核潛艇的主要布置方式。另一方面,新型攻擊型核潛艇的指揮臺圍殼向低矮化發展,並增加指揮臺圍殼與艇體之間的光滑過渡,減少潛艇的水動力噪聲。
其他措施。例如俄羅斯「北風之神」級核潛艇在艇體表面敷設了厚度超過150mm的高效消聲瓦,採用整艙浮閥隔振,還在消除紅外特徵、磁性特徵、尾流特徵等方面都採取了一些獨到的措施。
從上至下分別為「阿庫拉」級、「亞森」級核潛艇
◆潛艇結構以單雙混合殼體為主,雙殼體將被逐步棄用
潛艇結構以單雙混合殼體為主,雙殼體將被逐步棄用。俄羅斯從第四代核潛艇起也改變了傳統的雙殼體結構,無論是攻擊型核潛艇「亞森」級還是「北風之神」級彈道飛彈核潛艇也都採用了單雙混合殼體結構,俄羅斯未來的第五代核潛艇將會更進一步完善艇體結構,採用單殼或單雙混合殼結構,以便更好適應多用途垂直發射裝置的布置需要。
◆核潛艇武器裝備智能化發展
核潛艇「智能」魚雷的獵裝。俄羅斯在「智能」魚雷方面進行了相當長時間的研究,以「暴風雪」魚雷為例,該型魚雷能夠以超高速度在水下航行,在通過水聲探測系統獲取目標航跡數據後,該魚雷的計算機系統會自動推算魚雷與目標的會遇點,並通過調整魚雷的航向、姿態確保擊中目標。
「波塞冬」核魚雷
核潛艇水聲幹擾裝備的智能化發展。根據聲吶探測技術的原理,核潛艇在應對敵方反潛作戰的過程中,為降低自身被發現的機率,水聲幹擾裝備的技術優勢得以體現。水聲幹擾裝備即採用人工聲源的方式,在特定環境下製造多個虛假目標,使真實目標被發現和擊中的概率大大降低,尤其是在智能水聲幹擾裝置應用之後,其效果明顯增強。以955型戰略核潛艇為例,該級別核潛艇雖然有著出眾的靜音特性,然而,為確保萬無一失,俄羅斯同樣為其配置了智能水聲幹擾裝置,其分為線導式智能水聲對抗器材和自航式智能水聲對抗器材兩種類型。線導式智能水聲對抗器材可以通過通信線路實時模擬不同的聲紋信息,以達到欺騙敵方反潛聲吶、聲導魚雷的目的,而自航式智能水聲對抗器材目前依然處於研究階段,其能夠自主提取周圍環境中的聲紋信息並模擬核潛艇的動態聲紋信息,通過資料庫分析的結果,規劃出最佳的航行路徑,以配合己方核潛艇成功擺脫敵方聲吶探測設備的追蹤和攻擊。
核潛艇智能潛航武器單元的應用。以俄羅斯斯「狀態-6」無人潛航器(「波塞冬」核魚雷)為例,該武器單元的的長度已經超過了傳統意義上的魚雷,為此,其僅能夠利用955型戰略核潛艇為發射平臺。根據俄羅斯方面報導的消息,該智能無人潛航器能夠根據任務設定,在水下1000米深度的區域航行,並能夠通過海底地形數據匹配技術進行定位,從而調整自身的航向、航速、深度,以滿足完成特定任務的條件。目前,受武器搭載平臺的影響,該智能無人潛航武器依然未能完成實裝驗證,隨著955型戰略核潛艇魚雷發射系統的改造升級,也就意味著「狀態-6」無人潛航器真正進入到俄羅斯核潛艇武器裝備序列之中。
俄羅斯核潛艇發展現存問題
●在隱身技術上存在的問題
潛艇輻射噪聲隱身(低噪聲)。輻射噪聲的特徵在於頻譜的寬帶噪聲和窄帶離散分量的水平,而如今,一個極為重要的因素是在高速航行和大潛深情況下保持低水平的頻譜的寬帶噪聲和窄帶離散分量。
與某些個人和組織的所宣稱的情況相反,就低噪聲(尤其是在高速航行的情況下)而言,與西方相比,俄軍潛艇已經存在並且明顯滯後,但是,鑑於現代潛艇所實現的低噪聲水平,這種差異並不大,而且俄軍潛艇在戰術行動方面足可以對抗敵對方。俄軍潛艇(不及「對手」的潛艇噪音水平)的許多戰鬥任務和探測操作的真正成功主要是由於他們能勝任的戰術行動(包括「軍事戰術」)。
同時,考慮到俄機械工程的所有實際問題,一系列潛艇的(低)噪聲水平的實現和維持是該行業的一項傑出成就。如今,降低潛艇噪音水平的主要方向不是降低噪音的「規定水平」(已經很低),而是擴大速度和深度上的「低噪音範圍」。
聲納特徵隱身。當前,新型低頻主動聲納探測系統得到廣泛應用,甚至能夠有效發現幾乎處於靜音狀態的潛艇,這使得低聲納可探測性變得非常重要(在一些情況下甚至優先於低噪聲水平)。解決這一問題的關鍵在於優化潛艇殼體的尺寸、形狀和結構,以及使用吸波塗層(或主動補償手段)。
超低頻波段隱身性。超低頻波段隱身性取決於潛艇的大小及其對深度和速度的控制。為解決相關問題,不能單憑理論,而是要開展具體的試驗,明確哪些條件能夠保障潛艇在淺海環境下的隱身性能。這是因為,瀕海淺水區域已經成為了阻礙潛艇隱身的問題區域。如果條件允許自然可以下潛更深,但隨之而來的另一個問題是,在深水區由於水壓加大會嚴重削弱聲學防護設備的性能,從而增大潛艇的噪聲。今天,儘管非聲探測設備的作用得到顯著提升,但水聲探測技術仍是搜索潛艇的關鍵方法。
潛艇尾跡特徵探測技術。俄國內普遍認為國外不存在專門用於探測潛艇尾跡的國內類似系統,但事實卻與此相反,國外的此類系統已經量產並投入潛艇作戰使用。另外,俄方為追求潛艇殼體的穩定性,在潛艇設計過程中儘量減少開孔數量與可伸縮結構,將雷達與無線電偵察站安裝在同一個桅杆上。這種結構設計上所犯的嚴重錯會提升潛艇的雷達可探測性(包括俄最新型潛艇),制約了俄在敵方反潛機主動搜索區域開展無線電技術偵察活動的能力。
●在水聲對抗設備方面存在的問題
與西方相比,俄軍的水聲對抗設備差距明顯,其問題不在於技術層面(俄方在這一領域曾研製出性能優異的產品,如Rubicon,Platinum,Shelon,MG-89水聲設備;МG-44、МG-104型自航式魚雷誘餌),而是在於組織層面——在研發設計過程中不能統一籌劃聲學、機械學、計算機等領域的工作(電子戰手段),甚至將水聲對抗設備與電子對抗設備混為一談,這導致俄軍沒有類似美軍GANTS艦殼式主動幹擾器的設備。如今,俄海軍使用的Mk3、Mk4漂浮式水聲對抗設備在應對現代魚雷((如UGST型或MTT型))和水聲系統(MGK-400EM型)時效能低下,但令人不解的是俄國防部仍在採購此類設備。面對這種情況,俄軍應在潛艇實戰模擬的基礎上同步開展新型魚雷系統和水聲對抗設備的研發工作。
俄軍潛艇水下作戰存在的關鍵問題——「敵人在哪」
第五代核潛艇發展情況
2016年3月,俄海軍宣布第五代核潛艇命名為「哈斯基」級(後改為「萊卡」,也叫545型「Laika-Navy」),同年8月俄國防部正式授予「孔雀石」設計局潛艇研製合同。該艇採用「一級兩型」設計理念,且其艏艉分段通用化設計計劃用於俄下一代彈道飛彈核潛艇,屬世界首創,充分體現俄非對稱戰略和非核遏制力量發展思路。
自2019年年年初以來,「萊卡」項目的開發工作一直在進行。聖彼得堡「孔雀石」海洋工程局負責研製該艇。該局於2017年12月完成了核潛艇最初方案。預計新項目的第一艘潛艇的建造將於2023年開始。2019年12月24日在俄羅斯國家國防管理中心舉行的現代及先進武器和軍事裝備的樣品展覽中展出了第五代核潛艇模型。
第五代核潛艇「萊卡」外形構想圖
就2019年12月24日展出的潛水艇模型來看,「萊卡」排水量約為1.134萬噸。該船將能夠潛水至600米的深度,並在水下以高達35節(每小時約65公裡)的速度航行。
「鋯石」新型高超聲速巡航飛彈
在公開報導中,關於「萊卡」項目潛艇的具體特徵的信息相對較少,這類核潛艇裝備的許多特點仍只能初步判斷。特別是,預計,「萊卡」級核潛艇的水下排水量約為1.2~1.3萬噸,將採用雙殼結構,船員將約為90人,潛艇尺寸將小於目前在建的885M「亞森」級項目的尺寸。
該核潛艇計劃配備「口徑」、「鋯石」,「縞瑪瑙」、「應答」、「猛禽」飛彈,以及「物理」和USET-80魚雷和「Lasta」魚雷。早前有報導說,在該項目的潛艇中,為不顯露聲納,將不會使用橡膠塗層。相反,潛艇的艇體將由複合材料製成。潛艇還將接收「靜音」魚雷管,在其中將使用水代替壓縮空氣來發射彈藥。此外,該核潛艇將裝備人工智慧綜合戰鬥信息和控制系統。
根據一些報導,第五代潛艇將不會接收壓水反應堆,而是從根本上新建主動力裝置,其有可能是先前安裝在705(705K)「天琴座」多用途核潛艇上的反應堆的進一步發展。俄戰略與技術分析中心專家康斯坦丁 馬基延科(Konstantin Makienko)表示,五代潛艇的主要動力裝置包括一個帶液態金屬冷卻劑(鉛-鉍合金)的單反應器蒸汽發生裝置和一個模塊化單軸汽輪機發電機組。他還指出,俄羅斯造船商致力於獲得機動性強、速度快、排水量較小、船員人數大幅減少、採用新型有效武器和技術裝備及綜合自動化技術的潛艇,與先前建造的船隻相比,能將潛水艇的水下噪音水平降低數倍。
據稱,「哈斯基」級核潛艇的最大設計特點是「一級兩型」,將基於通用化艇首和艇尾開發「攻擊型」和「巡航飛彈型」兩型。其中,「攻擊型」不裝配垂直發射裝置,主要執行反潛/反艦任務;「巡航飛彈型」將裝配多用途垂直發射管,可搭載「鋯石」超高聲速巡航飛彈,執行反艦/對陸攻擊任務。未來,該通用型艏艉分段還可用於俄下一代彈道飛彈核潛艇。
總結
總的來說,俄羅斯核潛艇技術至今已經發展了四代,正在建造第四代核潛艇及研製第五代核潛艇。在未來核潛艇項目發展上俄羅斯致力於提高其綜合作戰能力,主要特點在於應用複合材料,提高綜合隱身能力;反應堆與艇同壽,減少潛艇維修周期;升級武器裝備,增強作戰打擊能力;搭載無人系統,改變未來作戰模式。
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