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          美國“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇

          時間:2012-03-17 15:53:12編輯:中國紅故事

          由于世界局勢與美國海軍作戰需求的轉變以及自身昂貴的造價,美國海軍在冷戰結束前進行的最后一個攻擊核潛艇計劃“海狼”級的量產計劃在1992年遭到取消,僅前三艘付諸建造。1991年起美國海軍開始籌劃另一種排水量、價格均比海狼級低的新一代攻擊核潛艇,作為“海狼”級取消后的替代方案。最初此計劃被稱為“百人隊長”級(Centurion Class)攻擊核潛艇,美國海軍希望其成本能壓低至海狼級的2/3。爾后此計劃的產物就是“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇,未來將是“洛杉磯”級核潛艇的后繼者。


          簡介

          美國海軍在建的最新一級多用途攻擊型核潛艇,它將替換將要退役的“洛杉磯”級攻擊型核潛艇,成為美國海軍21世紀近海作戰的主要力量,同時也保留了遠洋反潛能力。首艇“弗吉尼亞”號(SSN-774)于1998年開工建造,預計2004年建成服役。美國海軍計劃共建30艘。該級艇長114.91米,寬10.36米,吃水10.1米,水下排水量7800噸,水下航速34節,下潛深度488米。核反應堆一次裝料可使用33年。裝備4具533毫米魚雷發射管和12個“戰斧”巡航導彈垂直發射管。艇載電子設備將安裝最先進的C4ISR作戰系統。該級艇能發射美國海軍正在研制的“曼塔”可回收自主式無人潛水器,用于水下偵察、掃雷和反潛;還能快速部署6人“海豹”突擊小組,該小組配倍自己專用的ASDA小型潛艇,其航程為125海里,可以直接與“弗吉尼亞”級潛艇對接。

          美國海軍資料稱,造價約22億美元的“弗吉尼亞”級核潛艇是美軍第一種專門為應付冷戰后威脅研制的潛艇,具有強大的反潛、反艦、遠程偵察、執行特種作戰以及用新型“戰斧”巡航導彈精確打擊陸上目標的能力。與主要用于在深海大洋等待與敵方戰艦決斗的“前輩”們相比,采用自動導航控制設備的“弗吉尼亞”級核潛艇的近海作戰能力尤其突出。

          “弗吉尼亞”號攻擊核潛艇長377英尺,水下排水量7800噸,潛深超過800英尺,水下航速34節,在其全壽期內無需補充核燃料,艇上官兵132人。“弗吉尼亞”級潛艇上共有12個導彈垂直發射系統。艇上魚雷發射管可發射Mk48 ADCAP重型魚雷以及“魚叉”反艦導彈。“弗吉尼亞”級潛艇內的特種作戰艙還可容納一艘供數十名特種部隊使用的微型潛艇。 光纖傳感器取代老式潛望鏡將周邊環境圖像傳送到指揮艙的電腦屏幕上。 因此指揮艙可以從潛望鏡下方位置移到下層甲板更加寬敞的地方。



           

          研制國家:美國

          名稱型號:“弗吉尼亞”級(Virginia Class)

          研制單位:美國通用動力公司電船部和紐波特紐斯造船廠等

          造價:平均每艘22億美元


          研發背景

          在冷戰時期,美國海軍攻擊型核潛艇的基本使命是在大洋深處與蘇聯的核潛艇進行對抗,或者是在全球范圍內對蘇聯核潛艇,特別是對蘇聯的彈道導彈核潛艇進行長期的跟蹤與監視。因此,在那一段歷史時期內,美國海軍攻擊型核潛艇的基本設計思想是把具有水下高速、大深度下潛能力以及安靜性作為攻擊型核潛艇最重要的性能指標。美國海軍的“洛杉磯”級以及“海狼”攻擊核潛艇是體現美國海軍冷戰時期攻擊型核潛艇設計思想的典型。

          隨著冷戰對峙局面的消失,美國海軍的攻擊型核潛艇失去了昔日在大洋深處的蘇聯核潛艇對手,因此其主要使命也隨之發生了變化。在新的形勢下,美國海軍賦予攻擊型核潛艇的主要使命是處理地域性戰爭、利用潛射導彈對陸地目標實施攻擊、在沿海從事反潛作戰、對特種部隊進行支持以及擔任航母作戰編隊的直接支持等。因此,冷戰結束之后美國海軍攻擊型核潛艇的設計思想是以多功能、多用途為主。冷戰之后的新型攻擊型核潛艇除了保留冷戰時期原有的安靜性之外,將不再把水下高速和大深度下潛能力作為孜孜追求的基本目標。

          同時,當美國海軍開始實行“由海向陸,前沿部署”的戰略時,SSN-21“海狼”級在新形勢下顯得過于龐大、奢侈了。因此海軍希望研制一型比“海狼”級潛艇排水量小,既經濟,性能又好,用途廣泛,可以在近海海區作戰的多用途攻擊型核潛艇,以便在下個世紀替換將要退役的“洛杉磯”級潛艇。


          在這種情況下,美國海軍開始迅速地修正冷戰時期制定的“百人隊長”級核潛艇的性能指標。1992年1月,有關當局與美國海軍艦隊和潛艇指揮官們進行協商之后,認為“百人隊長”級攻擊型核潛艇不應該再作為“海狼”級核潛艇的后續艇或者替代艇,而應該成為適應冷戰結束之后新環境要求的攻擊型核潛艇。并因此對其展開一系列的需求指標修改,在此基礎上推出了“新型攻擊型核潛艇”計劃(New Attack Submarine Centurion,NSSN)。

          “新型攻擊型核潛艇”設計體現了最佳效費比原則,是一種高性能、低價位的潛艇,它能夠對付來自敵方的各種威脅,既能實施傳統的遠洋反潛、反艦作戰,又可以用于淺水作戰環境中的多種作戰行動,包括攻擊式/防御式布雷、掃雷、特種部隊投送/回撤(美國先進蛙人輸送系統規劃)、支援航母作戰編隊、情報收集與監視、對陸攻擊等。1991年,美海軍開始SSN774核潛艇的論證和設計工作,1996年,美國海軍簽下首批六艘該型核潛艇的建造合約,由通用動力公司電船部研制,研制費7.45億美元,堪稱是美國海軍史上最大的一筆單批潛艇生產合約,它將跨年度的建造工作一次簽訂并批次購買,通用動力公司電船部能一次購足同一批潛艇所需的所有船材料件,相較于傳統的方式可節省10美元的經費。

          美國海軍希望新型核潛艇以最先進的科技,最少的建造數量來達到原有“洛杉磯”級潛艇群相同的任務能力。和另類的“海狼”級相比,新型潛艇的編號又回到了正常軌道,接在“洛杉磯”級后面,命名則改采以往彈道導彈潛艇使用的州名“弗吉尼亞”級。就此,美國新一代攻擊核潛艇“弗吉尼亞”級總算是“千呼萬喚始出來”。


          性能指標

          水下排水量:7800噸

          潛航深度:488全長 377呎(114.91米)

          全寬:34呎(10.36米)

          動力系統:S9G 壓水核子動力爐、蒸氣渦輪兩具(40000馬力)

          葉軸:單軸靜音幫浦推進器

          潛行極速:30節(海試曾達34節)

          噪音:95分貝左右

          乘員:134


          結構特點

          “弗吉尼亞”級的艦身較“海狼”級小,直徑與“洛杉磯”級核潛艇相若。相較于冷戰思維的“海狼級”是在大洋中有效壓制、獵殺蘇聯任何核潛艇以奪得水下制海權,“弗吉尼亞”級則把焦點放在20世紀90年代以來層出不窮的地區性沖突上,故十分強調多重任務的彈性,包括近岸作戰能力、對地攻擊能力、特種作戰與情報搜集(除了施放特戰部隊上岸偵察之外,潛艇本身在敵方海域搜集電子情報的能力也極為重要)等等。而在近岸環境可能遇到的狀況──復雜的水文與海底情況、嚴重的水下背景雜音干擾、敵方布放水雷甚至是面對新一代俄制傳統動力潛艇等等,都與美國海軍以往所熟悉的大洋反潛作戰有極大差異。因此美國海軍在 “弗吉尼亞”級的設計中加入許多以往美國潛艇所無的元素,例如能在噪聲嚴重的淺海有效操作的聲納系統(特別是高頻主動聲納)、水雷偵測/反制裝備以及多種無人遙控載具的操作能力等等,此外還有完善的特戰部隊相關設施,這些都將對現行美國海軍的潛艇運用方式造成巨大的沖擊與改變。

          “弗吉尼亞”級仍沿用圓柱形淚滴流線艦體,尺寸雖較類似洛杉磯級,但是由于沿用許多“海狼”級的研發成果,諸多外型特征如前方具有彎角造型的帆罩、艦首伸縮水平翼、兩側各三個寬孔徑被動數組聲納(WAA)的聽音數組、六片式尾翼以及尾端水噴射推進器等,都與海狼級一模一樣,因此從外觀看起來仿佛是“海狼”級的縮小版。



           

          “弗吉尼亞”級的武器籌載量、航速以及潛航深度都不如“海狼”級,但是靜音能力將維持“海狼”級的超高水平。該級艇擁有各項與“海狼”級相同的最新的靜音科技,例如精心設計的輪機/管路設置、艦體外部的消音瓦、降低水流噪訊的艦體外型設計、主機的彈性減震基座以及噴水推進器等等;全艦各處總共設有600個噪音/震動偵測器(海狼級只有26個),隨時監控艦上各處的震動情況情況,發現異常便立刻處理,將整體噪音降到最低;此外,為了降低引爆感應水雷的機率,本級艦也將使用消磁科技。

          由于設計較晚,“弗吉尼亞”級得以采用比“海狼”級更先進的科技與裝備。本級艦擁有Chin高頻主動聲納系統,包括兩具分別位于艦首下方與帆罩上的高頻主動聲納,可精確測繪海底與雷區,大幅加強了近岸操作與反水雷能力,這是以往美國潛艇所不具備的。“弗吉尼亞”級擁有先進的桅桿群,包括內含GPS的電子桅桿、可高速自衛星傳送對地武器所需目標數據的高數據交換率桅桿、無線電收發桅桿以及可調整任務的AN/BVS-1光電搜索/攻擊潛望鏡組等。

          AN/BVS-1光電潛望鏡由美國潛望鏡大廠──柯爾摩(Kollmorge)研發,整合有低光度電視攝影機(low light TV,LLTV)、紅外線熱影像儀與雷射標定器,不僅功能遠比傳統光學潛望鏡強大,其影像直接以光纖傳至控制中心的平面顯示器上,不再需要傳統潛望鏡底下的目視鏡,因此控制中心改在第二層甲板,不必如以往需設在帆罩下方。AN/BVS-1的桅桿部分為柯爾摩根與其意大利次承包商──Calzoni合作生產的通用模塊化桅桿群(Universal Modular Mast)。

          艦橋內有大量大型先進平面顯示器以及大型開放配置圖,提供指揮官充分信息并幫助其判斷與決策,艦上也以先進的觸控式操控顯示螢作為主要操作接口。此外,該級艇的Eavesdropper收發系統可偵測數海里外連衛星也無法截獲的訊號,可用來進行衛星通訊或武器控制。以上這些系統賦予“弗吉尼亞”級極強的電子訊號/情報收集能力。“弗吉尼亞”級的C3I系統由洛克希德·馬丁公司海洋電子部(Lockheed Martin Naval Electronics)與NE&SS水下系統公司主導研發,將采用數字化的航行操控系統,舵手透過類似電動玩具的雙桿/四按鈕游戲桿系統來控制潛艇的航行運動。

          此外,“弗吉尼亞”級核潛艇的艇體采用了計算機技術支持的模塊化設計,各分艙可按照具有不同功能的艙段模塊分別建造。該級核潛艇的主機艙采用浮筏減震的整體模塊設計,大幅度降低了艇上噪音。另外,“弗吉尼亞”級核潛艇推進設備使用的動力電纜和閥門、斷路器、泵等,其數量僅分別為“洛杉磯”級攻擊型核潛艇的50%、40%和30%左右。而且,由于采用了由計算機技術支持的模塊化設計技術,因此在21世紀,美國海軍可以根據環境的需要和未來新技術的發展情況,利用先進的模塊化技術,在“弗吉尼亞”級新艇建造的過程中或者利用“弗吉尼亞”級在役艇大修的機會可以迅速、便捷地更換具有不同功能的艙段模塊,使“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇在標準型的基礎上衍生出不同種類的或者具有不同專項用途的核潛艇。

          譬如,在標準型“弗吉尼亞”級核潛艇的魚雷艙段中,魚雷發射管的后面是備用魚雷臺架,如果對這一部分的艙段模塊稍做改動,即可在備用魚雷臺架的位置上加設一個可容納40名特種部隊人員及其裝備的居住艙。這時,“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇便輕易地被改為一艘輸送特種部隊人員的專用核潛艇。



           

          “弗吉尼亞”級核潛艇的指揮臺圍殼為裝有非穿透型潛望鏡、8根天線和桅桿接口的獨立模塊結構。如果將來需要使“弗吉尼亞”級核潛艇以搜集情報或者偵察為主的話,可適當改變指揮臺圍殼內的天線和桅桿接口內容,使其更加靈活、機動和高效地執行偵察和情報搜集等方面的任務。早在“弗吉尼亞”級核潛艇處于方案論證階段時,美國海軍便已經在論證利用模塊化技術把“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇迅速改為彈道導彈核潛艇的可行性。從目前“弗吉尼亞”級核潛艇的設計情況來看,利用功能性艙段模塊完全可以做到這一點。美國海軍曾經打算在21世紀“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇逐漸退役的時候,利用模塊化技術,以標準型的“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇為基礎,將其改換成彈道導彈核潛艇,以便對美國海軍彈道導彈核潛艇的數量加以補充。與重新設計和建造新型的彈道導彈核潛艇相比,采用增加功能艙段模塊使“弗吉尼亞”級核潛艇成為彈道導彈核潛艇的方法,不僅可以大量節約研制費用,而且還可縮短新型彈道導彈核潛艇的建造周期。

          從“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇的內部設計來說,該級核潛艇首端的聲納系統、指揮控制艙中的作戰指揮系統以及武器裝備等艇上的重要裝置和設備均采用了功能模塊的設計原理。隨著時代和技術的發展,這些艇上的重要設備全部可以利用換裝模塊的方式及時地裝設最新的功能模塊,使該級核潛艇可以最大程度地發揮出它所具有的潛能,并且永遠保持與時代高新技術處于同步狀態的先進性能。從這個意義上來說,“弗吉尼亞”級核潛艇在21世紀既是具有多用途的攻擊型核潛艇,又是在戰略威懾力量和多種專項用途方面具有很大潛力的水下作戰平臺。客觀地說,21世紀美國海軍水下戰場的主力應該是非“弗吉尼亞”莫屬,這也正是該級核潛艇尚處于設計階段便引起各國海軍格外矚目的原因。

          核潛艇內部采用了模塊化存儲解決方案,即采用威帝瑪存儲品牌,

          空間利用率很高。


          武器系統

          “弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇上裝備有12個“戰斧”巡航導彈的垂直發射筒,可發射射程為2500千米的攻擊陸地目標型的“戰斧”巡航導彈,能夠對陸地縱深目標實施打擊。未來弗吉尼亞級將會加裝目前研發中的先進對地攻擊導彈(ALAM)。另外,“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇上還裝備了4具533毫米魚雷發射管。與“海狼”級相同,該級艇的魚雷管也具有(ATP)渦輪氣壓系統,免除了發射前需要注水而會產生噪音的老問題。這4具魚雷發射管除了可以發射MK48型魚雷、“魚叉”反艦導彈以及布放水雷之外,還可以發射、回收水下無人駕駛遙控裝置。

          這種水下無人駕駛遙控裝置上裝備有聲學和非聲學傳感器、無線電和視頻信號傳感器、目標識別和分類裝置等,它可以在遠離“弗吉尼亞”核潛艇的海域完成警戒、偵察以及反潛戰等方面的任務,大幅度地增強“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇的水下探測和偵察能力。此外,利用“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇上的533毫米魚雷發射管還能發射可以遙控的無人空中飛行器。無人空中飛行器可以完成對陸地目標的偵察,并可把偵察結果實時傳輸給“弗吉尼亞”級核潛艇,保證“弗吉尼亞”級核潛艇能夠對陸上目標實施精確打擊。



           

          為了支持特種作戰任務,“弗吉尼亞”級核潛艇上專門裝設了一個可以放出和回收的特種人員運載器以及與其對接的艇上接口。特種人員運載器可容納9名特種作戰人員和為執行特種任務所需要的各種裝備。“弗吉尼亞”級核潛艇把特種人員運載器在水下秘密遣送出去之后,特種作戰人員可執行救援、搜索、破襲、情報收集以及引導空中打擊等任務,完成上述任務之后,特種作戰人員可以利用運載器隱蔽地返回“弗吉尼亞”級核潛艇。


          電子裝備

          作戰系統方面,弗吉尼亞級使用雷聲公司(Raytheon)新開發的AN/BSY-3戰斗系統,具有最高的整合程度(將艦上所有偵測、通訊與作戰裝備都整合在一起),以提高作戰效率并節省人力。此系統的架構與CCS MK-2類似,采用開放式系統架構(Open System Architecture,OSA),大量使用民間組件,并使用本身就有數據處理能力的Q-70彩色顯示控制臺。由于科技的進步,加上運用先前BSY-2的開發與使用經驗,新戰斗系統的數據處理能力號稱達到BSY-2的七倍,但成本卻只有BSY-2的1/6。“弗吉尼亞”級擁有新開發的AN/BQQ-10整合式聲納系統,包含艦首大型球形主/被動數組聲納、chin高頻主動聲納與WAA寬孔徑側面被動數組聲納,以及TB-16與洛克希德馬丁公司的TB-29A拖曳數組聲納各一。“弗吉尼亞”級的電子戰系統則包括與海狼級相同的AN/WLY-1水下警告/反制系統和AN/BLQ-10電子支持系統。



           

          另外,由于敵方在沿海布設水雷阻擋美國艦隊的可能性極高,新一代的美國主戰艦艇本身都要具備足夠的水雷偵測與反制能力,使其不必勞駕專業水雷反制艦艇就能在第一時間內迅速排除此一障礙,而“弗吉尼亞”級潛艇也不例外,將配備波音開發的新型“長期水雷偵測系統”(Long-term Mine Reconnaissance System,LMRS),包括兩具長度6m的無人水下載具(Unmanned Underwater Vehicles,UUV)、一具擁有18m長機械臂的水雷回收/爆破遙控機械人以及相關支持的裝備,可由艦上的魚雷管施放與回收。此系統于2004年啟用,未來將裝置于美國海軍各型攻擊潛艇上。


          服役狀況

          具備眾多先進科技的“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇將取代“洛杉磯”級核潛艇,成為二十一世紀初美國海軍攻擊核潛艇部隊的主力。按照最初計劃,美國海軍將分三批訂購30艘,第一批9艘(SSN-774~782),第二批10艘(SSN-783~792),第三批11艘(SSN- 793~803)。然而,2003年伊拉克戰爭后,駐伊美軍費用連續攀升,迫使美軍不得不在2004年底采取近乎是“挖肉補瘡”的應急方案,將刪減預算的刀口對準DD (X)驅逐艦、 “弗吉尼亞”級核潛艇、F/A-22戰斗機等下一代武器,于是弗吉尼亞級原先的30艘數量繼續大幅下滑,最終很可能只建造10艘。在2004年12月,美國國防部取消了三艘“弗吉尼亞”級的建造預算。根據美國剛剛通過的2011年國防預算,美國海軍已經決定在今年建設兩艘弗吉尼亞級攻擊核潛艇,但目前還不清楚是第13艘/第14艘還是第14艘/第15艘。

          至2011年,弗吉尼亞級攻擊核潛艇共有7艘服役,另有至少7艘在建造或者準備建造中。



           


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