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弗吉尼亞級核動力攻擊潛艇弗吉尼亞級攻擊核潛艇(英文:Virginia-class submarine)[1] ,是美國海軍隸下的一型核動力快速攻擊潛艇(Nuclear-powered fast attack submarines),從美國攻擊型核潛艇發展時間和級別來看,它是第七代攻擊核潛艇;但從發展研製的技術特徵和用途來看,它屬於第四代攻擊核潛艇。
弗吉尼亞級攻擊核潛艇是冷戰結束後,美國以多功能和多用途為主要任務研製的一級攻擊型核潛艇,主要用以替換大量在役的洛杉磯級攻擊核潛艇,逐漸成為21世紀近海作戰的主要力量,同時也保留了遠洋反潛能力。
弗吉尼亞級攻擊核潛艇計劃建造30艘,首艇於1998年開工建造,2004年正式服役,截至2018年SSN789印第安納號服役,已經服役了16艘。 [2]
技術特點
設計特點
作戰任務
弗吉尼亞級攻擊核潛艇主要在大西洋和太平洋地區活動,與主要用於在深海大洋等待與敵方戰艦決鬥的「前輩」們相比,採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,這包括執行攻擊式/防禦式布雷、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、使用新型BGM-109巡航導彈精確打擊陸上目標的能力等。[3]
模塊設計
弗吉尼亞級的內部設計比較獨特,它採用了計算機技術支持的功能模塊化設計,包括潛艇艏端的聲吶系統、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等,各分艙可按照具有不同功能的艙段模塊分別獨立建造。例如,在標準型弗吉尼亞級核潛艇的魚雷艙段中,魚雷發射管的後面是備用魚雷台架,如果對這一部分的艙段模塊稍做改動,即可在備用魚雷台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,這樣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台圍殼為裝有非穿透型潛望鏡、8根天線和桅杆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,可適當改變指揮台圍殼內的天線和桅杆接口內容,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。此外由於採用了這種模塊化設計,弗吉尼亞級推進設備使用的動力電纜和閥門、斷路器和泵等,其數量僅分別為洛杉磯級的50%、40%和30%左右。
弗吉尼亞級由於採用了開放式結構設計和成熟商業技術概念,實現了艇上各種系統的即插即用,聲吶系統是最早使用這項技術的,而其他電子武備系統也基本上實現了這個功能。這樣隨着時代和技術的發展,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,對艇上的重要設備及時地裝設最新的功能模塊,而且是即插即用,使弗吉尼亞級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。從而使該級潛艇最大程度地發揮出它所具有的潛能,並且永遠保持與時代高新技術處於同步狀態的先進性能。 [4] 弗吉尼亞級早在處於方案論證階段時,美國海軍便已經在考慮利用模塊化技術把弗吉尼亞級核潛艇迅速改為彈道導彈核潛艇的可行性。從弗吉尼亞級核潛艇的技術特點來看,利用功能性艙段模塊完全可以做到這一點。這樣在將來美國海軍俄亥俄級戰略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,增加功能艙段模塊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,採用這種方法不僅可以大量節約研製費用,而且還可縮短新型彈道導彈核潛艇的建造周期。
艇型結構
艇型
弗吉尼亞級攻擊核潛艇體採用高強度鋼建造,外型仍沿用了圓柱形水滴流線艇體,指揮台圍殼設在艇體前部,艇身較海狼級小,尺寸雖較類似洛杉磯級,但是由於沿用許多海狼級的研發成果,諸多外型特徵如具有圓弧狀彎角造型的指揮台圍殼、艇艏可伸縮水平舵、兩舷側各三個寬孔徑被動測距聲吶基陣、六片式尾翼以及艉部泵噴式推進器等,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。
艙室
弗吉尼亞級的內部布置與之前的海狼級和洛杉磯級基本一致,從艇艏至艇艉主要有艏部球形聲吶、導彈垂髮系統、前壓載水艙、武器艙和指揮控制艙、特種部隊裝備存儲艙(特設)、生活起居艙、反應堆艙、主機控制艙、主機艙和後壓載/平衡水艙。艇內裝飾和艇員適居性也比之前海狼級和洛杉磯級提升不少。
動力系統
弗吉尼亞級攻擊核潛艇裝備了一座S9G型壓水堆,它採用了價格更低而效率更高的蒸汽發生器,一次裝料可使用30-33年,與弗吉尼亞級本身的服役壽命相同,這意味着潛艇在全壽命周期內無需中途另行換裝核燃料 [5] 。
武器系統
基本配置
弗吉尼亞級攻擊核潛艇在艇艏球形聲吶的後方上裝備有12個巡航導彈垂直發射筒,可發射射程為2500千米的對陸攻擊型戰斧巡航導彈,能夠對陸地縱深目標實施打擊,未來弗吉尼亞級將會加裝正在研發中的先進對地攻擊導彈(ALAM)。另外在指揮台圍殼前端艇身兩側,導彈垂直發射筒的後部區域還裝備了4具533毫米魚雷發射管(一說660毫米魚雷發射管),與海狼級相同,魚雷發射管也具有(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。可以發射MK48型魚雷(ADCAP Mod5/6/7型線導魚雷)、魚叉反艦導彈以及布放Mk67/Mk60捕食者水雷/其他新型水雷,其中MK48型魚雷戰鬥部重量267千克,作戰深度900米,可以主被動制導,射程38千米-50千米,速度40節-55節。[6]
特種設備
弗吉尼亞級還可以發射、回收自主式水下航行器(AUV),通過魚雷發射管操作。這種航行器上裝備有聲學和非聲學傳感器、無線電頻率和視頻信號傳感器、目標識別和分類裝置等,它可以在遠離潛艇主體的海域完成警戒、偵察以及反潛戰等方面的任務,大幅度地增強弗吉尼亞級的水下探測和偵察能力。此外,從弗吉尼亞級的533毫米魚雷發射管還能發射可以遙控的偵查用無人機。無人機可以完成對陸地目標的偵察,並把偵察結果實時傳輸給弗吉尼亞級核潛艇,保證其能夠對陸上目標實施精確打擊。沒搜弗吉尼亞級可攜帶包括魚雷、導彈以及水下無人航行器在內的各種武器總量為38件。
弗吉尼亞級為了支持特種作戰任務,專門裝設了一個可以放出和回收的特種人員運載器(先進海豹運輸艇ASDS)以及與其對接的艇上接口,特種人員運載器可容納6-10名特種作戰人員和為執行特種任務所需要的各種裝備,他們可以同時離艇執行任務,而在此之前,美核潛艇上的設閘室每次只能派出2名特戰人員,這2人必須在低溫海水環境下等待其他人員陸續離艇會合,這不僅威脅特戰人員健康,也可能暴露目標。在把特種人員運載器在水下秘密遣送出去之後,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,完成上述任務之後,特種作戰人員可以利用運載器隱蔽地返回潛艇。
另外,由於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,使其不必使用專業水雷反制艦艇就能在第一時間內迅速排除此一障礙,因此弗吉尼亞級2004年起將配備波音公司開發的新型「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,可由艇上的魚雷管施放與回收,該裝置也將裝備於美國海軍其他各型攻擊潛艇上。
水聲系統
弗吉尼亞級攻擊核潛艇由於設計較晚,採用了比海狼級更先進的科技與裝備。弗吉尼亞級裝備有最新的AN/BQQ-10型整合式聲吶系統,包括艏部球形主/被動BQQ-10型綜合聲吶、兩舷側各三個BQG-5A型(WAA型)寬孔徑被動測距聲吶、裝備在指揮台圍殼前部和艏部下方的CHIN型高頻主動聲吶、TB16型和洛克希德馬丁公司製造的TB29(A)型拖曳聲吶各一具、以及WLY-1型偵查聲吶。其中,CHIN型高頻主動聲吶主要用於探測水下雷場和獵雷,同時還具有很強的繪製海底地形圖的能力,大幅加強了潛艇近岸操作與反水雷能力,聲吶操作人員也能及時發現潛艇在水下航行過程中是否偏離航線,對於糾正航行偏差可以發揮很大作用。此外,當前往淺水海域執行任務或在不熟悉的海域部署特種作戰人員時,利用這套聲吶的繪圖能力,可以探測到水下可能存在的各種危險因素,減少潛艇及特種作戰人員面臨的風險,這是以往美國潛艇所不具備的。 [7]
艇電系統
桅杆
弗吉尼亞級指揮台上的桅杆系統包括內含GPS的電子桅杆、可自衛星高速傳送對地武器所需目標數據的高數據交換率桅杆、無線電收發桅杆以及2根可調整任務的AN/BVS-1型光電搜索/攻擊潛望鏡桅杆組等。這其中一個重大進步是無需穿透潛艇耐壓艇體的AN/BVS-1型光電桅杆,為總體布置提供了很大的自由度,AN/BVS-1型潛望鏡部分由著名的美國潛望鏡公司柯爾摩(Kollmorge)研發,整合有低光度電視攝影機(low light TV,LLTV)、光學攝像機、紅外線攝像機與激光測距儀,不僅功能遠比傳統光學潛望鏡強大,其攝像機自動記錄數字化的影像數據後,直接利用光纖傳感器將清晰的圖像傳至控制中心的大屏幕顯示器上,取代了老式傳統潛望鏡,也就不再需要其底下的目視鏡,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。AN/BVS-1型的桅杆部分為柯爾摩公司與其意大利次承包商Calzoni合作生產的通用模塊化桅杆群(UnⅣersal Modular Mast)。
指揮
弗吉尼亞級的各種艇載電子設備採用了最先進的C4ISR(即指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵查,C3I系統升級版)自動化指揮系統,由洛克希德·馬丁公司海洋電子部與NE&SS水下系統公司主導研發,指揮艙內有許多大型先進平面顯示器以及大型開放配置圖,採用先進的觸摸式操控作為主要操作接口,可以提供給指揮官充分的信息並幫助其判斷與決策,同時採用了數字化的航行操控系統,舵手通過類似電動玩具的雙杆或四按鈕遊戲杆系統來控制潛艇的航行運動,由於實現了計算機自動控制,操艇部位僅有2個舵手,比之前的海狼級和洛杉磯級減少了2人。計算機控制技術可對水下深度和運動加速度的變化作出連續跟蹤判斷,並做出自動補償,使水下高速航行變得十分平穩,潛艇不僅可以快速完成各種旋迴運動,還能迅速改變在水下的深度,並可以長時間的保持在一定深度上。此外,按動一下轉換按鈕,可立即把自動操艇模式改換成手動,而一旦自動模式發生故障,可自動轉換為手動模式。弗吉尼亞級還使用了Eavesdropper型收發系統,該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,因此弗吉尼亞級具有電子訊號及情報收集能力 [2] [12] [15] [4] 。
戰鬥
弗吉尼亞級使用了雷聲公司(Raytheon)新開發的AN/BSY-3型戰鬥系統,該戰鬥系統具有很高的整合度(整合艇上所有偵測、通訊與作戰裝備),大大提高了作戰效率並節省了人力,該系統的架構與CCS MK-2型類似,採用開放式系統(Open System Architecture,OSA),大量使用民用組件,並使用本身就有數據處理能力的Q-70彩色顯示控制台。由於技術先進,再加上美國海軍之前有運用BSY-2型的開發和使用經驗,AN/BSY-3型戰鬥系統的數據處理能力據說可以達到BSY-2型的七倍,但成本卻只有BSY-2型的1/6。
弗吉尼亞級的電子對抗措施主要是裝備了可重新裝填的誘餌及反魚雷誘餌發射裝置,其中誘餌發射裝置艇外14部,艇內1部;與海狼級相同的AN/WLY-1水下警告/反制系統、AN/BLQ-10型雷達天線及無線電通信偵查分析裝置,此外,還裝備了I/J波段的海面搜索雷達 。
隱身技術
弗吉尼亞級攻擊核潛艇的武器荷載量、航速以及潛航深度都不如海狼級,但是靜音能力繼承了海狼級的超高水平。首先該級核潛艇的主機艙採用浮筏式減震的整體模塊設計,大幅度降低了艇上噪音;其次該級艇擁有各項與海狼級相同的最新的靜音技術,例如精心設計的輪機/管路設置、艇體外部據說採用的聚氨酯整體澆築式消聲瓦、降低水流噪聲的艇體外型設計、主機的彈性減震基座以及新型泵噴式推進器等;全艇各處總共設有600個噪音/震動偵測器(海狼級只有26個),隨時監控艇上各處的震動情況,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,本級艇也使用了消磁技術 早在2001年,美國海軍曾公開改進型弗吉尼亞級的設計細節,其中最引人注目的是採用類似俄羅斯705型攻擊核潛艇和971型攻擊核潛艇的「先進指揮台圍殼」,不僅可以提高潛艇在淺海的隱身性,而且可以增大圍殼內空間、安裝更多的探測設備。 [8]
服役動態
2009年7月和9月,夏威夷號和德克薩斯號先後進駐珍珠港。太平洋艦隊發言人斯科特·古萊克上校透露:「珍珠港將成為弗吉尼亞級核潛艇的主要基地,大約有2/3的該級潛艇會駐紮在這裡」。美國海軍計劃訂購30艘弗吉尼亞級潛艇,這意味着有20艘會部署在夏威夷地區。 [9]
2015年8月1日,約翰·沃納號潛艇在弗吉尼亞州的諾福克海軍基地進行試航。
2018年,SSN-780「密蘇里」號移防夏威夷珍珠港基地。
總體評價
弗吉尼亞級攻擊核潛艇是一種先進的安靜型多用途攻擊型核潛艇,裝有巡航導彈和魚雷,適於深海反潛戰和近海作戰。該級艇的重大創新是使用兩根外置式的光電桅杆替換了使用近百年的光學潛望鏡,這在潛望鏡發展史上,是一次革命性的變革。
弗吉尼亞級攻擊核潛艇的戰術目標是同時主宰近海和深水兩大區域,能夠完成反潛、反水面艦、打擊、特種部隊作戰、情報、監視和偵察、非常規戰爭、水雷戰、搜集情報以及派遣/回收特種作戰人員等多項任務。因此與生俱來的隱身性、自持力、火力以及傳感器組件使得弗吉尼亞級能夠完成六項海上戰略核心能力中的五項:即制海權、力量投射、前沿部署、海上安保以及威懾。它獨特的模塊化功能設計使它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台。客觀地說,21世紀美國海軍水下戰場的主力非弗吉尼亞級莫屬,這也正是該級核潛艇處於設計階段的時候便引起各國海軍格外矚目的原因。[10]
視頻
參考文獻
- ↑ 12月5日譯名發布:Virginia-class submarine .參考消息網,引用日期2019-12-05
- ↑ DEPARTMENT OF DEFENSE VIDEOS .美國國防部,引用日期2017-07-07
- ↑ 美軍第12艘弗吉尼亞級核潛艇下水 .騰訊網,引用日期2017-06-21
- ↑ 美國"弗吉尼亞"級核潛艇內部生活探秘(圖) .網易,引用日期2017-07-07
- ↑ 「弗吉尼亞」級 .環球網,引用日期2017-07-06
- ↑ [趙依娜,李寧編譯.NSSN—美國新型功擊型核潛艇 [J].當代海軍,2000,(1):11-12]
- ↑ [薛煥松.美海軍弗吉尼亞級攻擊核潛艇 [J].艦船天地,2004,(10):49-53]
- ↑ 美國"弗吉尼亞"級核潛艇內部生活探秘(圖) .網易,引用日期2017-07-07
- ↑ 「弗吉尼亞」級 .環球網,引用日期2017-07-06
- ↑ 美國海軍接收第12艘弗吉尼亞級核潛艇 .騰訊網,引用日期2017-07-06