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镇国重器:弹道导弹核潜艇(组图)

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发表于 2015-9-29 10:45:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 Frank 于 2015-9-29 10:48 编辑

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中国094弹道导弹核潜艇(资料图)
094型核潜艇是中国最新一代弹道导弹战略核潜艇,北约代号"晋"级,是中国真正意义上能够执行战略巡航任务的核反击潜艇,作为中国有史以来建造的排水量最大的潜艇,094采用新型核反应堆功率大、热效率高,可以使得所装备的核潜艇获得较高的水面和水下航速,但是与同航速的使用其它核反应堆的核潜艇相比,航行噪音却小得多,相比于上一代092“夏”级核潜艇,该艇无论在隐蔽性、传感器还是推进系统可靠程度方面都有较大提高。

由于中国官方未正式公开技术参数,因此关于094型核潜艇的尺寸、吨位都有着不同说法。综合各方面报道看,该潜艇排水量大致在8000-8500吨之间,艇长约137-140米,艇宽11米,乘员约140人,水面排水量9000吨,水下11500吨,采用双壳体设计,压水核堆,推进功率25000kw,水下航速26节以上,工作潜深大于300米,自持力70天,噪音水平120分贝,该艇最大的外部特征是形同龟背的导弹发射舱,它几乎覆盖了舰艇的中部,里面部署着12枚巨浪-2潜射洲际导弹。


094因为艇体上出现了比092更伟岸的“龟背”,让诸多军迷深受打击
094露面以来一直在遭受口诛笔伐,这个进入21世纪才建造完成的新型战略核潜艇,让广大军迷等待了近20余年的新型弹道导弹核潜艇。在外型上并没有如军迷们所愿,做到与世界先进水平的与时俱进,让很多军迷深受打击。一切的根源我想都出自那个伟岸的“龟背”,这个外型丑陋已被大部分国家撇弃的结构,竟然耸立在21世纪的094上,自然是中国军迷难以接受的。


在南海接受中央军委领导检阅的二代核潜,外侧为094内侧为093
那么导致我国最新一代战略核潜艇上出现“龟背”的深层次原因是什么?094的“龟背”对其综合作战性能又有哪些主要影响?龟背与我国的核潜艇工业和我国海基核战略又存在着那些联系?笔者将在本文中一一展开,和大家一起解开这些疑问。


左边为前苏联667型Y级,采用悬吊方式的导弹发射筒长10.1米,耐压艇体直径9.4米,其“龟背”不太明显。D级就没有那么幸运了,最短的P29型长13米,最长的P-29PM长达14.8米,都远超D级耐压艇体最大直径9.4-9.7米,于是D级有了一个非常高耸的龟背。

左边为前苏联H-1旅馆级核潜艇,因为耐压艇体直径过小,前苏联设计人员只能将导弹发射筒安置到了围壳里。右边的为D-III级携带的P29P型(PCM-50\SS-N-18)长达14.1米,但DIII的耐压艇体直径只有9.4米(红线处为耐压壳体),光导弹就超长达4.7米,加上导弹发射筒的额外长度,DIII的发射筒超长不会只有4.7米。可以看出造成龟背现象的核心因素,是过小的耐压艇体直径难以容纳较长的导弹所导致的。
我们首先来认识“龟背”这个结构,实际上这是战略核潜艇上过于高耸的导弹发射筒整流罩的一种俗称。由于各国战略核潜艇所携载的弹道导弹,因扩大射程所需尺寸越来越大,但母艇的耐压艇体直径,却受到各方面因素的制约,难以再较大幅度的增长。于是出现了导弹超长并外露于母艇耐压艇体的问题。为了降低母艇在水下航行时的阻力,保证艇体线型的光顺。同时也为了保护暴露的导弹发射筒,必须在超长外露的导弹发射筒上部,用上层建筑形成一个整流罩加以覆盖。当导弹发射筒超出耐压艇体较多时,这部分上层建筑的体积和高度就会急剧增大,外型上就会比较突兀,所谓的“龟背”就出现了。


俄罗斯的DIV级核潜艇最大9.7米的耐压艇体直径,无法容纳14.8米的导弹长度,出现了严重的龟背现象。
前苏联的战略核潜艇因为在艇、弹匹配上做的不好,导弹尺寸较大而母艇的耐压艇体直径较小,导弹超高现象严重,所以普遍存在着庞大的“龟背”现象。西方的一些发达国家如美、英、法等国,随着国防工业的发展,战略核潜艇的耐压艇体直径越做越大。导弹则在采用了固体燃料技术后,体积和长度控制的较好,做到了紧凑化,“龟背”现象反而逐渐消失了。


美国俄亥俄级战略核潜艇因为12.8米的超大直径耐压艇体,加上固体燃料的三叉戟II-D5实现了紧凑化,长度被控制在13.4米,所以其导弹发射筒舱上部的上层建筑高度较低。没有在艇体上出现前苏联那样高耸的“龟背”,整艇的线型光顺对于提高水下航行性能有利。
综上我们可以总结出,战略核潜艇有无“龟背",关键在于艇、弹匹配性有没有做好,而消灭“龟背”的核心技术无非有二:

(1)设计和建造出大直径或者超大直径耐压艇体

(2)远程或者洲际弹道导弹做到紧凑化、小型化

美、英、法三国在这方面做的较好,达到了消除“龟背”,优化战略核潜艇线型,提高水下航行性能的目的。前苏联则受到国内国防工业能力的限制,无法建造超大直径的耐压艇体,加上艇载导弹长期没有实现固体燃料化、紧凑化,所以在D级主力战略核潜艇上,就出现了严重的“龟背”现象。


我国第一代战略核潜艇092型,因为JL-1导弹的长度较短,所以艇体上的“龟背”现象并不突兀。
说到这儿,我们就可以回头来审视094上高耸的“龟背”了。也许很多军迷认为,2007年出现的094应该有着21世纪的水平,即使比不上凯旋、前卫,也要超过老迈的俄亥俄,达到90年代的水准吧。在笔者看来这是大部分军迷对国内国防工业,特别是核潜艇工业的实际情况不了解,而产生了过高的预期。


在一穷二白的条件下,在受到众多因素的干扰下,我国的一代核潜能够研制成功也属于奇迹


我国的国防工业,特别是核潜艇工业的情况,并没有大家想象的那么美好。以091项目为例,首艇于71年建造完毕,但受到文革十年的影响,在项目过程中遗留的问题很多。一代核潜的最大深潜、水下最高航速、最大深度发射鱼雷等试验,直到1988年才由404艇完成。也就是说一代核潜的404、405艇才是真正意义上的定型批次艇,这意味着我国自60年代开始的091工程因为种种原因进行了30余年。同样的092项目的406艇,成功发射JL-1弹道导弹已是1988年的9月15日,随后于9月27日再次发射成功后宣布定型试验结束。显然,一代核潜项目对于当时经济条件极差,国防工业较为落后的我国是个漫长而十分困难的过程。

第一代092型406号弹道导弹核潜艇,虽然龟背现象并不突兀,但携载的JL-1系列导弹射程较短,难以满足我国海基核战略的需要。

出现这样的情况,是有着众多深层次原因的。比如我国的核潜艇工业起步晚,研发能力本就较为薄弱,十年动乱又严重打断了正常发展。改革开放后为了给经济建设让路,又做出了巨大的牺牲,长时间内得不到合理的经费投入,造成了大量专业人才流失。而相关的专业设备和工业配套体系,也没有及时得到完善。这些都是导致我国的核潜艇工业,在本就基础很差的情况下,又没有能够夯实基础、提高设计和建造能力的主要原因。在这样的现实情况下,二代核潜与国际先进水平存在明显差距是非常正常的结果。


战略核潜艇的发展需要充足的资金保证,美国也是在大量国防费用的投入下,才逐渐建立起先进的核潜艇工业并建造出俄亥俄这样性能优异的战略核潜艇的,图为美国早期战略核潜艇进行发射筒压力试验。
反观美国先进的核潜艇工业和配套工业体系,是在本就良好的潜艇工业基础上,在半个多世纪持续充足的资金保障下,在先进的国内国防工业推动下,通过连续发展四、五代核潜艇,建造了近百余艘实艇才建立起来的。广大军迷希望我国基础薄弱,条件有限的核潜艇工业与这些发达国家的水平相等,是有些强人所难的。


美国各型战略核潜艇和所携载的弹道导弹对比图,可以发现随着弹道导弹射程的增加,导弹体积的暴增,为了不出现严重的“龟背”现象美国战略核潜艇的耐压艇体直径也急剧增大。

二代核潜即093、094项目的论证时期早在上世纪80年代末,项目启动时间则在90年代中期。此时我国核潜艇工业还在忙着解决一代核潜的诸多遗留问题,并试图通过改造来完善一代核潜的性能,让其真正具备作战能力。当时国内的核潜艇工业面临着项目经验少、专项经费少、配套设备差、建造水平落后的局面。无论是设计单位的设计能力,还是建造单位的配套设备都是不具备搞俄亥俄那种超大直径耐压壳体的。在这种情况下要求719所和渤海造船厂,设计和制造出美国俄亥俄级,或者英国前卫级、法国凯旋级那样的大直径和超大直径耐压艇体显然是不现实的,高层也不会提出这样不切实际的设计要求。毕竟,在潜艇工业上比我们强的多“师傅”前苏联都不具备的能力,要90年代中期各方面条件都不理想的国内设计建造单位来完成,确实是天方夜谭。因此,094采用较小直径的耐压艇体是必然结果,而这一重要因素,也为094“龟背”的出现定下了基调。


法国各型海基弹道导弹图,为了容纳体积巨大的M51,不让龟背出现在新型凯旋级核潜艇上,法国增大了凯旋级的耐压艇体直径,扩大了凯旋级的吨位。

既然艇的希望不大了,那么弹又如何呢?从我国的海基核战略看,最大的威胁毫无疑义的来自太平洋那头的美国。射程不够不能在我国军事力量保护区域内成功将核弹头投射到美国,再漂亮的战略核潜艇和导弹都将是毫无用处的。所以,JL-2新型弹道导弹的射程要求,必定是远程乃至洲际级的。在这样高的射程要求下,JL-2的体积也就较为可观了。
JL2有多大可以从这张央视公开的JL2发射试验图来比较,发射以后的弹体与红色箭头处参加试验的多人小艇,在体积上形成了鲜明的对比。


相对的JL1的体积就要小巧的多了
根据相关资料显示,JL-2的射程将高达12000公里左右。虽然是固体燃料弹,在弹体体积上也已控制的较好。但是因为大射程的影响,弹体直径仍将达到2米左右,高度达到14米上下。这样的高度已经超出了美国三叉戟II-D5的13.41米,俄亥俄12.8米的超大直径耐压艇体,尚需一个较小的整流罩来覆盖外露的D5导弹发射筒。094不用一个耸立的龟背,如何安置超长那么多的JL-2呢?毋庸置疑不管是艇还是弹,我国都将无法满足094实现无“龟背”的可能。换句话说在关系到消除龟背现象的两个核心技术问题上,我们都无法满足。特别是前者,即国内较小的战略核潜艇耐压艇体直径,实际上已经基本定调了094用“龟背”形式来解决艇弹协调的基本路线。


左边为D级艇,龟背显然会带来一些问题,但是前苏联在面对现实的国防工业能力下,要达到海基核战略的目标,龟背却是唯一可行设计的方案。法国的第一代无畏级战略核潜艇因为采用了较小的耐压艇体,在艇身上同样存在“龟背”现象。
既然如此,“龟背”也就成了094无奈却必然的选择了。不过“龟背”带来的并不都是负面影响,也有很多积极正面的因素。因为从工程可行性角度看,当时国内核潜艇工业的设计和建造能力均不如人意。在采用“龟背”型式后能控制二代战略核潜的吨位,降低项目设计和建造风险,确保工程的顺利实施。也能获得较好的经济效应,适应当时经费拮据的情况。所以采用“龟背”方案不仅符合当时我国核潜艇工业现状和国内核潜艇设计、建造能力,也能保证094艇按节点投入现役,确保我国海基核战略的顺利推进。

美国巨大的三叉戟系列海基弹道导弹,左边的为C4右边的为D5,D5导弹前部的为空气降阻杆。摆置在导弹前的为拉斐特级战略核潜艇。

从我国的核安全角度考虑,美国的洲际核导弹CEP级达已到100米乃至60米的精度。我国目前较少的陆基洲际导弹诸如DF5系列,在这样的核打击面前生存率是很低的。而我国的一些公路机动弹道导弹比如DF31和DF31A,受到公路机动要求的限制,弹体体积无法进一步增大,射程上有局限无法满足我国对大部分美国国境进行核反击的要求。而在生存率上,即使是采用公路机动方式,面对美国发达的天基探测平台,快速精确的核打击能力也是不乐观的。因此,我国的陆基弹道导弹并不能够确保我国进行二次核反击的核战略需要。在这种背景下尽早让094服役并承担战备值班任务,从而建立生存率高的海基核力量,就是确保我国具备二次核反击能力,推进国家核安全的重中之重。在这样大的战略面前,战略核潜艇的“龟背”如果能够保证我国这一体系的尽早建立,就是一个值得坚决实施的方案。


海基核力量是一个国家核安全的定海神针,图为我国的JL-1型导弹陆上发射试验,JL-1因为较短的射程并没有帮助我国建立起真正的海基核力量。

我们可以假设,如果我国强调战略核潜艇不能出现“龟背”,那么二代战略核潜的启动时间还将大大延迟。非要等到国内具备建造超大直径耐压艇体的条件(时至今日也不具备),才启动二代战略核潜艇的项目,实现海基二次核反击的国家核战略将拖延相当长的时间。这对于急需使用海基核力量,来提高核安全的我国来说是无法接受的。因此,二代战略核潜采用“龟背”设计,无论从我国自身的国情还是海基核战略的发展需求来看,都是一个稳妥、可行、务实,且利大于弊的设计方案。


正在进行水面发射试验的美国拉斐特级战略核潜艇,实际上即使是美国的战略核潜艇,在早期也有着较为低矮的“龟背”,只是和前苏联高耸的龟背相比就先得非常矮小了。


实际上从我国海基核战略的层面考虑,“龟背”还有着更深层次的积极影响。从我国的海域来看,渤海水深18米无法部署战略核潜艇,黄海均深44米东海均深虽然344米,但在不到大陆坡的大陆架海域水深实际不足百米。除了南海以外,我国其他海域水深都不太理想,战略核潜艇的吨位一旦过大,暴露率会显著增加。在黄海东海这么浅的水域,超大吨位的战略核潜艇在日美严密的反潜体系下,进行正常的战备巡逻是非常困难的。而在南海方向,虽然海域广阔水深较大,超大吨位的战略核潜艇可以进行部署。但是我们的潜在战争对象美国,拥有全世界最庞大、最先进的攻击核潜艇力量。一旦战争临近,美国将在南海我战略核潜艇重点部署区域进行攻击核潜艇前沿部署。在60余艘最先进的攻击核潜艇的威胁下,吨位过大暴露率过高的战略核潜艇的生存率是不能得到保障的。所以从我国海域的实际情况考虑和海基核战略需求考虑,我国的战略核潜艇吨位不适合搞的太大。

DIV高耸的龟背虽然在水下航行时给潜艇航行性能带来一定负面影响,却很好的控制了整艇水下满排吨位的增加。

那么又如何来控制我国战略核潜艇的体积呢?答案很简单要么改变壳体结构型式,放弃储备浮力大水下满排大的双壳体结构,转而走水下满排较小的单壳体结构。要么就是采用“龟背”型式来控制战略核潜艇的整体吨位。显然,前者在上世纪90年代是不可能做到的。那么唯一的选择就是后者了,后者确实是个“丑陋”的方案,但后者对于我国的核潜艇工业却是最可行、最快捷、也最经济的方案。

再来看看前苏联不要龟背的代价,巨大的941型台风级战略核潜艇,虽然让人震撼,但是工程性、经济性和实用性都不如更实惠的DIV。
我们还不能忽视,采用“龟背”方案后,整艇水下满排吨位减少暴露率降低,我国战略核潜艇的巡逻区域将得到扩大。而且能满足战略核潜艇从第一岛链或从台湾与菲律宾之间的巴士、巴林塘、巴布沿海峡隐蔽东出的战略需求。毕竟在南海射程12000公里的JL-2只能打到美国有限的西部城市。要完全打痛美国,遏制美国潜在的核打击冲动。只有将射程涵盖到美国大部国土区域,将美国中东部一些人口、经济、政治影响较大的城市也纳入我海基核力量的反击区域内,才能完成我国核威慑的最终战略目标。从这个角度出发,吨位小一点、爆率低一些、隐蔽性更好的战略核潜艇,能更好的满足我国东出岛链和巴士海峡,将战备巡逻区域延伸至第二岛链附近的理想战略设定。所以从我国海基核战略的实际需求看,采用“龟背”设计有着较深远的积极意义。

龟背会导致战略核潜艇噪音增加、隐蔽性降低、生存性能恶化的观点是比较片面的。
既然“龟背”对于我国海基核战略有那么多的积极因素,为什么还会引起国内军迷的厌恶呢?这来源于军迷长期以来对“龟背”结构的一些错误认识。大部分军迷认为“龟背”会导致战略核潜艇噪音增加,恶化战略核潜艇的隐蔽性和生存率。实际上龟背导致的噪音问题,远没有一般军迷想象的那么严重。战略核潜艇在水下航行时,一般为了提高隐蔽性,其静音巡航速度非常慢,常常在8-14节左右,有的为了满足超低静音水平,速度常常降低到4-6节。在这样低的速度下,流体流经“龟背”时并不会产生的严重的湍流,导致出现流体脉动让外壳体板谐振出现低频量噪音的情况。


DIV的龟背尾坡坡度较缓,在艇体后段的线型设计合理。
只要完善“龟背”的线型,比如让龟背尾坡坡度减小,形成柔和的过渡。也可以改善尾部螺旋桨盘面的入流品质,杜绝出现桨盘面入流紊乱,桨叶振动产生低频噪音的情况。以俄罗斯的设计经验看,要做到这一点基本是没有问题的。我国的094采用的是单轴单桨,在去流段的流场平顺上要比俄罗斯的双轴双桨更容易实现,“龟背”的高度也没有D级那么夸张,“龟背”首坡和尾坡还都有比较好的过渡段,所以094“龟背”对整艇的噪音影响要比俄罗斯的D系列更小,在绝大多数情况下并不会给整艇带来较大的噪音负面影响。


DIV用一条纵缝流水孔代替了以往D级艇龟背上众多的孔式流水孔开口
还要强调流噪基本是与航速成正比的,航速越快流噪越大。对于长期在低速巡航下的战略核潜艇,采用“龟背”实际上并不会带来较大的流体噪音。至于“龟背”上的大量流水孔开口,是可以通过优化开口型式来降低孔穴涡流噪音的。比如俄罗斯的DIV就采用一条大长度的纵缝,代替了其他D系列众多的孔式流水孔。实际上即使094这样在“龟背”上还有较多孔穴开口的潜艇,在较低航速下孔穴涡流噪音也不会很大。


因为流体噪音的频段较高,衰减速度较快传播距离近,被敌方探测到的几率较低。而从核潜艇的静音设计来说,最大的噪音来源是艇内核动力系统的自动力噪音和推进器产生的一些低频量噪音。这些才是战略核潜艇真正的噪音杀手,“龟背”在很长时间内,实际上一直被误会而作了替罪羊。俄罗斯的DIV战略核潜艇,在艇内特别是动力系统上使用了大量减震降噪措施后,其噪声强度比D-I降低了近40分贝。所以龟背并不是战略核潜艇的噪音主要来源,这实际上是广大军迷一直存在的认识误区。比094有着更加高耸“龟背”的DIV级潜艇,也并没有因为“龟背”的存在,而妨碍DIV成为世界上最优秀的低噪战略核潜艇之一。而目前俄罗斯的主要海基核力量,也还是依靠这种驼着背的战略核潜艇,这已经说明了一切。


能做到凯旋这样通体光顺的线型优化当然是最理想的设计方案,如果缺乏这样的设计和建造能力龟背就是合理而必然的选择。
“龟背”真正影响较大的是潜艇水下快速性,因为龟背的存在确实会导致艇体型状阻力和摩擦阻力的增加,影响战略核潜艇的水下最高航速。然而我们都知道战略核潜艇追求的是低噪音、高隐蔽性,战略核潜艇基本都是以低速状态巡航的,水下快速性并不是非常重要的指标。让战略核潜艇最高航速高几节,并没有多大的实际意义。一艘以最高航速奔跑的战略核潜艇,除了降低自己的声纳警戒范围,提高自己的噪音水平,现身给敌方反潜平台外,没有任何好处。所以,采用“龟背”而导致战略核潜艇水下最高航速受到一些影响,是完全可以接受的,094采用了“龟背”后在水下最高航速上降低一些,并不会对整艇的作战性能造成多大的影响。


台风确实很震撼,可是台风这样极端的设计个案在很多方面是缺乏可行性的,而俄罗斯现在的海基战略力量中坚依然是驼背的DIV。

写到这里笔者要强调的都已经阐述完毕,长期以来094的“龟背”受到大部分军迷的诟病和不理解。除了谩骂和消极的牢骚外,很少能看到深入的客观的评价。但一味的责骂和批判,并不能帮助我们揭开094“龟背”后的真相。如果能从各个层面,各个角度去深入挖掘和分析,却能发现094驼背的核心因素,并帮助我们客观全面的认识094。而驼着背的094新型战略核潜艇,虽然外形并不时髦靓丽,甚至显得有些老旧落伍。但对于尽早完善我国海基核战略,推进我国的核安全,却有着非凡而深远的意义。如果能了解到这一点,又何尝不是我们所追求的,透过表象看本质的最高目的呢。


图为中国巨浪2和巨浪1导弹对比
对于龟背导弹发射舱的设计,国际上也有争议。一些西方媒体认为这种设计容易让核潜艇在水下航行时遭遇更大的阻力,日本的媒体则认为这是一种切合实际的做法。日本《世界舰船》杂志分析称,巨浪—2洲际导弹的长度摆在那里,要塞进狭小的战略核潜艇舱室里,就必须加宽和加高发射舱,这同样会造成航行的阻力。该刊认为,也许中国追求的是“最低限度核威慑”——094型核潜艇所携带的巨浪—2能达到8000公里以上的射程,因此该潜艇只需在中国近海水域部署就具备打击北美等固定目标的能力,所以,这对于奉行“有限核威慑”战略的中国来说足够了。

整体上看, 094型导弹核潜艇所具有的高航速,低噪音的性能,使其具有进出太平洋的自由,再配上射程8000公里的巨浪二型飞弹,该型其他就具有覆盖整个欧亚大陆,澳洲与北美的核打击能力,以目前大陆的科技水准和生产能力来看,中国将会服役6艘左右的094型弹道导弹核潜艇,这潜艇一旦部署完毕,中国水下战略核力量就将提高到一个全新的水平。即使每枚飞弹仅按3个弹头计算,6艘潜艇共288个弹头的水下核军力,至少应可占中国下一代战略力量的50%,水下核军力比例的大幅提升,无疑会大幅增强中国战略核力量的安全性与威慑力,可进一步保障大陆不受他国的核攻击与核威胁,甚至可在局部战争中达到阻绝“第三者”直接介入的效果。假设台湾海峡一旦发生军事冲突,面对与中国发生核大战的危险,美国将很难直接介入两岸间的军事冲突。

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