“弗吉尼亚级”攻击型核潜艇,强大的水下“捕猎手”

栏目:未来教育  时间:2023-03-24
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  航行中的弗吉尼亚级攻击型核潜艇

  弗吉尼亚级是隶属于美国海军的主力攻击型核潜艇之一,该级攻击型核潜艇一共生产了48艘,于2014年正式下水服役。弗吉尼亚级可以担负起对陆攻击、反潜作战、情报搜集和侦察、攻击水面舰船、输送特种作战人员、布雷和支援航母战斗群等多种战斗任务。

  发展历程

  二战结束后,美苏两大超级大国开始了半个多世纪的冷战期,一开始美国便大量的服役大型航空母舰作为应对苏联威胁的重要手段之一,与苏联展开长期的军事对峙。然而,没有办法制衡美国海军强大水面舰艇的苏联选择扩充潜艇部队来制衡美国海军的水面舰艇,而美国海军则动用了驱逐舰和核动力高速攻击型核潜艇(SSNs)护航航母编队作为回应。

  

  洛杉矶级潜艇

  然而,随着苏联从80年代初开始研制台风级潜艇和阿库拉级攻击潜艇,美国海军紧随其后开始研制8600吨级别的海狼级潜艇来对抗它们。海狼级的研制始于1983年,建造周期为10年,计划引进共计29艘,但由于预算问题该计划很快减少到 12 艘。

  最终,美国海军以打败苏联称霸世界海洋的雄心勃勃的计划起步,但只建造了三艘海狼级潜艇就结束了该计划。

  

  海狼号(SSN-21)的亮相,它是海狼级潜艇的主力舰,原计划取代洛杉矶级

  随着此前引进的洛杉矶级潜艇开始临近退役,海军仍需引进替代舰艇,因此美国海军转而研发比海狼级更小、建造成本更低的替代舰艇作为首要方案。美国海军决定将“海狼”的换代潜艇引进项目命名为“百夫长”,但过了一段时间改名为NSSN(New SSN,意为下一代攻击潜艇引进项目)。

  Centurion“百夫长” 项目的可行性研究于 1991 年 2 月开始,美国海军首次使用法国达索系统公司的 CATIA(计算机辅助三维交互应用程序)3D 计算机设计软件来设计舰船。被指定为“弗吉尼亚级”潜艇的 NSSN 项目决定以弗吉尼亚州的名字命名主力舰,而不是取消成为美国海军历史上第二昂贵潜艇的海狼级潜艇。一开始NSSN项目推进开发,为了降低引入价格,尽可能使用已经完成的潜艇原型。所以,弗吉尼亚级成功降低了单艘建造成本,造价降至18亿美元,明显低于海狼级近28亿美元的造价。美国海军通过美国和众议院的听证会宣布了从 2012 年开始每年将采购一艘弗吉尼亚级潜艇的计划,但美国国会研究服务处 (CRS) 和采购专家认为2012 年单艘采购价格可能会上涨。这样一来就很难及时满足攻击潜艇的数量。

  

  USS SSN-775 Texas“得克萨斯州 ”耐压船体完工后的视图

  随着业务的正式开展,纽波特纽斯造船公司和通用动力电船公司 (GDEB) 在 2001 年提交了一个 1/4 比例的弗吉尼亚级潜艇模型。当时美国有能力建造核动力潜艇的造船厂只有纽波特纽斯和通用动力两家,所以纽波特纽斯制造了船尾、生活区、机房、鱼雷舱和船首部分,而通用负责发动机室和控制室,但当每艘潜艇被订购时,两家公司将轮流负责反应堆、总装、测试、装饰和交付。两家船厂不顾成本增加,轮流建造潜艇,是为了在紧急情况下能够迅速交付采取的措施,也是为了验证让两家公司具备在紧急情况下应对的能力。

  

  在亨廷顿英格尔斯造船厂建造的明尼苏达号 (SSN-783)

  然而,由于在此期间建造弗吉尼亚级潜艇的成本上升,美国政府试图从2005年开始将价格尽可能控制在20亿美元以下,美国海军NSSN项目部作出了“2 for 4 in 12”的口号,这意味着到2012年将耗资40亿美元购买两艘潜艇。遗憾的是海军将单价降至20亿美元以下的计划失败了,2008 年 3 月美国海军宣布它只剩下 3000 万美元来实现其 20 亿美元的目标,还乐观地认为能够在 2012 年之前将成本降低到其期望的价格以下。

  

  弗吉尼亚级目前是美国海军攻击潜艇的旗舰,取代了LA级

  2008年12月美国海军与通用动力公司和诺斯罗普-格鲁曼公司(亨廷顿英格尔公司的母公司)签署了一份价值140亿美元购买8艘潜艇的合同,计划从2011年到2013年每年交付2艘潜艇。美国海军已经敲定了总共18艘舰艇的采购计划,美国国会也在2010年10月通过国防授权法案的同时批准了每年采购两艘潜艇的预算。

  

  Block IV目前正在建造中,总共计划建造66艘弗吉尼亚级舰艇

  在 2008 年 6 月新罕布什尔号的命名仪式上,美国海军进入 Block II 生产阶段,甚至比合同交付时间提前八个月交付给美国海军,节省了 5400 万美元。这是通过将I型块分为十个部分来简化过程的结果,而II型则分为四个部分。得益于此,弗吉尼亚级 Block II 能够将每艘船的生产价格降低约 3 亿美元,在总成本方面,不仅每艘节省 20 亿美元,而且具每年备额外生产两艘的能力。弗吉尼亚级潜艇的主力舰弗吉尼亚号(SSN-774)于2009年10月15日至2010年4月13日进行了为期六个月的初始部署,美国海军在宣布形成全面作战能力后进入全面量产阶段。

  弗吉尼亚级特征

  弗吉尼亚级核攻击潜艇是一艘旨在执行区域和公海任务的“战场主导”潜艇,性能与早期设计的海狼级潜艇相似,但具有性价比更高的特点。弗吉尼亚级潜艇拥有媲美海狼级的静音水平,但船体更小,航速、挂载武器、最大潜深、极地作业能力等均较差。但它不仅具备垂直发射管操作能力,侦察能力也有显著提升,最重要的是它还具备特战资产保障能力和近海作战能力,因此利用和作战范围远比海狼级更广。

  

  印第安纳号 (SSN-789) 控制室

  与现有的洛杉矶级潜艇不同,弗吉尼亚级潜艇采用模块化方式组装。现有的潜艇都是先完成所有的耐压壳,再装满船载设备,不仅建造时间长,而且建造方法本身也存在风险。弗吉尼亚级潜艇配备了最新的隐身设计技术以及信息收集系统和武器系统,因此它们的设计目标是可同时攻击水下潜艇和水面舰艇。

  弗吉尼亚级显著增强了沿岸作战能力,并且由于配备了采用光纤和计算机辅助导航的电传操纵舰船控制系统,因此在近海浅水域具有出色的处理能力。此外,由于弗吉尼亚级鱼雷舱的组成可以根据需要进行改变,可装载鱼雷还可以装载大型特种作战部队及其长期作战所必需的各种设备和物资。

  

  科罗拉多SSN-788) 上操作光子桅杆的水手

  弗吉尼亚级安装了两个光子桅杆,因此在潜望镜上安装了红外数码相机,并且由于取消了现有潜艇的圆柱形潜望镜,潜艇的控制室也安排在顶层以下一层,提供了很多更广阔的空间。指挥室还可以安装各种设备,大大提高了指挥官的状态势感知能力,两根AN/BVS-1光子桅杆安装在耐压壳外,配备高分辨率摄像机、亮度有所提高的红外传感器、激光测距仪(LRF)和电子支援措施(ESM)集成为一体。

  

  华盛顿号 (SSN-787) 的水手们在船内的过道空间聚集和交谈

  弗吉尼亚级潜艇已经重新设计了 Block III ,所有舰艇降低约 20% 的建造成本,船首是一个使用水滴型的大型开放式船首,而不是像现有潜艇那样安装使用空气的球形声纳(采用大孔径弓形(LAB)阵列不仅增加了购置成本和生命周期,而且还提高了被动探测能力)。配备了两个 87 英寸弗吉尼亚有效载荷管 (VPT),而不是现有的 12 个垂直发射系统 (VLS),每个系统可以发射 6 枚战斧导弹。

  此外,由于安装了VPT简化了施工方法,因此再次节省了购置成本,并且有空间运行比现有小型VLS发射管更大的设备或军备。VPT将从计划于2019年推出的block V型开始作为标准安装,并将添加到船体的中央部分。该空间最多安装七枚战斧导弹,配备 VPT 的潜艇计划接管俄亥俄级(俄亥俄级潜艇是一艘将依次退役的核动力巡航导弹潜艇 (SSGN))潜艇的任务。

  

  印第安纳 (SSN-789) 上水手餐厅的景色

  弗吉尼亚级指挥/控制/通信/信息(C3I)电子包采用模块化隔离甲板结构(MIDS)和开放式设计,在火控、导航、电子战和通信连接方面具有出色的性能,拥有性价比极佳的指挥控制结构。弗吉尼亚级声纳系统是美国海军现有潜艇中最先进的系统,其性能与海狼级相当。弗吉尼亚级潜艇具有瞄准、控制和发射 Mark 48 大功率鱼雷和水雷以及战斧巡航导弹的能力,其电子战支持包和作战控制系统也比其前辈有了很大改进。此外,为了安全起见采用了在船体外部装载和操作武器的方法。

  

  弗吉尼亚级武器舱一景,Mk 48重型鱼雷已准备就绪

  弗吉尼亚级非推进电子系统,船身集成了包括声纳显示和传感器、导航和战斗控制架构、数据显示、电子战支持系统、舰载团队训练设备和综合舰艇监视系统和潜艇区域作战系统。尤其是弗吉尼亚级,尽可能实现了舰内控制的自动化以减轻船员的工作量。

  

  USS Washington (SSN-787) 船内水手生活空间的视图

  弗吉尼亚级使用 BAE Systems “BAE系统公司”为皇家海军的 Swiftsure 级柴油潜艇开发的泵喷推进系统,而不是传统的桨叶推进系统。泵喷方式具有高密度推进力,由于是利用水压的推进方式,可以将螺旋桨破损时的问题降到最低,尤其是使用压缩水压适合安静的在水中机动,对于潜艇的隐身性能有巨大的作用。

  运营状态

  目前,美国海军拥有三种类型的潜艇:核推进弹道导弹潜艇(SSBN)、核推进巡航导弹和特种作战潜艇(SSGN)以及核推进攻击潜艇(SSN)。其中,弗吉尼亚级潜艇所属的SSN是一艘可以在和平时期执行各种任务的潜艇,在配备适当的装备和武器后,可以执行隐蔽的情报/侦察/监视(ISR)任务,输送特种作战部队和发射战斧巡航导弹。

  

  2014年,USS New Mexico(USS New Mexico,SSN-770)在参加ICEX 2014极地航行演习时漂浮在冰上

  80年代里根政府时期,美国海军将其海军力量目标定为600艘,其中100艘为核动力攻击潜艇。但整个80年代美国海军实际保有的核动力攻击潜艇数量约为90艘,1987年暂时保有98艘,保持了有史以来最大的攻击潜艇部队。美国海军在 2016 年 12 月设定新的军力目标时,目标是舰艇总数为 355 艘,其中 66 艘是核动力攻击潜艇。截至2018年,美国海军共有51艘核动力攻击潜艇,其中洛杉矶级31艘、海狼级3艘、弗吉尼亚级17艘在役。

  问题在于,如果算上目前计划退役的舰艇数量和即将引进的舰艇数量,它们远远低于美国海军从 2020 年年中开始设定的核动力攻击潜艇数量,到2028年缺口高达36%。美国海军计划在预计届时功率受限或减弱的情况下,对计划退役的五艘洛杉矶级潜艇进行核反应堆更换和延寿工作,并运行至2024年之后。

  

  USS Mississippi (SSN-782) 的船员在完成西太平洋的部署任务后返回夏威夷

  弗吉尼亚级是从一开始就启动的项目,以取代海狼级过度增加购置成本,海狼级在冷战后成为“超规格”潜艇,因此对价格敏感的美?国海军反应敏感。尤其是美国海军制定了每年引进1-2艘弗吉尼亚级潜艇以快速取代现有洛杉矶级潜艇的计划,这也是美国政府对价格变化敏感的原因。美国海军在 1998 年引进了一艘主力舰弗吉尼亚号 (SSN-774),直到 2010 年,除 2000 年一年(引进 0 艘)外,从 2011 年到 2019 年一直持续每年引进两艘潜艇。未来,除2020年引进三艘(SSN-804、805、806)外,到2024年每年引进两艘弗吉尼亚级潜艇。近年来采购弗吉尼亚级潜艇的成本接近每艘28亿美元,但自2019年及以后开始将安装VPT,因此价格可能进一步上涨至32亿美元。美国海军预计引入 VPT 所增加的成本将由减少四艘潜艇数量来弥补。

  

  USS 华盛顿 (SSN-787) 漂浮在傍晚日落的背景下

  截至 2019 年 11 月美国海军授予了 9 艘 Block V 舰的建造合同,其中 8 艘将拥有更长的 84 英尺长度以增加导弹有效载荷。美国海军最初计划将导弹装载量增加11枚,但由于预算问题已经减少。据报道,建造弗吉尼亚级潜艇的项目因建造人力问题而被推迟,合同原定于2018年10月签署,但由于海军预算问题未能及时签署。前期交付的弗吉尼亚级潜艇是特拉华号 (SSN-791)在亨廷顿英格尔斯完成建造,并于 2019 年 10 月 28 日交付给美国海军,特拉华州是迄今为止交付给美国海军的第 18 艘弗吉尼亚级潜艇。

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