中國常規動力潛艇探析,已知設定下,美國海軍已無法打敗中國海軍

海陸空天慣性世界雜誌 發佈 2024-04-01T08:50:08.058002+00:00

自第一次世界大戰以來,潛艇廣泛應用。由於它能夠執行重要任務,如保護近岸、突破封鎖以及攻擊敵方軍艦,因此全球海軍都十分重視潛艇。作為一種戰略裝備,潛艇的研發需要全面的工業能力。目前,只有幾個國家具備自主設計和生產能力。根據不同的動力源,潛艇被分為核潛艇和常規動力潛艇。

自第一次世界大戰以來,潛艇廣泛應用。由於它能夠執行重要任務,如保護近岸、突破封鎖以及攻擊敵方軍艦,因此全球海軍都十分重視潛艇。作為一種戰略裝備,潛艇的研發需要全面的工業能力。目前,只有幾個國家具備自主設計和生產能力。

根據不同的動力源,潛艇被分為核潛艇和常規動力潛艇。核潛艇使用核反應堆作為動力,目前只有6個國家擁有這種潛艇;常規動力潛艇則主要使用柴油機,許多國家都裝備了這種潛艇。

與常規潛艇相比,核潛艇具有很明顯的優勢。它的動力輸出更大,續航能力更強,而且水下航速也遠高於常規潛艇。一次核燃料填充可以支持運行10年以上(一般稱為無限續航能力)。在攻擊力方面,核潛艇體積大,可以攜帶更多武器,通常攻擊力也更強。此外,核潛艇具有天然的隱蔽性和持續高速航行的優勢。

核潛艇的另一個作用是全球監視。打航母的第一個問題就是要知道航母在哪裡。現在衛星偵察發達了,但衛星偵察對於機動目標的監視還不夠高效,高解析度的全球凝視衛星偵察現在還做不到,低軌道衛星又有偵察窗口和目標丟失問題,用核潛艇跟蹤就是有效的辦法。

近年來,中國海軍崛起勢頭強勁,是否搞全核化水下艦隊的問題上,中國海軍卻有自己的考慮,實際上走的是「核常並舉」的道路——核潛艇要搞,這是水下艦隊的高端部分(主要指核動力攻擊型潛艇);但常規潛艇也不放棄,這是由中國特殊的情況決定的。

中國追求高質量常規潛艇的複雜考慮

相比於核動力攻擊型潛艇,常規潛艇的水下潛航速度較低,潛航時間較短,實際上比具有自航能力的水雷強不了太多,不適合大洋巡獵和追擊,也跟不上艦隊行動,難以用於艦隊護航。另外,常規潛艇的噸位也受到限制,難以攜帶大量武器,形成有意義的戰略打擊力量。但常規潛艇也有其適用場合,其優勢在於近海和淺海,適合打伏擊(包括反艦和反潛),也適合搞封鎖。

中國是世界上最大的陸海複合型國家,作戰海區可以劃分為東海與南海兩大部分,也是我國進出太平洋和印度洋的主要通道。這其中,東海藩屏著渤海經濟圈、長江經濟圈以及東北大部分核心區域。這一海區正面寬、縱深淺,是典型的半封閉式邊緣海,距中國240~380海里的琉球群島正好卡在出口處,是未來海空戰爭的主要戰場和敵國的海空通道,因此是防禦的重中之重。

中國大陸與琉球群島之間的東海大陸架的天然分界位於沖繩海槽的中心線。沖繩海槽面積約24.6萬平方千米,地形的基本特點是呈長條狀弧形展開,全長840千米,其上發育有海山、海丘、海山脊、地塹槽等多種構造地貌,水深自東北向西南增大,最大水深位於久米島西南方槽底平原中心附近,水深2050米,所以不適合噸位大、目標明顯的攻擊型核潛艇活動,客觀上有利於常規動力潛艇的活動。

淺海海洋環境複雜多變,海面既是聲反射體又是聲散射體,因此會產生聲的起伏和干擾,特別海面不平靜時對聲傳播影響更大。在這一海區,魚雷的自導作用距離也會受到影響,噸位不大的常規潛艇在完成偵察、騷擾任務之後能夠很快逃逸。

此外,淺水區海洋水聲環境十分複雜,隨機變化因素較深水區更多,海面、海底會對聲波產生邊界影響,陽光照射、風浪、民用船舶等都會對淺海水文條件和聲吶工作環境產生巨大影響。

不過也應當看到,這個海域已經接近美日航空反潛力量的核心區。只要向東突破第一島鏈,就能夠進入日本沿海地區。在第一島鏈,美日不僅部署有世界上密度最高的反潛機,還有水下反潛陣列。另外,日本海自那些以反潛為主的軍艦則可以封鎖各個海峽,更容易實施封堵戰術。

由此可見,影響我國常規潛艇突破第一島鏈的因素除潛艇自身的續航能力外,美日強大的航空反潛力量也是一個重要因素。

039型常規潛艇的系列化發展

一般認為,039系列開啟了國產現代化常規潛艇的序幕,目前披露的中國新一代常規動力潛艇仍然是039系列的一員。039型潛艇研製始於20世紀80年代中後期,當時中國常規動力潛艇主要是國產化後的6633型(簡稱033型)和在其基礎上發展而來的第一代常規動力潛艇035型。

這兩型潛艇的技術根源都來自蘇聯633型R級,由於設計年代久遠且設計思想陳舊,其主要性能與80年代西方服役的常規動力潛艇差距甚大。為了滿足新時期的作戰要求並縮小和西方發達國家先進常規潛艇的技術差距,中國決定正式開始研製新一代常規動力潛艇,於20世紀80年代中後期正式啟動039項目的研製計劃。

039A型潛艇於20世紀90年代中期開始研製,在研製過程中借鑑了當時從俄羅斯採購的「基洛」級潛艇877型、改進型636型的許多先進技術與優點,因此可以看作是039前期型號和「基洛」級潛艇兩者的集大成者。

039B型則是039A的進一步升級,其外形上的最大變化是指揮台圍殼頂部更加平滑,同時艇體線性也進行了優化,水下航行的流體噪聲更小,隱蔽性更加出色。039B型艇身整體鋪設消聲瓦,較之日本「蒼龍」級潛艇的消音瓦單片面積更大,消音效果也更勝一籌。

039C的重大技術革新

與039B改進型相比,039C最顯著的特徵在於類似瑞典A26潛艇的「斧型」指揮塔圍殼設計。039C的圍殼舵更低、更靠前,與現役039B改進型的圍殼舵位置基本相同。從視覺效果來看,無論是039C還是A26的指揮塔圍殼設計均比較「難看」,但從039C和A26趨同的設計來看,兩國海軍都認為這種圍殼有著突出的優勢。因此,潛艇圍殼對潛艇航行有重要影響,各國都在針對不同潛艇對圍殼進行優化設計。

與039B改進型相比,039C的另一個關鍵技術是功率更大、更有效的AIP動力裝置。燃料電池AIP被很多人看好,它是直接將反應物質化學能用電化學方式直接轉換為電能的動力供應系統,主要組成部分有燃料電池及其儲存設備和轉換器、氧化劑及其儲存設備和轉換器、控制裝置。

實際上,燃料電池的主要優點一是能量轉換效率很高,燃料電池通過電化學方式直接將化學能轉變為電能,省去了熱機發電所必須經過的「燃料化學能→熱能→機械能→電能」這一複雜的轉換過程,減少了能量損耗,理論上的能量轉換效率可以達到100%,實際效率可達到70%;二是對外熱輻射較少。

不過也應當看到,燃料電池的燃料危險性非常大,易發生險情。更重要的是,燃料電池工作壽命短,價格較高,這不是中國這樣需要大規模裝備常規潛艇的大國可以承受的。所以在權衡之下,中國自用型AIP潛艇選擇了另一條技術路徑——斯特林發動機。

我國雖在20世紀80年代就開始對斯特林發動機展開技術攻關,但遲遲不能獲得實用性突破,所以於20世紀90年代從瑞典引進了相關的技術。039C型潛艇在獲得更大功率、結構更為緊湊的斯特林發動機後,潛航時間、水下航速都將獲得較大增益,戰術價值提升顯著。

039C的又一個重大技術革新是可能裝備了更新一代的舷側聲吶陣列。隨著技術的不斷進步,高性能潛艇舷側聲吶陣開始「下放」到常規潛艇,如039B及其改進型裝備的舷側陣聲吶,就是中國第一款裝在自用型常規潛艇上的多線陣式舷側聲吶。

由於戰技術性能有了較大的提升,039C將大幅提高中國海軍常規潛艇部隊的戰鬥力。不斷分批次投入戰場的039C艇隊可進入南太平洋門戶的巽他海峽和龍目海峽等,可在戰役層面發揮重大戰場價值。

2017年,中船重工在泰國防務展上展出了一款單殼體潛艇模型。這款命名為S1100的潛艇是我國目前公布的第一艘單殼體潛艇,這意味著我國潛艇耐壓殼技術得到了飛躍性的提升。中國公司一口氣推出了三種單殼體常規潛艇,說明我國已經掌握單殼體潛艇的相關技術,有足夠的信心為國際用戶提供合格的產品。

我國企業為外界推薦自主設計的單殼體潛艇一事表明,中國在該領域的研發正在不斷推進,預計未來會很快看到中國海軍開始裝備單殼體設計的新一代常規潛艇。根據2021年提交美國國會的報告《中國海軍現代化:對美國海軍能力的影響》估計,到2025年,中國將至少新添25艘先進的常規潛艇。

隨著蘇聯的解體和中國的日益崛起,美日同盟關係在重新調整和強化,其主要目標漸漸轉變成如何遏制中國或者如何「規範」中國的崛起,日美兩國試圖在其同盟關係的框架下應對所謂的「中國威脅」,在影響中國周邊環境的地區熱點問題上,日美兩國欲以同盟的名義直接或間接地介入其中。

台海及「鄰接海域」是中國海軍的主場,是美國海軍的客場,台海戰爭關係到美國存亡的說法只具有哲學意義,並無現實意義。中美海軍如果在西太平洋交戰,中國的目的從來不是消滅美國海軍在太平洋的存在,而是確保台海戰爭的勝利。

對於美國海軍來說,台海參戰的戰果是次要的,能不能達到參戰的目的才是主要的。如果不能可靠制止解放軍的武統,參戰就失去意義了,這還沒有算上可能的巨大傷亡和對美國海軍全球存在的巨大影響。在已知設定下,美國海軍已經無法打敗中國海軍了。

【編者按】本文節選自艦載武器2022年04期《怪頭鯨再現——中國新一代常規動力潛艇探析》

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