美國核潛艇改換裝歷程及啟示

毛柳偉，白 云，劉 洋，王 冬，陳 昕

(1. 中國人民解放軍92578 部隊，北京 100161；2. 渤海造船廠集團有限公司，遼寧 葫蘆島 125004；

3. 中船重工第714 研究所，北京 100101；4. 中國艦船研究院，北京 100192)

0 引 言

美國核潛艇發(fā)展過程中，改換裝潛艇發(fā)揮著重要的作用，每當核潛艇技術發(fā)展出現(xiàn)重大突破或潛艇作戰(zhàn)使用需求出現(xiàn)變化，通過對現(xiàn)役潛艇改換裝為美國海軍戰(zhàn)術機理探索、新技術開發(fā)、技術演示驗證以及新作戰(zhàn)需求響應提供了有效的平臺，下文將對美國典型核潛艇型號改換裝發(fā)展情況及改換裝動機進行研究。

1 美國核潛艇改換裝情況

1）“鰹魚”級攻擊型核潛艇改為“華盛頓”級彈道導彈核潛艇

1957 年美國海軍計劃將第1 艘攜帶“北極星”彈道導彈的核潛艇建成日期提前到1960 年11 月底。在經(jīng)過多方面論證后，電船分公司提出了一個應急解決方案——全面利用“鰹魚”級攻擊型核潛艇的詳細設計和該級潛艇的艇體和設備，把當時正在船臺上處于建造狀態(tài)的“鰹魚”級第2 艘攻擊型核潛艇的艇體中部，即指揮艙與反應堆艙之間切開，嵌入一段長約40 m 的彈道導彈艙，于是建成了美國第1 艘彈道導彈核潛艇——“喬治·華盛頓”號?！蚌烎~”級第2 艘開工建造時間為1957 年11 月1 日，改造時間為1957 年12 月31 日，“喬治·華盛頓”號服役時間為1959 年12 月30 日[1]。

2）“海神”號雷達預警核潛艇改為攻擊型核潛艇

1959 年11 月10 日，“海神”號雷達預警核潛艇正式服役，但其與常規(guī)動力的雷達預警潛艇一樣，由于美國陸上雷達技術和水面艦艇用雷達技術的迅速發(fā)展而失去了戰(zhàn)術價值，成為美國戰(zhàn)后曇花一現(xiàn)的特種潛艇。1961 年3 月1 日，被美國海軍改裝成攻擊型核潛艇，后鑒于“海神”號寬大的艇內(nèi)容積，又改為大西洋艦隊潛艇部隊的指揮潛艇，該艇于1965 年5 月3 日退出現(xiàn)役部隊轉(zhuǎn)為預備役[2]。

3）“大比目魚”號巡航導彈核潛艇改為攻擊型核潛艇

“大比目魚”號巡航導彈核潛艇是美國服役的第1 艘核動力巡航導彈核潛艇，于1960 年1 月4 日服役。由于該艇服役時，美國可攜帶“北極星”彈道導彈的核潛艇研制成功，美海軍認為巡航導彈潛艇威懾作用將由彈道導彈核潛艇取代。1964 年，裝備“北極星”彈道導彈的核潛艇前往太平洋海區(qū)執(zhí)行巡邏任務，裝備“天獅星”巡航導彈的“大比目魚”潛艇的使命宣告終結，于1965 年7 月改裝為攻擊型核潛艇，成為供研究用的輔助潛艇，1976 年6 月30 日退役[3]。

4）“華盛頓”、“伊?！ぐ瑐悺?、“拉菲特”級彈道導彈核潛艇在退役前均進行改裝

“華盛頓”級彈道導彈核潛艇共建造5 艘，其中首艇、第2 艘、第4 艘均在退役前改裝為攻擊型核潛艇[4]，改裝和退役時間見表1。

表 1 “華盛頓”級潛艇改裝與退役時間Tab. 1 Retrofitting and decommissioning of the Washington class submarines

“伊桑·艾倫”級彈道導彈核潛艇共建造5 艘，全部在退役前進行過改裝，改裝類型、改裝和退役時間見表2[4]。

“拉菲特”級彈道導彈核潛艇共建造31 艘，其中4 艘退役前進行過改裝，改裝情況如表3 所示。

表 2 “伊?！ぐ瑐悺奔墲撏Ц难b類型及時間Tab. 2 Retrofitting and decommissioning of the the Ethan Allen class submarine

表 3 “拉菲特”級潛艇改裝類型及時間Tab. 3 Retrofitting and decommissioning of the Raffat class submarine

5）“洛杉磯”攻擊型核潛艇不斷進行改換裝

“洛杉磯”級核潛艇的技術改進分為兩類情況：一是核潛艇技術升級，以此來提高潛艇性能，擴展?jié)撏Чδ堋＿@主要集中在改進隱身措施，更換新型電子設備，增加特種部隊輸送能力，其中最顯著變化是由于技術升級所帶來的排水量變化；二是改裝成水下試驗平臺，開展?jié)撏录夹g、新系統(tǒng)和新設備的試驗驗證，促進核潛艇新技術的研究，主要集中在聲吶試驗、特種部隊輸送裝置試驗、無人機試驗等方面[5]，如圖1 所示。

經(jīng)過多次的升級改裝，“洛杉磯”級各核潛艇間不僅在排水量方面有所差別，在隱身性能、電子設備、水平舵設計、推進系統(tǒng)等方面也都有所不同。從第40 艘“圣胡安”號開始，由于與之前的潛艇相比，性能差別較大，因此也將這23 艘潛艇稱為“洛杉磯”級改進型。

6）“海狼”級潛艇進行試驗平臺改裝

為促進新型技術快速具備上艇應用條件，美海軍將海狼級“吉米·卡特”號攻擊型核潛艇（SSN-23）進行改裝，包括建造一個獨立嵌加艙段（多任務平臺）和對“吉米·卡特”號進行必要改裝以滿足新的作戰(zhàn)需求和新型技術上艇驗證。其中獨立嵌加艙段長30 m，可容納特戰(zhàn)部隊作戰(zhàn)相關設施或者是更多的武器模塊、遙控載具、彈出式偵察器以及若干自主武器裝備等[6]，如圖2 所示。

2000 年3 月19 日，通用動力電船分公司被美國海軍授予一份價值1 720 萬美元的合同，該合同為期5 年，總價值約1.38 億美元，要求該公司承擔并保障“海狼”級潛艇相關的設計提高、綜合系統(tǒng)工程、后勤和生產(chǎn)等工作。2012 年4 月21 日，美國攻擊型核潛艇“海狼”號經(jīng)過31 個月、2.8 億美元的改裝升級后重新開始服役。

由“海狼”級建造引出的民用商用植入技術。“海狼”級潛艇上采用的都是定制設備，雖然技術也很先進，但是成本高昂。因此，美國海軍要求采辦部門必須在有限的經(jīng)費條件下提供先進技術的產(chǎn)品。1993 年，美國海軍部長要求海軍在電子系統(tǒng)上應用開放式系統(tǒng)體系結構。1996 年，開始實施先進處理構件項目，最初從聲吶開始，即民用現(xiàn)成聲學技術快速植入項目。該項目按照每年12 ～ 15 艘的速度為美國海軍潛艇引入新的體系結構，在此基礎上每年進行一次軟件升級，每2 年進行一次硬件升級。該項目涉及美國整個潛艇艦隊聲吶系統(tǒng)，使每年每艘潛艇的作戰(zhàn)和維護費用降低到原來的1/8，同時，聲吶系統(tǒng)轉(zhuǎn)化周期從傳統(tǒng)系統(tǒng)所需的6 年降低到18-24 個月。目前該項目涵蓋范圍還包括指控系統(tǒng)和光電系統(tǒng)。

圖 1 “洛杉磯”級核潛艇技術升級和改裝過程Fig. 1 Los Angeles class nuclear submarine technology upgrade and modification process

圖 2 “吉米·卡特”號潛艇多任務平臺Fig. 2 The multi-mission platform of Jimmy Carter submarine

7）“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇

隨著蘇聯(lián)的解體以及世界冷戰(zhàn)格局的終結，特別是20 世紀90 年代之后，美國海軍的戰(zhàn)略思想發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，從過去的遠洋作戰(zhàn)型轉(zhuǎn)向沿海作戰(zhàn)型。為此，美國海軍的艦艇在役數(shù)量和構成也都發(fā)生了相應的重大變化。另外，根據(jù)1993 年美俄之間簽署的第2 次戰(zhàn)略武器限制條約規(guī)定，美國需要將其18 艘“俄亥俄”級彈道導彈潛艇削減至14 艘，削減的4 艘潛艇在前述戰(zhàn)略思想指導下，改裝為巡航導彈核潛艇[7-8]（見圖3）。

此次改裝主要是將潛艇舯部24 具“三叉戟”潛射彈道導彈發(fā)射管改裝為七聯(lián)裝巡航導彈發(fā)射管和用于特種作戰(zhàn)部隊（SOF）的適配管。改裝后單艘“俄亥俄”級巡航導彈核潛艇最多能攜載22 個七聯(lián)裝巡航導彈發(fā)射組件，在完全打擊配置中，共能攜載154 枚“戰(zhàn)斧”和“戰(zhàn)術戰(zhàn)斧”對陸攻擊巡航導彈（見圖3和圖4）。

2 美國核潛艇改換裝動機分析

美國目前共發(fā)展研制了約18 型核潛艇，其中有一半以上型號潛艇在服役期間進行了改換裝作業(yè)，從美國核潛艇改換裝動機上看，可以歸納為作戰(zhàn)需求轉(zhuǎn)變、技術探索驗證、國際政治限制3 個方向。

1）作戰(zhàn)需求轉(zhuǎn)變

根據(jù)海軍防務及潛艇裝備發(fā)展需求，美國會對現(xiàn)役核潛艇進行改換裝以盡快滿足新戰(zhàn)略戰(zhàn)術需求下的水下作戰(zhàn)平臺。其中1957 年10 月4 日，蘇聯(lián)成功發(fā)射人類歷史上第1 顆人造衛(wèi)星，標志著包括美國在內(nèi)的所有西方國家都在蘇聯(lián)帶核彈道導彈攻擊范圍之內(nèi)，面對局勢變化，美國決定盡快擁有彈道導彈核潛艇，為此美海軍將“鰹魚”級核潛艇2 號艇進行改裝，建成了美國第1 艘彈道導彈核潛艇——“喬治·華盛頓”號，滿足了當時美國盡快形成?；肆α康钠惹行枨?。此外隨著技術和戰(zhàn)術思想發(fā)展，部分核潛艇也因失去戰(zhàn)術價值進行改裝，例如美國“海神”號雷達預警核潛艇和“大比目魚”號巡航導彈核潛艇就改裝為攻擊型核潛艇。

圖 3 “俄亥俄”級潛艇改裝示意圖Fig. 3 Ohio class submarine modified diagram

圖 4 “俄亥俄”級潛艇導彈發(fā)射管改裝示意圖Fig. 4 Ohio class submarine missile launch tube modified diagram

2）技術探索驗證

核潛艇的壽命一般在30 年左右，在此期間會出現(xiàn)很多新技術，采用新建潛艇新技術進行試驗驗證成本高且所需時間長，而通過對現(xiàn)役潛艇改換裝植入新技術可比較快速實現(xiàn)技術驗證，且用現(xiàn)役潛艇改換裝進行技術試驗貼近潛艇部隊裝備情況，利于新技術探索驗證。其中美國對“孟菲斯”號、“達拉斯”號、“奧古斯塔”號等多艘“洛杉磯”級核潛艇進行改換裝，驗證了BQQ-10 ARCI 聲吶、MK117 型火控系統(tǒng)、“海上搜索者”型無人機、耐壓艇體復合材料、消聲瓦、新型潛望鏡、先進“海豹”輸送系統(tǒng)等潛艇新裝備及技術，開展了大量技術機理研究和工程探索，減少了新裝備技術上艇應用的風險。

3）國際政治限制

美國和蘇/俄是核武器大國，兩國為控制核武器規(guī)模多次簽訂了戰(zhàn)略武器限制條約，特別是20 世紀90 年代之后冷戰(zhàn)結束，美國海軍的戰(zhàn)略思想發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。根據(jù)1993 年美俄之間簽署的第2 次戰(zhàn)略武器限制條約規(guī)定，美國需要將其18 艘“俄亥俄”級彈道導彈潛艇削減至14 艘，削減的4 艘潛艇在前述戰(zhàn)略思想指導下，改裝為巡航導彈核潛艇。

3 結 語

美國核潛艇改換裝發(fā)展歷程在一定程度上代表了美國核潛艇的技術發(fā)展歷程?？梢钥闯?，美國在核潛艇發(fā)展歷程中潛艇改換裝發(fā)展具有重要的地位。在核潛艇發(fā)展初期階段，由于核潛艇技術剛剛起步，通過進行潛艇改裝，可實現(xiàn)其作戰(zhàn)功能的轉(zhuǎn)變，同時開展機理研究、進行重大技術探索，為多用途潛艇技術發(fā)展奠定基礎。但是在經(jīng)過多年的快速發(fā)展，核潛艇技術發(fā)展相對平緩穩(wěn)定后，為保持在役核潛艇性能的先進性，國外主要通過改換裝的方式進行技術升級、更新。這樣，不僅能夠?qū)⒈緡鴿撏阅鼙３衷谳^高水平，而且改換裝所需的費用低、見效快，進而達到省錢、高效的雙重目的。

借鑒美國經(jīng)驗，應該高度重視并正確對待核潛艇改換裝工作。改換裝工作的難易程度和所能達到效果主要取決于在核潛艇設計之初是否有余度考慮以及模塊化設計建造水平高低等因素，與核潛艇設計、建造水平息息相關。由此看來，通過改換裝來維持核潛艇性能水平并不是一件易事，要使核潛艇改換裝難度低、效果好，需要從核潛艇設計階段便給予考慮，并不斷提高模塊設計建造技術的應用范疇。