外軍觀察:美海軍“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇發展簡析


外軍觀察:美海軍“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇發展簡析

2月10日,美國總統特朗普向國會提交了2021財年國防預算申請,其中海軍計劃斥資47億美元採購一艘“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇第五批。目前,該批次計劃建造9艘(根據2019年12月海軍與通用電船公司簽署的採購合同,海軍還可追加採購第10艘),其中8艘配裝“弗吉尼亞負載模塊”,使潛艇導彈攜帶量增加28枚,顯著提升潛艇負載能力。

外軍觀察:美海軍“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇發展簡析

“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇

一、發展背景

冷戰結束後,美國海軍戰略重點逐漸從“大洋決戰”轉變為“由海向陸”作戰。攻擊型核潛艇的功能定位和能力需求也隨之發生變化,而當時在建的“海狼”級攻擊型核潛艇更強調遠洋作戰且造價過高,故海軍決定發展更適於近海作戰環境且經濟性更好的多用途潛艇,即“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇。之後,考慮到未來“俄亥俄”級巡航導彈核潛艇退役將帶來潛射巡航導彈規模不足問題,美海軍又提出發展載彈能力更強的“弗吉尼亞”級第五批。

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二、發展現狀

“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇共計劃分七批建造58艘,目前第一、二批已服役,第三批全部交付,第四批正在建造。與前四批相比,第五批從第二艘開始艇長將增加25.5米,排水量增加約2000噸,配裝“弗吉尼亞負載模塊”,該模塊加裝於艇體中部,由4具大直徑垂直髮射筒組成,每具可裝載7枚戰斧巡航導彈,使其單艇載彈量從12枚增至40枚,大幅提升打擊能力;也可搭載大型無人潛航器、新型特種部隊載具等,擴展負載攜帶種類,藉助負載優勢,提高潛艇多用途、多任務性,增強綜合作戰能力。

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艇體中部的“弗吉尼亞負載模塊”艙段

此外,第五批艇還沿用了前四批的諸多先進設計和技術,具有以下性能特點:

1、艇體結構採用模塊化設計

“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇艇型呈瘦長水滴形,艇體結構採用模塊化設計,可根據未來需要增加艙段模塊(如“弗吉尼亞負載模塊”)。魚雷艙中部還規劃了模塊化空間,可供特種作戰人員居住使用。潛望鏡採用了非穿透式升降裝置,包括在耐壓艇體外部的光電桅杆,艇體內部的顯控臺及連接光纖電纜,可減少耐壓殼開口數量,提高快速搜索能力,且指揮艙內更加寬敞,佈置更加靈活。

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2、綜合隱身能力出色

該級艇十分重視各種隱身技術措施的綜合應用,通過採用新型核反應、泵噴推進器、安裝隔音和防振裝置、敷設消聲瓦、裝備消磁系統、採用消除紅外特徵以及減少廢棄物排放等多種隱身措施,使綜合隱身性能大幅提升,增加對手應對難度,使其在未來水下對抗中佔據優勢。

3、電子信息系統先進

裝備AN/BYG-1綜合作戰系統,可對探測系統、導航、火控、通信及作戰指揮系統的信息進行統一處理,採用商用現成技術和開放式系統架構,便於定期技術升級;裝備AN/BPS-16對海搜索/導航/火控雷達,聲納系統為AN/BQQ-10綜合聲納系統,包括艇艏U形聲納陣、舷側輕型寬孔徑陣聲納、拖曳陣聲納等。

4、核反應堆基本實現與艇同壽

“弗吉尼亞”級核潛艇上採用的是美國諾爾斯實驗室研製的S9G型核反應堆裝置,單堆熱功率高達200MW,且堆芯壽命可達33年,基本實現與艇同壽,可在整個服役期為潛艇提供動力,無需換料,將大幅減少潛艇中期維修時間,提高潛艇在航率。

S9G型反應堆包括三項核心技術:①採用新型蒸汽發生器,體積小、換熱效率高、可靠性好、佈置靈活性更大和費用更低;②使用新的燃料加工工藝,可減少堆芯運行期間核燃料中產生的熱點,使堆芯具有更高的能量密度。③優化堆芯設計,通過堆芯和設備材料、核燃料元件輻照試驗可更好理解堆芯腐蝕過程,計算反應堆壽命末期性能,以支持堆芯延壽。

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三、未來發展

1、升級攻擊型核潛艇綜合作戰系統,提升對無人系統等負載的指控能力

美國海軍已開始為攻擊型核潛艇BGY-1綜合作戰系統研製“負載控制系統”,該系統可將核潛艇負載控制能力從魚雷、水雷、“戰斧”巡航導彈拓展至無人潛航器、無人機等新型負載,預計2021年完成研製,將配備所有攻擊型核潛艇。美國海軍還提出在研製“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇第六、七批時,發展核潛艇與無人潛航器的協同作戰能力。

2、採用新的降噪技術,提升核潛艇聲隱身能力

美國海軍正依託“聲學優勢項目”提升攻擊型核潛艇隱身能力,已在“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇第三批“南達科他”號上測試先進降噪技術,主要手段包括機艙靜音技術及靜音塗層技術等;為“哥倫比亞”級彈道導彈核潛艇發展綜合電力系統,全面消除齒輪傳動噪聲,均可能在“弗吉尼亞”級潛艇上應用。

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3、改進核潛艇聲納系統,提升被動探測能力

美國海軍正逐步改進“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇聲納系統,提升被動探測能力。發展舷側大型垂直陣,計劃安裝“弗吉尼亞”級第五、六、七批,增強潛艇被動探測能力的同時提升隱身能力;已開始在“弗吉尼亞”級上部署採用光纖水聽器的TB-33細線拖曳陣和輕型寬孔徑陣LWWAA,靈敏度更高,探測能力更強,重量輕、體積小、抗干擾能力更強。

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