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管窥032型试验潜艇

2014-11-11邓海敬

现代兵器 2014年10期
关键词:耐压艇员壳体

邓海敬

在近日举行的中国航运博览会上,中国海军展出了新型试验潜艇——032型的精细缩比模型。这是自该潜艇于2012年服役以来,第一次向外界披露其外形及内部设计,具有十分重大的意义。从模型上可以看出,032型潜艇的设计主要围绕3个项目进行,分别是位于指挥台围壳后方的2具战略弹道导弹发射筒、位于围壳前方艇体上的4具多用途垂直发射装置以及位于围壳前方的潜艇集体逃生舱。据展会公开的宣传材料介绍,032型潜艇为单轴、单桨、双壳体、水滴线型,艇长92.6米,艇宽10米,水平尾舵宽13米,最大高度17.2米,设计吃水6.85米,工作深度160米,最大潜深200米,水上最大航速10节,水下最大航速14节,正常排水量3797吨,水下排水量6628吨,是我国乃至全球现役最大的常规动力潜艇。其建造目的是为了取代中国海军早已老旧的“长城”200号常规动力弹道导弹试验潜艇。那么,与老试验艇相比,最新的032型试验潜艇有什么特别之处呢?

战略弹道导弹

与“长城”200号常规动力弹道导弹试验潜艇一样,032型潜艇在设计上的首要目的就是为了试验中国海军的新一代海基战略弹道导弹。从艇体中部向下的突起可以看出,032型潜艇继承了“长城”200号的设计,指挥台围壳中的弹道导弹发射筒一直贯穿主耐压壳体,延伸到艇外一部分。这是因为主耐压壳体的直径直接决定了潜艇的建造难度,在很大程度上也影响着潜艇的造价。例如,美国“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇选用当时世界最大的13米直径耐压壳体,但其国内也没有足够大的弯板机,而只能借用瑞典弯板机来弯制其壳体分段。通过采用延长至耐压壳体外的发射筒设计,使得032型潜艇在较好地控制了建造难度和造价的前提下,拥有最大长度的导弹发射筒,不仅能满足试验“巨浪”2型潜射弹道导弹的需要,也能满足试验未来的改进增程型弹道导弹的要求。

与陆基弹道导弹不同,海基弹道导弹由于要承受更为复杂的运输储存条件,而且水下发射条件也远比陆基导弹恶劣,其设计可靠性要求更高,必须经过长期的试验和持续的发射验证,才能保持其作战能力。而中国海军的战略弹道导弹核潜艇部队规模远小于俄罗斯和美国,仅在进入新世纪之后才达到与英国、法国相当的数量,没有能力、也没有必要长期占用在役弹道导弹核潜艇作为导弹试验艇。在这方面,俄罗斯海军可谓前车之鉴。由于没有专用的试验潜艇,俄罗斯海军在开发新一代潜射战略弹道导弹时,被迫使用2艘“台风”级核潜艇作为试验艇,不仅耗资巨大,而且占用了可以进行值班的潜艇名额。另外,专门设计建造的试验潜艇上,可以搭载更多的试验设备和试验人员,更有利于进行数据分析和监测。

多用途垂直发射系统

032型潜艇指挥台围壳前方艇体上的4具多用途垂直发射系统的发射筒,是其另一个亮点。

一般来说,除了弹道导弹,潜艇的所有武器都是从鱼雷发射管发射的。但是,1艘潜艇的鱼雷发射管数量是有限的——苏俄海军后期的大型攻击核潜艇一般有8具艇首鱼雷发射管,美国海军攻击核潜艇则因为需要让出艇首位置给大型声呐系统,普遍只有4具舷侧鱼雷发射管。按照一般的潜艇对抗战术,至少应该有1具鱼雷发射管保留有待发鱼雷以备不时之需,这使得美国海军核潜艇的攻击能力受到了极大的限制,最大武器齐射数量不到苏俄核潜艇的一半。而上世纪70年代美国海军发展起来的“战斧”巡航导弹,射程远、威力大、敌方拦截困难,与数量众多、可以快速、隐蔽机动的攻击核潜艇相结合,进一步扩大了对苏联的威慑能力。为了提高巡航导弹的装载量并降低对鱼雷管的占用,“洛杉矶”级攻击核潜艇自“普洛维顿斯”号(SSN 719)之后,均在艇首加装了12座“战斧”巡航导弹垂直发射装置。最新型的“弗吉尼亚”级改进型攻击核潜艇则更进一步,将12座“战斧”巡航导弹垂直发射装置改为2座大口径综合垂直发射装置,既可以安装同样数量的“战斧”巡航导弹,也可以在未来装备其他更大口径的导弹,甚至可以发射弹道导弹!

俄罗斯海军经历了苏联解体之后漫长的衰退,虽然暂时无力在核动力潜艇上装备类似的垂直发射系统,但在新设计的“阿穆尔”级常规潜艇家族里,也加入了多用途垂直发射系统的设计。与美国潜艇把垂直发射系统设置在主耐压壳之外不同的是,“阿穆尔”级把多用途垂直发射系统设置在指挥台围壳后方,与传统弹道导弹核潜艇相似,采用穿透耐压壳体安装的方式,可以发射巡航导弹和反舰导弹。这种设计使得潜艇上的艇员可以在巡航过程中随时检查导弹的情况,并在一定范围内进行维护,而且导弹重心接近全艇重心,发射导弹时不会引起潜艇航行姿态的明显变化,相比美式设计略有优势。

从032型潜艇的模型来看,其4具多用途垂直发射系统的口径显著大于鱼雷发射管和鱼雷直径,估计可达0.8米,这显著大于可从鱼雷管发射的“鹰击”82潜舰导弹的发射容器直径。根据模型导弹的尖头雷达罩推断,这可能是“鹰击”18反舰导弹的潜射型号。据外刊报道,“鹰击”18反舰导弹是装备于中国海军新一代052D型导弹驱逐舰上的新型反舰导弹,采用了一级喷气推进亚音速巡航和二级火箭推进超音速突防的总体设计,最大射程可达300千米,具有突破现代近程防御系统的能力。另据外刊报道,该发射系统还可以用于发射“长剑”20巡航导弹。该型导弹据信为“长剑”10巡航导弹的隐身改型,具有低可探测性,能够更有效地执行突防任务,最大射程大于1500千米。另外,从该处艇底并没有下凸可以推断,中国海军的潜艇多用途垂直发射系统为不穿透底部耐压壳体的设计,其可容纳的最大长度约9米左右。

虽然032型潜艇的多用途垂直发射系统位于指挥台围壳前方艇体上,但装于战斗艇上时仍有较大可能会采用类似于“阿穆尔”级常规潜艇的设计,布置在围壳后方,接近全艇重心位置,以提高连续发射时的平衡性。

潜艇集体逃生舱

作为一种可以在水下巡航作业的特殊船舶,从潜艇出现时开始,就有一个非常严重的问题一直伴随着其发展,这就是潜艇成员的避险逃生问题。与水面舰船的成员比较容易从损伤的母船上转移到救生艇/救生筏上等待救援不同,由于无法布置救生艇/筏,实际上牢固的潜艇耐压壳体反而成为了成员逃生的障碍。当潜艇失事时,艇内成员只是在理论上存在从有限的出入口逃生的机会,如果是在战斗中受到敌反潜火力毁伤,则几乎毫无生还的可能,这已被百余年来的潜艇发展史所证实。以潜艇发挥了前所未有的极大战斗力的两次世界大战为例,可以很清楚地看到,在被击沉的潜艇当中,仅有少数处于水面航行状态的潜艇有一定数量的幸存者,而在水下航行状态被击沉的潜艇均无一人生还。正因为潜艇逃生难度如此之大,潜艇部队成为了各国海军的勇敢者俱乐部,缺乏过人勇气的普通人是不能承受潜艇战斗所带来的巨大心理压力的。endprint

虽然潜艇逃生难度极大,但各国海军还是尽可能地发展出配套的潜艇逃生救援装备,在一定程度上提高了潜艇成员的安全性。按照这些逃生设备适用的人员数量,可以分为个人逃生装备和集体逃生装备两大类;根据逃生设备的操作位置,又可以分为其他救援船只操作的外部逃生装备和艇内成员操作的内部逃生装备两大类。

个人逃生装具是最早获得发展的逃生装备,根据其发展历史可分为减压逃生法、自由漂浮法和快速上浮法三种。减压逃生法最早出现在1928年,逃生时,艇员各自穿戴单人求生装具,逐个从鱼雷发射管或专门设置的逃生闸室脱离潜艇,在上浮过程中严格逐渐减压,最终浮出海面。减压逃生法理论上的逃生深度可达200米,但对艇员的自身素质要求太高,很多时候艇员虽然能够逃出潜艇,但却因为不能严格掌控减压上浮的节奏,而因为严重的减压病而死亡,目前成功记录是60米。

由于减压逃生法不可靠,英国海军在1962年发展了自由漂浮法,艇员在不带呼吸器的情况下,经调压舱增压后离艇,保持持续呼气状态自由上浮到海面。该方法理论上的脱险深度是180米,目前成功的脱险记录是68米。由于自由漂浮法需要专门的调压舱,准备时间长、逃生速度慢,英国海军在1970年又发展出了快速上浮法:失事艇员身着充气头罩式快速上浮脱险装备,在潜艇脱险舱内利用海水或者气加压的方式,快速加压到与舱外水压平衡后,打开舱门,以一定的速度快速上升出水。快速上浮脱险的装备相对简单,艇员加压和高压暴露时间仅为数秒钟,艇员上升速度快,减压脱险安全简便,可以避免潜水病,研制成功后在北约各国海军潜艇部队得到了广泛采用。目前。最先进的型号是Mk10潜艇逃生服,美国核潜艇部队也采用了这种逃生服。

但是,个人逃生装具需要逐个脱离失事潜艇,时间长、效率低下,为此出现了集体逃生装备。早期的集体逃生装备为救生钟,利用救援船吊放的钟形吊舱与潜艇对接,一次性可以救出多名人员。二战后又出现了深潜救生艇,实际上就是一艘小潜艇,同样可以一次性救出多名人员。然而,深潜救生艇虽然具有一定的机动能力,但仍然需要救援船的支持才能运作。所以,救生钟和深潜救生艇仅适用于和平时期的失事潜艇救援,而且其就位需要较长的母船航渡时间,极易因为错失最佳救援时机而导致救援失败。

为了实现作战状态下的潜艇成员集体逃生,前苏联海军从上世纪60年代初开始研制潜艇集体逃生舱,并于1966年开始装备于新建造的核潜艇上。集体逃生舱实际上是一个固定在潜艇上的耐压救生艇,其主体为一个球形耐压壳体,逃生人员无需穿戴任何其他逃生装具即可直接进入逃生舱内,关闭出入口之后,可从逃生舱内操纵脱离潜艇,依靠逃生舱的正浮力浮出水面。由于无需加压和减压,使用逃生舱的艇员不会得减压病,逃生的最大深度取决于逃生舱耐压壳体厚度,一般设计为潜艇最大下潜深度时仍可安全使用。经过数十年的不断发展,苏联/俄罗斯海军的潜艇集体逃生舱性能不断提高,从一开始仅能容纳2人的试验型逃生舱,发展到了现在的能够容纳所有艇员的大型集体逃生舱,逃生深度据称大于500米,极大地提高了潜艇成员的逃生能力。1989年4月,“共青团员”号核潜艇在挪威近海失事,5名艇员利用艇上的集体逃生舱脱险。遗憾的是,因为伤病等意外,最后仅有一人生还,但仍显示了逃生舱的有效性。

德国从1970年开始也为209级潜艇设计了集体逃生舱,可供40人使用,并进行了80米深度的逃生测试。但是,209级潜艇由于吨位较小,装备的逃生舱重量较大,影响了潜艇的战斗设备重量,一定程度上削弱了潜艇的战斗力。另外,该逃生舱安装的位置在艇壳上,其安装/释放机构对潜艇的耐压壳连续性也造成了一定的不良影响。

从032模型来看,其采用的集体逃生舱结构与俄罗斯海军核潜艇现装备的逃生舱相似,均为拉长的胶囊型耐压壳体,可以布置多层乘坐空间,以满足一次性救助全体艇员逃生的需要。耐压壳体之外为倒梯形的整流罩,与指挥台围壳成为一体,逃生舱的下方出入口接在潜艇耐压壳的联络口上。由于整个逃生舱不向下侵占耐压壳体空间,所以不会对主耐压壳体产生不良影响。但是,从俄罗斯海军核潜艇的经验来看,由于集体逃生舱的宽度较大,导致围壳比较庞大。为了减小围壳阻力、降低流体噪音,俄罗斯核潜艇均采用了拉伸水滴形形状的围壳,生产工艺比较复杂,阻力也比西方潜艇惯用的窄小型围壳大一些。中国海军潜艇的围壳设计也师从西方,采用窄小型围壳,032型潜艇的围壳因为需要容纳弹道导弹发射筒,而且没有严格的流体设计要求,所以是肥大型的流线剖面围壳。而未来装备集体逃生舱的战斗潜艇不可能采用032型潜艇的围壳形式,很有可能其形状会向俄罗斯核潜艇围壳靠拢。

鱼雷发射管

从032型潜艇模型可以看出,其上只安装有2具鱼雷发射管。而且由于潜艇多用途垂直发射系统占据了围壳前的相当部分空间,在鱼雷发射管之后,其艇体长度估计已经不能容纳备用鱼雷舱。以此推断,032型潜艇上的鱼雷发射管正常情况下仅作为备用测试装备,而且这种测试也并非032型潜艇的正常试验项目。由于中国海军近年来陆续装备了多艘先进常规潜艇,新型核潜艇也顺利进入批量建造,拥有足够的平台来测试鱼雷等水下发射武器,而且利用战斗艇来进行这一类武器的测试,可以获得更高的效率。因此,032型潜艇的鱼雷发射管平时能够使用的机会应该是微乎其微的。

结 语

作为中国海军的新一代弹道导弹试验潜艇,032型潜艇不但在吨位上取得了重大进展,试验范围和能力也获得了极大的扩展和提高。从其设计上可以推断出,中国海军潜艇的未来发展方向是向着大型化、多用途发展。由于中国海军并不像某些霸权国家的海军那样在全世界各处耀武扬威、进行干涉行动,潜艇的新武器装备难以进行实战考验,除了有限的演习之外,只能依赖试验潜艇平时的试验来进行评测和发展。可以说,032型试验潜艇就是未来中国海军潜艇部队强大战斗力的基石。

(编辑/笔啸)endprint

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