核潛艇(Nuclear Submarine)是以核反應堆為動力的潛艇。核潛艇可分為攻擊核潛艇和戰略核潛艇,但美國和蘇聯(俄羅斯)還裝備一種巡航導彈核潛艇。
世界上第一艘核潛艇是美國的“鸚鵡螺”號,1954年1月24日首次開始試航,它宣告了核動力潛艇的誕生。1960年7月,世界第一艘彈道導彈核潛艇喬治·華盛頓號航空母艦下水,發射“北極星”A1潛地彈道導彈。美國至今累計研制了19型、200余艘核潛艇。蘇聯和俄羅斯至今累計研制了13型、260余艘核潛艇。
相比常規潛艇,核潛艇的優勢包括:隱蔽性好、續航力大(水下續航能力可達20萬海里,自持力達60-90天)、航速高和攻擊力強。由于這種潛艇的生產與操作成本,加上相關設備的體積與重量,只有軍用潛艇采用這種動力來源。核潛艇的缺點包括:第一是缺少對維修和保養核動力裝置熟悉的軍官;第二是處理退役核潛艇,技術難度要求高。
目前《核不擴散條約》(NPT)規定的5個核武器國家:美國、俄羅斯、英國、法國和中國,都具備核潛艇研發能力并部署了核潛艇。同時印度、巴西、澳大利亞等國不是條約規定的核武器擁有國,也不具備本土研制核潛艇的能力,但都通過國際合作來發展核潛艇。其中印度已經建造兩艘國產核潛艇,并正式加入印度海軍服役。澳大利亞已經確定將向美國采購至少3艘核潛艇。
未來核潛艇的發展,包括小型化、無人化和大型化。核潛艇可以在深海環境承擔偵察、攻擊、深海工程、援潛救援、海洋科研等任務。
發展歷史
美國早在1942年就開始了世界第一個鈾[yóu]裂變反應試驗,而且是第一個發明并使用原子彈的國家,因此奠定了率先發展核潛艇的基礎。1946年初,美國海軍抽調5名技術軍官,到田納西州的橡樹嶺的丹尼爾斯核動力反應堆工程處學習核技術。1946年初,被譽為“核潛艇之父”的海曼·喬治·里科弗來此領導這個海軍小組,開始研究艦艇用原子能反應堆,也就是后來潛艇上使用的壓水反應堆。
1950年8月美國總統哈里·S·杜魯門簽署建造第一艘核潛艇的命令。1952年6月,世界上第一艘核潛艇“鸚鵡螺”號正式開工建造。1954年1月21日,鸚鵡螺號核潛艇下水。經過努力,“鸚鵡螺”號在1954年底全部竣工。1955年1月,“鸚鵡螺”號開始第一次核潛艇航行。1955年7~8月,“鸚鵡螺”號和幾艘常規潛艇一起參加反潛艦隊演習,反潛艦隊由航空母艦和驅逐艦組成。到1957年4月止,“鸚鵡螺”號在沒有補充燃料的情況下持續航行了11萬余公里,其中大部分時間是在水下航行。“鸚鵡螺”號對其它國家海軍的裝備建設產生了很大影響。聯合國另外四個常任理事國都相繼發展了本國的核潛艇。
核潛艇從誕生到現在已經超過70年,驅動核潛艇技術發展的,主要是技術和戰略需求這兩大方面。從技術上說,美國核潛艇一直在保持領先地位,而蘇聯則處于追趕地位,但有一定的自身特色。從戰略上,核潛艇因為強大的綜合作戰性能,得到了美國海軍的高度重視,被認為是支持美國戰略的有力工具。1991年隨著蘇聯解體,美國核潛艇技術發展不再單純追求性能更加注重經濟可承受性和任務多樣性,而俄羅斯在核潛艇發展上則出現一定困難。
和主戰坦克、戰斗機的劃代不同,核潛艇由于關鍵技術指標高度保密、各國國情戰略不同、核潛艇任務使命不同等原因,并沒有明確和權威的劃代標準。按照建造時間劃代缺少對核潛艇技術的全面客觀評價,只適用于單個國家無法橫向對比。而按照技術水平劃代則難以精確界定。國內有學者根據武器系統打擊威力、核動力裝置性能和隱蔽性相關技術指標,將核潛艇劃分為四代。
第一代
第一代核潛艇建造于20世紀50年代中期至60年代中期,主要成果為驗證核潛艇的水動力性能、解決核動力裝置與潛艇的適應性、潛射導彈與潛艇的適配性等問題。
第二代
第二代核潛艇建造于20世紀60至70年代,主要成果是進一步完善和提高核潛艇的水下性能,提升核動力裝置安全可靠性,解決潛射洲際導彈水下發射等問題。
第三代
第三代核潛艇建造于20世紀70至80年代,在此期間核潛艇在水下戰略核打擊、核反應堆安全和減低水下噪聲3個方面實現了重大突破,這些技術包括戰略導彈水下齊射及分導多彈頭技術、巡航導彈垂直發射及遠程精確制導技術、反應堆自然循環技術、減振技術等。
第四代
第四代核潛艇建造于20世紀90年代,至今仍在建造發展中。各軍事大國已經建造了將近500艘核潛艇,現在退役數量已經超過240艘。核潛艇退役比常規潛艇要復雜的多,其特點包括核安全問題突出、社會存在恐懼心理、技術要求高和耗資巨大的特點。
種類劃分
按用途劃分
彈道導彈核潛艇
按照用途劃分,核潛艇可分為彈道導彈核潛艇、巡航導彈核潛艇、多用途攻擊核潛艇和實驗用途核潛艇。彈道導彈核潛艇一般攜帶多枚核導彈和大量核彈頭,有隱蔽性強、生存力高、二次核打擊能力大等優點,是各國戰略核威懾的中堅力量,是 “三位一體”核威懾兵力中代表海基核力量的關鍵組成部分。未來美國俄羅斯的海基核力量在國家核威懾體系中的比重還將要提高,美國海基核力量占比將達到 70% ,俄羅斯也將提高到57%。
巡航導彈核潛艇
目前擁有專門巡航導彈核潛艇的國家是美國和俄羅斯。美國主要發展和改進用于對陸攻擊的巡航導彈核潛艇。改裝成巡航導彈核潛艇的“俄亥俄”級,每艘潛艇總共能攜帶154枚BGM-109巡航導彈,其載彈量比一個航空母艦戰斗編隊所有艦艇攜帶的都多。其主要作戰樣式就是以巡航導彈對敵方陸地目標實施遠程精確打擊,實施非接觸作戰、點穴戰和斬首戰。俄羅斯繼承了蘇聯時期發展上的大量巡航導彈核潛艇,其作戰樣式是同時發射數十枚甚至上百枚導彈,對美國的海上大型戰斗艦艇編隊實施 “飽和攻擊 ”。
多用途攻擊核潛艇
攻擊型核潛艇主要使命是發現并摧毀敵方潛艇和水面艦艇。但是第三代、第四代攻擊型核潛艇,一般都配備對地攻擊的巡航導彈,從而成為兼具對海和對陸攻擊的多用途攻擊核潛艇。有的分類將一些裝備巡航導彈的“弗吉尼亞”級、“洛杉磯”級歸類為巡航導彈核潛艇,但是美國軍隊只對改裝后的“俄亥俄”級命名為巡航導彈核潛艇。
按殼體劃分
單殼體
按照殼體劃分,核潛艇可分為單殼體和雙殼體。一般認為,西方國家的核潛艇采用單殼體或者單雙混合殼體結構,單殼體部分占60%以上。單殼體的優點是艇的外形尺寸小,重量輕,摩擦阻力可減小20%,所以可降低水動力噪聲。
雙殼體
俄羅斯一般采用雙殼體核潛艇,雙殼體的優點是儲備浮力較大、抗沉性好,兩層殼體之間充滿水可承受反潛武器的沖擊,生命力強,兩層殼體之間還可布置其他設備。雙殼體需要鋼材多?因而造價也高。西方也沒有完全回避雙殼體核潛艇。美海軍在80年代初曾打算在“海狼”級潛艇上采用雙殼體?,但因排水量過大而最終放棄了這一設想。可見美國這種雙殼體結構并沒有絕對被否定。國防高級研究計劃局的高級潛艇技術計劃就是在為下一代核潛艇研究雙殼體。
按動力劃分
壓水堆
按照動力劃分,核潛艇可以分為壓水堆核反應堆動力和液態金屬反應堆動力。目前各國建造了490余艘核潛艇,裝備了約700臺反應堆,其中98.4%為壓水堆。壓水堆是一種輕水堆,是采用高壓水來冷卻核燃料的一種反應堆,采用輕水作為冷卻劑和慢化劑,使用的優點是功率密度高、結構緊湊、安全易控、技術成熟。
液態金屬反應堆
液態金屬反應堆則包括液態金屬鈉冷卻反應堆和是液態鉛鉍合金冷卻反應堆。美國在SSN-575“海狼”上使用了液態金屬鈉冷卻反應堆,其優點是可以提高一回路的溫度,減輕系統壓力,沒有轉動部件,噪聲低,隱蔽性強,而缺點是一旦鈉與空氣和水發生反應,會帶來巨大的危險。而蘇聯使用的是液態鉛鉍合金作為冷卻劑,并應用于“阿爾法”級核潛艇。雖然“阿爾法”級核潛艇已經退役,但獲得了大量的技術儲備。現在美國和俄羅斯仍然沒有放棄使用液態金屬作為未來的核潛艇動力。
按推進裝置劃分
螺旋槳推進
按照推進裝置,核潛艇可分為螺旋槳推進和泵噴推進。螺旋槳是絕大部分船艇的主要推進裝置。在核潛艇上,主要是核反應堆產生蒸汽驅動渦輪機,渦輪機與螺旋槳軸相連,從而驅動螺旋槳推動潛艇在水中前進或后退。美國在50年代曾試圖通過采用對轉螺旋槳來降低核潛艇的噪聲,但由于這種推進器本身存在結構復雜、軸間密封困難等工程問題,并沒有推廣使用。后來美方將研究重點放在7葉大側斜螺旋槳,其技術特點是在非均勻伴流場工作的螺旋槳,有非常顯著的降噪效果,主要應用于第三代核潛艇上。蘇聯在1979年也在第三代核潛艇上應用了7葉大側斜螺旋槳,蘇聯試驗表明這種螺旋槳,能有效控制潛艇次聲頻段輻射噪聲,是從前型號的二分之一甚至三分之一。
泵噴推進
由于7葉大側斜螺旋槳已不能滿足 海狼級攻擊核潛艇減振降噪的需要,美海軍又開始研制噪聲小、空泡少、推力大的泵噴推進器。泵噴推進器由魚雷使用的泵噴推進器移植而來,外部有導管,內有固定導流葉片和動葉片。目前國外第四代戰略核潛艇基本都采用泵噴推進器。未來泵噴推進器將被噪音更低的電力推進的無軸輪緣推進器所代替。
主要國家
美國
彈道導彈核潛艇
俄亥俄州級(14艘)1976年4月美國開始建設首艘俄亥俄級核潛艇,到1996年總共建造了18艘。該型潛艇長170米,寬13米,水下排水量18450噸。該級艇前8艘攜帶24枚射程7400公里的“UGM-96A彈道導彈”1 C-4潛射導彈,后10艘攜帶24枚更先進的射程11000公里的“三叉戟”2 D-5潛射導彈。2002年起美國彈道導彈核潛艇的數量被限定在14艘。4艘俄亥俄級彈道導彈核潛艇改裝為巡航導彈核潛艇。每艘可搭載154枚BGM-109巡航導彈。
攻擊型核潛艇
洛杉磯級(50艘)20世紀60年代末,美國基于“鱘魚”級發展出的“洛杉磯”級多用途攻擊型核潛艇。該級艇總共建造了62艘,是美國建造的數量最多的核潛艇,目前仍有50艘左右服役。“洛杉磯”級水下最大航速達33節,最大潛深可達450米,裝備有魚雷、“沙布洛克”火箭助飛魚雷、“戰斧”巡航導彈、AGM-84反艦導彈。而且從該級艇第32艘之后加裝了12具“戰斧”巡航導彈垂發裝置,搭配新的綜合聲納、電子對抗設備、通訊導航設備。
海狼級(3艘)1989年10月,美國開始建造首艘海狼級攻擊核潛艇。該級艇長107.6米,寬12.9米,水下排水量9137噸,水下航速高達35節,下潛深度可達600米,靜音航速高達25節。“海狼”級采用了大量最先進的核潛艇技術,包括HY-100高強度鋼、新型大功率S6W壓水式自然循環反應堆、泵噴推進器、吸聲橡膠、有源消聲技術以及一系列先進計算機系統和電子水聲對抗系統,導致造價居高不下,數量從29艘削減到只建造3艘。1992年1月,美國終止了“海狼”級核潛艇建造計劃。2021年10月2日,美國海狼級攻擊核潛艇“康涅狄格”號在南海與一座未知海底山脈相撞。
弗吉尼亞級(現役18艘,未來將有48艘)1992年1月,美國海軍提出新的“百人隊長”級攻擊核潛艇1998年,美國海軍正式將新型攻擊型核潛艇命名為“弗吉尼亞”,并在1998年9月開始建造首艘艇。該艇長114.9米,寬10.4米,水下排水量7700噸。相比“海狼”級,“弗吉尼亞”級在最大潛深、水下最大航速、破冰能力等多方面都要更弱,但水下隱蔽性和前者相當,而且信息化程度更高,特別是裝備了12單元的垂直發射裝置和水下蛙人輸送艇,更適合近海水下作戰。截至2020年,美軍已經有18艘“弗吉尼亞”級核潛艇服役,未來建造工作可能持續到2040年,總建造數量將達到48艘。
巡航導彈核潛艇
俄亥俄級(4艘)從2002年決定將4艘俄亥俄級彈道導彈核潛艇,改裝為巡航導彈核潛艇。潛艇上原有的24個導彈發射筒將22個BGM-109巡航導彈發射裝置及2個“海豹”特種部隊輸送筒代替。每套導彈發射裝置可容納 7枚戰斧巡航導彈?,每艘潛艇總共能攜帶154枚戰斧巡航導彈,其載彈量比一個航空母艦戰斗編隊所有艦艇攜帶的都多。全部導彈可在 6 分鐘內發射完成。這些“戰斧”導彈射程至少在2000公里以上,能夠在公海上向所有瀕海國家的重要政治、經濟和軍事目標發動精確打擊。
俄羅斯
彈道導彈核潛艇
“德爾塔-IV”級(667BDRM型,5艘)1975年,蘇聯決定開發搭載新型SS-N-23(R-29RM)潛射洲際彈道導彈的“德爾塔-IV”級(667BDRM型)核潛艇。由于導彈的重量長度增大,結果就是“德爾塔-IV”級相比以前的型號在長度和排水量上都有增加。此外潛艇安裝了新的消聲瓦,反應堆和渦輪機也應用了浮筏減震技術。其安靜性被認為和美國“俄亥俄”級是同等水平。2000年4月,弗拉基米爾·普京總統曾經乘坐1艘“德爾塔-IV”級核潛艇視察演習。但是在2004年2月,普京觀看1艘“德爾塔-IV”級發射導彈,卻發生2天內2次發射失敗的重大事故。事故原因是經費不足和導彈壽命老化。目前,俄羅斯海軍裝備有5艘“德爾塔-Ⅳ”級核潛艇,預計將在2030年全部退役。
“臺風”級(941型)1973年12月,蘇聯紅寶石設計局開始研發“臺風”級彈道導彈核潛艇,總設計師為科瓦廖夫。“臺風”級彈道導彈核潛艇特點是采取了多個耐壓艇體結構的組合形式,導彈艙布置在指揮臺圍殼前面,有3個品字形排列的耐壓艇體。下面的兩個為主耐壓艇體,其大小相當于兩個D級戰略核潛艇,儲備浮力達到30-45%,但噪音大幅降低。
蘇聯原計劃建造20艘“臺風”級核潛艇,最終只建造6艘就停止了。蘇聯解體后,俄羅斯讓3艘“臺風”級核潛艇退出現役,來儲備零配件保證剩下的3艘繼續服役到2015年。后來俄羅斯聯邦武裝力量只將首艇“德米特里?頓斯科伊”號保留,充當導彈試驗平臺的角色,其余5艘中有2艘被封存,3艘被拆解。2023年2月,最后一艘“臺風”級彈道導彈核潛艇“德米特里?東斯科伊”號退役。
“北風之神”級(955,6艘)該型戰略核潛艇為俄羅斯第四代戰略核潛艇。該型潛艇的研制工作在20世紀80年代就已經啟動。1993年,俄羅斯正式確定了新一代彈道導彈核潛艇“北風之神”級的發展計劃,并于1996年開始建造,直到2007年才建設完成。該艇長171.5米,寬13米,水下排水量17000噸,能攜帶16枚SS-NX-30“圓錘”潛射洲際彈道導彈。截止2021年,俄羅斯已經建成6艘“北風之神”彈道導彈核潛艇。“955型戰略核潛艇”級前3艘部分殼體直接使用了“971型攻擊核潛艇”級攻擊核潛艇耐壓殼體,制約了總體性能。2020年新服役的“北風之神”在艇體線型、推進系統、聲吶系統等方面進行了全新設計和性能提升。
攻擊型核潛艇
“阿庫拉”級(971型,11艘)該艇是孔雀石設計局在“維克托-III”級(671RTM型)攻擊核潛艇的基礎上發展起來的。首艇于1983年在共青城江南造船開工。該艇長115米,寬14米,水下排水量9100噸,最大下潛深度超過650米。“971型攻擊核潛艇”級核潛艇共建造15艘,目前共有11艘仍處于服役狀態,但實際作戰能力尚不得而知。
“塞拉-II”(945A型,2艘)60年代末70年代初,天青石設計局推出“塞拉”級(945型)。1982年首艘“塞拉-I”級(945型)核潛艇開工建造。該艇長107米,吃水8.8米,水下排水量9100噸。在建造2艘后,改進型的“塞拉-II”級(945A型)在1986年6月開工,該艇長度增加3.5米,水下排水量增加了1300噸。“塞拉”級由于采用昂貴的鈦合金作為外殼,造價及維護極為昂貴,最后總共只建造了6艘。目前俄羅斯聯邦武裝力量只有2艘“塞拉-II”級服役。2013年俄軍曾計劃重新啟用2艘退役的“塞拉-I”級,重新反應堆核燃料并進行現代化改裝,預計2017年完成。但現在未有公開報道證明其重新服役。
第四代“亞森”級(885型,4艘,未來服役7艘)該型攻擊核潛艇的研制始于1977年,一直到蘇聯解體后的20世紀90年代才結束。1993年12月,“亞森”級(885型)首艇“北德文斯克”號開工建設。1996年建設中斷,2004年恢復建造,并于2011年下水。該艇長111米,寬12米,水下排水量13800噸,是目前世界上排水量最大的攻擊核潛艇。在“北德文斯克”號之后,該型艇暴露的問題將通過后續建設改進的885M型核潛艇來解決。2011年,俄羅斯國防部簽訂5艘“亞森-M”級(885M型)核潛艇訂單。“亞森-M”首艇“喀山”號在2021年5月服役,第2艘“新西伯利亞號”在2019年12月下水,第3艘“克拉斯諾亞爾斯克邊疆區”號在2021年7月下水。第4-7艘分別于2014、2015、2016、2017年開工。俄羅斯計劃在2025年前,裝備7艘亞森級核潛艇。
巡航導彈核潛艇
“奧斯卡-II”級(949A型,7艘)1969年,蘇聯第52設計局完成了射程超過500公里的“花崗巖”(P-700型)重型超音速反艦導彈。為了容納24枚這種導彈,在1969年蘇聯開始設計“奧斯卡”級(949型)重型巡航導彈核潛艇。“奧斯卡-I”級建造2艘,“奧斯卡-II”級長度增加到154米,水下排水量增加到18300噸。從蘇聯到俄羅斯,總共建造了13艘“奧斯卡-II”級巡航導彈核潛艇。2000年8月12日,俄羅斯海軍“奧斯卡-II”級K-141“庫爾斯克州”號核潛艇在巴倫支海沉沒。俄羅斯海軍目前有7艘 “奧斯卡-II”級(949A 型)在役,其中2艘在北方艦隊,5艘在太平洋艦隊。未來升級將裝備3M-54“口徑”巡航導彈。
特種核潛艇
09852型特種核潛艇(1艘)1992年開建的1艘“奧斯卡-II”級(949A 型)核潛艇“別爾哥羅德”,由于缺少資金在1994年停工,部分已建成的艇體被封存。在2000年9月“庫爾斯克”號沉沒后,俄羅斯決定建造1艘新的“奧斯卡-II”級核潛艇,2012年,俄方正式重新開建“別爾哥羅德”號。2015年該艇新型號曝光是09852型特種核潛艇。為了滿足攜帶新型“波塞冬”核魚雷,“別爾哥羅德”號中心部分經過重新設計,原有的24枚巡航導彈艙被取消,艇體增加到184米,寬度達到23米,水下排水量46000噸,成為世界上最長的核潛艇。該艇不但搭載“波塞冬”核魚雷,還搭載“大陸架”核能發電裝置、“大鍵琴”深海無人潛航器、“大比目魚”核動力深海工作站等裝備執行海地研究工作。2022年7月8日,“別爾哥羅德”號核潛艇進入俄羅斯海軍服役。
中國
攻擊型核潛艇
長征一號:1958年,中國啟動核潛艇工程項目。1959年,蘇聯以技術復雜、中國不具備條件為由,拒絕為研制核潛艇提供援助。為此,毛澤東同志提出“核潛艇,一萬年也要搞出來!”1962年2月,彭士祿開始主持潛艇核動力裝置的論證和主要設備的前期開發。
1964年,中國第一顆原子彈成功爆炸后,加緊研制核潛艇提上了日程。1965年,中央專委批準研制核潛艇,并要求1970年建成潛艇陸上模式堆。地點選擇在四川省西南部大山深處,基地代號“909”。1970年8月30日,核潛艇陸上模式堆順利達到滿功率,中國成為世界上第五個擁有自主核動力技術的國家。1970年12月26日,中國自主研制的第一艘核潛艇成功下水。該艇上零部件有4.6萬個,需要的材料多達1300多種,全部為中國國產。1974 年8月1日,中國自行研制的第一艘核潛艇“長征一號”正式服役。
091型:中國第一種攻擊核潛艇型號為091型,總共建造了5艘,命名分別為長征1至長征5號。最后一艘于1990年服役,已退役兩艘,仍有三艘在役。該型核潛艇水下排水量在5500噸左右,水下航速25節,裝備533毫米魚雷發射管。2016年中國海軍首艘核潛艇"長征一號"退役,成為海軍博物館展品。相關指標完全符合對外公開展覽要求,標志著中國形成核潛艇研制生產、使用管理到退役處置的全壽命保障能力。2017年4月該艇向公眾開放。
093型:首艇于1998年在中國遼寧渤海船舶重工有限責任公司開工建造,2002年下水海試,2006年服役,舷號407,艇名定為“長征7號”。2號艇在2008年服役,舷號408,艇名“長征8號”。第二批改進的093A型從2012年開始建造,是在093原型艇的設計上進行了修改,改善了動力系統和聲學性能,后續又建造093B型核潛艇。改進型093型核潛艇已經服役并參加2018年海上閱兵。該艇長度超過091型,水下速度達到30節,能水下發射多種反艦導彈。
095型:中國正在開發第三代095型攻擊核潛艇。2022年外媒發布衛星照片,在中國東北地區某造船廠發現新型核潛艇,推測該型潛艇可能裝備泵噴推進器和垂發導彈,但不能確定該型潛艇是093型還是新的095型核潛艇。
彈道導彈核潛艇
092型:該型潛艇是中國第一種彈道導彈核潛艇,在1970年9月開工建造,主要解決有無得問題。首艘092型核潛艇在1981年4月下水。1988年9月27日,中國彈道導彈核潛艇水下發射運載火箭取得圓滿成功,成為世界上第五個擁有水下發射戰略導彈能力的國家。一般認為該型艇建造數量為1-3艘。
094型:首艇于1999年開始建造,2004年7月完工,2009年服役2艘并完成極限深潛、水下高速、深海發射戰雷等試驗與考核,至2018年,約有6艘服役(其中包括改進型的094A型),舷號分別為409,410,411,412,413和414。有兩艘094A型戰略核潛艇參加了2018年海上閱兵。094型戰略核潛艇,相比于上一代092型,無論在隱蔽性、傳感器還是推進系統可靠程度方面都有較大提高。094型裝備有世界上先進的第四代新型核反應堆,能達到艇堆同壽的水平,服役期間不需要更換新的核燃料,水下最高航速可達到45節。094型潛艇設有12個導彈發射筒,裝備12枚巨浪-2型潛射導彈。
096型:中國正在開發第三代096型彈道導彈核潛艇。2017年有印度媒體根據衛星照片分析推測稱中國在同時建造6艘096級戰略核潛艇,軍事專家尹卓表示,印度的推測不合理。同時建造6艘核潛艇,需要大量軍費投入。而且同時開建的核潛艇服役,也意味著同時退役,會對部隊戰斗力產生很大影響。同時建造多型戰略核潛艇的模式不科學。
法國
彈道導彈核潛艇
“凱旋”級(4艘)1982年法國著手研制“可畏”級的后繼艇——第二代戰略核潛艇“凱旋”級。該艇于1987年開始建造,長135米,寬12.5米,水下排水量14335噸,可攜帶16枚M45型潛射導彈。從2010年開始M45型導彈被更先進的M51潛射洲際彈道導彈代替,其射程可達8000公里。M51導彈包括兩個型號:M51.1和M51.2。M51.1已于2010年開始部署,可攜帶4~6枚當量為15萬噸三硝基甲苯當量的TN-75核彈頭。M51.1攜帶6~10枚10萬噸TNT當量的TNO新型彈頭。2017年,4艘“凱旋”級核潛艇全部換裝M51導彈,M45導彈退出歷史舞臺。
攻擊型核潛艇
“紅寶石”級(5艘)1971年,法國在模仿美國“鰹魚”級和本國“阿戈斯塔”的基礎上,開發該國第一代攻擊型核潛艇——“紅寶石”級。首艇“紅寶石”號于1976年12月開工建造,長76.3米,寬7,6米,水下排水量2670噸,該級核潛艇采用CAS48型核動力裝置,反應堆熱功率達48兆瓦。從1976-1993年法國建造了6艘“紅寶石”級核潛艇,這也是世界上尺寸最小的現代化核潛艇。其最大特色就是使用了創新設計的一體化壓水堆,體積大幅度縮小,但缺陷是5年就要更換核燃料棒,導致該艇執勤時間比美俄核潛艇要遜色。2019年首艘“紅寶石”級核潛艇——“藍寶石”號退役。2020年,法國“紅寶石”級核潛艇“珍珠”號由于火災導致潛艇前半段出現無法修復的結構性損傷。2021年法國將“珍珠”號的未受損的后半段和已經退役的“藍寶石”號前半段拼接在一起。新潛艇仍被命名“珍珠”號。
“絮弗倫”級1998年,法國開始設計用于替換“紅寶石”級攻擊核潛艇,將其命名為“梭魚”計劃。“北梭魚”計劃不但有核潛艇的設計,也有常規潛艇的設計。2007年12月,法國開始建造“梭魚”計劃的首艘核潛艇。法國軍方用海軍名將“絮弗倫”對其命名,因此該級核潛艇也被稱為“絮弗倫”級。該艇長99米,寬8.8米,水下排水量5100噸,采用了泵噴推進器,噪聲顯著降低。該艇使用和“凱旋”級彈道導彈核潛艇以及戴高樂號核動力航母相同的K-15反應堆,尺度相對較小(水面排水量4100噸),裝備4具魚雷發射管,彈藥基數18件,其中包括SCALP對地攻擊巡航導彈;換料時間比“紅寶石”級大大延長,而且采用了民用核安全標準,安全性顯著增加。2022年6月首艘“絮弗倫”攻擊型核潛艇“絮弗倫”號開始服役。法國計劃建造6艘“絮弗倫”級核潛艇。
英國
彈道導彈核潛艇
“前衛”級(4艘)1983年3月英國和美國簽署協議,從美國購買“UGM-96A彈道導彈II”潛射洲際彈道導彈。1986年9月,英國皇家海軍決定設計與“三叉戟-II”配套的“前衛”級彈道導彈核潛艇。首艘“前衛”號于1986年9月開工,該艇長149.4米,寬12.8米,水下排水量15850噸,可攜帶16枚“三叉戟-II”潛射洲際彈道導彈。該型艇總共建造4艘,目前全部在役,滿足英國的最低核威懾的要求。2009年2月,英國的“前衛”號戰略核潛艇和法國的“凱旋”號彈道導彈核潛艇在大西洋水下相撞。
攻擊型核潛艇
“特拉法爾加”級(2艘)1977年9月,英國皇家海軍發出了建造“特拉法爾加”級攻擊型核潛艇的訂單。1979年4月,英國開始建造首艘“特拉法爾加”級核潛艇,該艇長89.4米,寬9.8米,水下排水量5208噸。該級艇總共建造了7艘。該型艇最大的特點就是首次在世界上采用了泵噴推進器,隨后美國英國法國的西方核潛艇紛紛效仿,取代了7葉大斜側螺旋槳推進。2017年英國還有4艘“特拉法爾加”級攻擊型核潛艇在役。2022年英國只剩下2艘“特拉法爾加”級攻擊型核潛艇保持服役。
“機敏”級(3艘)1997年3月英國開始設計“機敏”級攻擊型核潛艇。1999年11月首艘“機敏”號開工,該艇長97米,寬11.3米,水下排水量7800噸。首艘“機敏”號原定2005年服役,但是由于英國制造商遭遇設計、工程和管理問題,導致該艇直到2007年才下水。首艘“機敏”號早2010年服役,但是在服役后就出現擱淺事故。第二艘“伏擊”號2013年服役,但缺陷太多只能用于訓練,而且在2016年發生和商船相撞事故。“機巧”號在2016年服役。
印度
租借蘇聯和俄羅斯潛艇:印度在1978年啟動核潛艇研發項目,但在10多年的時間內沒有任何成功,潛艇用核反應堆也造不出來。為此印度求助于蘇聯。1987年,蘇聯同意向印度出租1艘“查理-1”級巡航導彈核潛艇,并更名為“查庫拉”號。印度試圖通過該艇來仿制研制國產核潛艇。但無法突破潛艇用核反應堆的小型化技術,整個核潛艇項目被迫在1998年停止。最后還是通過重金吸引俄羅斯,在俄方幫助下,印度在2004年正式宣稱已經能制造55兆瓦的小型壓水堆。
2004年10月,印俄兩國達成協議:俄將把現役的兩艘 “971型攻擊核潛艇”級攻擊型核潛艇租賃給印度海軍使用10年。其中一艘更名為“查克拉”號,于2012年入列印度海軍。該艇在2020年發生高壓氣罐爆炸事故,導致艇體受損,最后提前歸還俄羅斯。俄正在對另一艘“阿庫拉”級核潛艇進行現代化改造,準備租給印度。
“殲敵者”級(3艘)該艇是一種戰略核潛艇,在1998年就開始建造,直到2009年7月才下水。該艇長111米,寬11米,排水量約6000噸,擁有4個垂直導彈發射管。“殲敵者”號服役后,長期作為K-15和K-4潛射導彈的試驗艇。2015年11月,射程700公里的K-15在“殲敵者”號上成功發射。2016年3月,“殲敵者”號成功發射射程3500公里的K-4潛射彈道導彈。2017 年,“殲敵者”級彈道導彈核潛艇第2艘“阿里德哈曼”號下水,但由于新冠疫情一直沒有服役。2022年1月,印度第三艘“殲敵者”級戰略核潛艇下水,據稱該艇長度增大到131米。
核潛艇關鍵技術
核潛艇關鍵技術包括艇體結構優化技術、核動力技術、電子設備技術、水下武器技術。結構總體優化是全艇性能先進的基礎條件,包括艇體外形設計、艇殼結構、艇體材料、推進裝置等,其目標是通過采用創新的結構設計和優良的材料,在滿足核潛艇水下高航速、大潛深的同時,降低噪聲提升隱蔽性。此外還包括改進制造工藝、縮短建造周期和降低造價。
核潛艇的核反應堆通過堆芯核燃料的裂變反應產生高熱,加熱第一回路的高壓水,經過蒸汽發生器把第二回路的水加熱成蒸汽,進而推動蒸汽輪機運轉,通過傳動裝置帶動推進裝置推動潛艇前進。這種包括一回路、蒸汽發生器、二回路系統,汽輪機組的核反應堆就是壓水堆。核動力技術是提高壓水核反應堆的功率密度,減小核反應堆的體積、重量,提高潛艇的隱身性、機動性和經濟可承受性。例如美國為“俄亥俄州”級彈道導彈核潛艇研制的S8G反應堆就應用了自然循環技術,大大降低了噪音水平,但是壽命為20年左右。而“弗吉尼亞”級核潛艇使用的S9G核反應堆,不但使用自然循環堆芯冷卻技術,而且還提高了能量密度,壽命預期達到33年,超過了“弗吉尼亞”級潛艇的壽命。
電子設備技術就是核潛艇融合探測和通信系統的水下綜合作戰系統,其主要包括聲納技術、超長波通信技術、導航定位技術和C3I信息技術。例如美軍第三批“弗吉尼亞”級核潛艇開始將球形陣聲吶與噪聲測向聲吶功能綜合,采用水背襯的U型大孔徑艇首共形陣,利用深海聲道最大探測距離可達35海里。而除了ELF(極低頻)和VLF(甚低頻)這些超長波通訊外,核潛艇還可能應用激光通訊和量子通訊技術。
水下武器技術就是核潛艇使用的各種武器以及水下發射技術,包括潛射導彈、魚雷、火箭助飛魚雷、反艦導彈、巡航導彈等。潛射彈道導彈主要是發展水下變深度發射和多發齊射技術,而潛射巡航導彈則主要發展通用型大桶多彈垂直發射技術。
核潛艇除了上述的研發技術,退役后還涉及到涉核材料的處理技術。其中最復雜的就是核燃料和反應堆艙的處理。鈾棒燃料組件目前主要是用水池存放。反應堆艙的處理,主要是無人區淺層地表掩埋。
重大事故
據統計全世界各國核潛艇先后發生了較為嚴重的核潛艇事故300余起,其中碰撞事故次數最多,約占所有事故的47%;其次是核反應堆事故,占到15%;而最嚴重的沉沒事故約占6%。
相撞事故
美國從1992到2016年就發生核潛艇相撞事故18次。77%是“洛杉磯”級核潛艇。近年來著名的核潛艇相撞事故還包括:2009年2月,英國的“前衛”號戰略核潛艇和法國的“凱旋”號彈道導彈核潛艇在大西洋水下相撞。2021年10月2日,美國海狼級攻擊核潛艇“康涅狄格”號在南海與一座未知海底山脈相撞。
由于核潛艇水下發生碰撞事故分三種:第一種是潛艇與潛艇碰撞, 第二種是潛艇與水面艦船碰撞,第三種是潛艇與水中障礙物發生碰撞。當核潛艇深度小于50米時,一般發生第二種碰撞事故,而在50米以下多發生第一和第三種碰撞事故。核潛艇在大深度發生和其他潛艇和水下障礙物相撞,主要原因包括海圖信息更新不及時、水下隱蔽作戰需要導致無法獲取外界信息、可活動水下空間狹小、噸位大機動性差等。
核反應堆事故
1954年9月到2012年10月,美國共發生的151起核潛艇事故,其中核由反應堆事故共12起,其中2起發生于S2G 液態鈉冷反應堆,約占事故總數的8%。發生事故的反應堆均是S5W及以前的堆型。從1960年10月到2011年12月,蘇聯包括俄羅斯共發生的119起核潛艇事故中,核反應堆事故共28起,約占事故總數的23.5%。數量和比例都超過美國。蘇聯潛艇反應堆系統事故絕大部分發生于其第一代VM-A核第二代VM-4核反應堆上。這主要是因為蘇聯在20世紀50-60年代在核潛艇反應堆的研制和生產過程中過于追求速度而忽略安全及質量。英國和法國核潛艇數量較少。英國從1962年4月到2011年5月發生的43起核潛艇事故中,核反應堆事故共7起,約占事故總數的16.3%。而法國所知的核潛艇反應堆事故僅有1起,發生在1994年,事故艇為“紅寶石”級“綠寶石”號。
沉沒事故
未來發展
美國
2010年美國提出用12艘SSBN(X)戰略核潛艇取代現役的14艘“俄亥俄”級,其詳細設計從2015年開始,首艇采購在2019年開始。該級艇長171米,寬13米,水下排水量20810噸,搭載4個通用導彈艙,最大可容納16枚潛射導彈。該級艇設計結合了俄亥俄級與弗吉尼亞級核潛艇的先進技術,并在動力推進技術、靜音降噪技術、航空武器系統等方面都將有極大改進,還可發射高超音速武器、無人機,更好滿足美國“大國競爭”下的戰略核威懾需求。2022年6月,美國海軍首艘“哥倫比亞”級戰略核潛艇“哥倫比亞”號在通用動力電船公司開工建造。
2022年8月美國國會公布報告稱,美國海軍希望在2030 年代中期開始采購一種新型核動力攻擊潛艇,該潛艇目前被稱之為SSN(X)攻擊型核潛艇。該級艇將于2024 年開始設計,未來將取代弗吉尼亞級核潛艇。美國海軍尚未公布新一代攻擊型核潛艇SSN(X)的具體性能和參數,但外界猜測SSN(X)核潛艇的艇寬為12到13米左右,水下排水量則接近或超過1萬噸。該艇將成為美軍網絡中心戰的關鍵環節,具備強大的控制水下無人平臺的能力,能與有人潛艇、無人潛航器進行高速信息共享,讓水下、水面、空中作戰單位隨時聯動互通,比現在的弗吉尼亞級潛艇速度更快、隱身性更好,搭載62枚武器和更多樣化的負載,尤其是無人水下潛航器和無人機。
俄羅斯
2013年,俄海軍司令首次透露將研制第五代“哈士奇”級第五代攻擊型核潛艇。2016年俄羅斯軍方與“孔雀石”設計局簽署了研發第五代潛艇的合同。目前該型潛艇的概念設計和外觀基本確定,2020年后將轉入施工圖設計。2019年12月,“哈士奇”級又變為“萊卡”級,并向俄總統弗拉基米爾·普京展示了模型。該艇水下排水量預計為11340噸,能攜帶高超音速反艦導彈。
英國
2005年英國正式啟動新一代“無畏”級戰略核潛艇研發工作,當時稱為“繼承者”級。該艇以“機敏”級為基礎,彈道導彈數量降為12枚。該級艇已經在2016年開始建造,預計2028年服役,總共建造4艘。據推測該艇長153.6米,水下排水量17200噸。該艇將裝備更安全的核反應堆。
法國
2011年法國“第三代彈道導彈核潛艇”項目啟動。2021年2月19日,法國國防部長宣布正式啟動“第三代彈道導彈核潛艇”項目,即SNLE-3G計劃,將建造4艘替代“凱旋”級。預計該艇長150米,水下排水量15000噸,可攜帶16枚新的M-51.3潛射導彈。
未來可能擁有核潛艇國家
澳大利亞
2021年9月15日,美國、英國和澳大利亞宣布建立新的三邊安全伙伴關系(AUKUS),美英兩國將支持澳大利亞海軍建立核潛艇部隊。三方將在未來18個月就此展開磋商。澳大利亞總理斯科特·莫里森稱澳大利亞“不會尋求擁有核武器或建立民用核能力”。拜登和約翰遜承諾兩國將嚴格履行核不擴散義務。美方高級官員表示,新建立的三邊安全伙伴關系不針對任何國家。2023年3月14日,澳大利亞國防部發表聲明稱,美國、英國和澳大利亞就核潛艇項目已經達成一致。從 2027 年開始,美國和英國還將在西澳大利亞的珀斯部署少量核潛艇。澳大利亞將從2030年向美國購買3艘“弗吉尼亞”級核潛艇,并可能增購2艘。隨后英國將和澳大利亞合作設計建造1種全新的SSN-AUKUS型核潛艇。
巴西
巴西研制核潛艇的計劃可以追溯到1979年,雖然進展不順利,但歷屆巴西政府都認為這具有重大的戰略意義。1984年巴西海軍部長稱該國將在1991或1992年擁有核潛艇。2008年12月,巴西和法國簽訂了86億歐元的訂單。法國將幫助巴西組裝 4 艘常規潛艇及一艘核動力潛艇,這將是南美國家第一艘核潛艇。2022年,該協議中的首艘常規潛艇“里亞舒埃盧”服役,報道稱2034年巴西將擁有核潛艇。
韓國
韓國早在上世紀50年代就謀求擁有核武器。媒體曝光2003年韓國國防部就開始籌備獨立建造核潛艇的工作。計劃在2007年開始建造數艘排水量4000噸的核潛艇,并于2012年開始服役。而潛艇用核反應堆技術是最大的瓶頸。2007年有報道稱韓國認為常規動力就可以滿足4000噸大型潛艇的需要,未來的計劃改為建造6000噸級核潛艇。2020年8月韓國軍方公布2021-2025年國防計劃,其中暗示該國有可能建造3艘4000噸級核潛艇。2021年的韓國民調顯示,75.2%的受訪者支持引進核潛艇。
參考資料 >
Nuclear Submarines and Aircraft Carriers.美國國家環境保護局.2023-03-26
Nautilus (SSN-571).history.navy.mil.2023-03-26
SSBN-598 George Washington-Class FBM Submarines.fas.org.2023-03-26
印度第二艘國產核潛艇正式列裝,聲稱可建立“戰略平衡”.鳳凰網.2026-01-25
美英澳宣布核潛艇合作計劃:分階段向澳大利亞提供核潛艇.澎湃新聞.2023-03-27
Seawolf II (SSN-575).history.navy.mil.2023-03-26
觀察|“鋼鐵巨獸”落幕!“臺風”級退役對俄核戰力影響大嗎.澎湃新聞.2023-02-17
俄軍核潛艇戰力升級!裝備新型口徑巡航導彈.環球網.2023-03-08
俄羅斯將重新啟用“塞拉”I級攻擊潛艇(圖).環球網.2023-02-17
英國海軍實力提升限于紙面.中國軍網.2023-02-19
“臺風”級核潛艇退役對俄核戰力影響有多大.新華網.2023-03-08
俄“阿庫拉”核潛艇退役尚遠 明年完成首艇現代化改造.新華網.2023-02-17
亞森-M級核潛艇:“俄式猛鯨”撼動大洋.中國軍網.2023-03-09
俄又一北風之神級戰略核潛艇下水,未來將在俄太平洋艦隊服役.澎湃新聞.2023-02-17
美國“弗吉尼亞”級核潛艇發展及改進.中國核技術網.2023-02-14
英國海軍所有攻擊型核潛艇被曝“全部趴窩”.新華網.2023-02-19
法國第一艘“梭魚”級攻擊型核潛艇將開始服役.中青在線.2023-02-18
092型導彈核潛艇.人民英雄網.2025-07-17
Attack Submarines - SSN.navysite.de.2023-03-26
Attack Submarines.美國海軍網站.2023-03-26
淺談沸水堆與壓水堆.中國科學院.2023-03-26
Submarine Propulsion.americanhistory.si.edu.2023-03-26
美“康涅狄格號”核潛艇在南海撞上了什么?美軍公布調查結果,宣稱系一未知海底山脈.環球國際.2023-02-19
“別爾哥羅德”號核潛艇入列俄羅斯海軍.新華網.2023-03-09
我國核潛艇首任總設計師彭士祿:一生只做兩件事.科技日報.2023-02-22
· 彭士祿:為了核事業奮斗一生.人民日報.2023-02-22
· 中國核動力事業的拓荒牛.人民日報.2023-02-22
春暉萬里映海疆.中國青年報.2023-05-01
中國海軍“長子”的成長之路——人民海軍各型潛艇的發展.上觀新聞.2023-05-01
中國首艘核潛艇退出現役 進駐海軍博物館.中新網.2023-02-22
我國首艘核潛艇今起在海軍博物館對公眾開放.上觀.2023-02-20
外媒炒作中國新核潛艇:或裝備泵噴推進器和垂發導彈.觀察者網.2023-05-01
專家:“中國同時建造6艘096級核潛艇”言論不靠譜.人民網.2023-05-01
法國“核重建”|進擊的M51潛射導彈,可威懾全球目標.澎湃新聞.2023-03-09
法國“藍寶石”號核潛艇即將退役.搜狐.2023-03-09
法國把兩艘舊核潛艇“對半切” 將拼成新艇繼續服役.環球國際.2023-03-09
Barracuda Program: The start-up of the Suffren nuclear reactor.naval-group.com.2023-03-26
Submarines.naval-group.com.2023-03-26
Cherbourg : le premier sous-marin nucléaire Barracuda sera lancé le 12 juillet.actu.fr.2023-03-26
French Navy’s 1st Suffren-class Nuclear Powered Submarine Enters Service.navalnews.com.2023-03-26
英法核潛艇相撞事件凸顯核潛艇戰略價值——中新網.中國新聞網.2023-02-19
租期未到印度卻提前歸還俄核潛艇 原來是發生了爆炸.新華網.2023-02-17
印度第三艘“殲敵者”核潛艇服役.大公網.2023-02-19
S8G.globalsecurity.org.2023-03-25
S9G.globalsecurity.org.2023-03-25
Deep secret – secure submarine communication on a quantum level.naval-technology.com.2023-03-25
隱形王者?美新一代戰略核潛艇開始鋪設龍骨.新華網.2023-02-15
淺析美國新一代攻擊型核潛艇SSN(X).光明網.2023-02-15
俄羅斯下一代核動力潛艇“赫斯基”.中國核技術網.2023-02-18
美英澳建立三邊安全機制 將為澳海軍打造核潛艇.新華網.2023-03-26
外媒:巴西與法國合作建造的首艘潛艇啟用.參考消息官方網站.2023-02-19
韓國:航母“擱淺”,核潛艇提速.青年參考.2023-02-19