法国海军“法国红宝石级核潜艇”级核潜艇如果采用超临界核反应堆技术会有何性能?噪音会不会大幅下降?

【大洋萝莉】世界最小核潜艇——法国海军红宝石级攻击核潜艇
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法国海军的潜艇历史可以追溯到1863年研制的潜水员号潜艇,在之后半个多世纪里直到二战爆发法国海军共编列过48型206艘潜艇。在二战中法国被德国占领后,继续为德国建造U艇。
​二战后法国海军接收了四艘英国S级潜艇,并开始了潜艇建造业的复兴之路,到七十年代,法国共建造阿瑞图萨级、达芙妮级、奥古斯塔级三型共21艘常规动力潜艇。
​法国在不断建造常规潜艇的同时,法国原子能工业也在发展,1947年,法国第一座实验性反应堆EL-1诞生,1954年,法国首批实用化核电站开建。而且随着1954年美国第一艘核动力潜艇鹦鹉螺号的服役,在1955年,法国也计划建造第一艘核动力潜艇,项目命名为第244号潜艇(Q-244)。
​当时法兰西第四共和国奥里奥尔政府奉行和美国友好同盟甚至亦步亦趋的战略,法国希望能够在Q-244项目上得到美国核技术的援助,但美国果断的拒绝了这一要求,而且法越战争和中东战争中美国人的态度也让法国认清和美国合作的不现实。
由于法国当时核反应堆的小型化远没有达到可以舰载的水平,1958年,Q-244项目被遗弃。戴高乐将军上台后,随即宣布了法兰西第五共和国的第一个五年造舰计划,新核潜艇再次编列。在当时各国核武器研制加快的国际形式下,法国需要一艘弹道导弹核潜艇的迫切程度远大于一艘攻击核潜艇。1963年法国第一艘核潜艇可畏号在瑟堡造船厂开工,1967年,可畏号弹道导弹核潜艇下水。
​在可畏级服役后,法国海军又认识到,用水面舰艇为作为核反击力量的弹道导弹核潜艇护航是极其不现实的,而当时法国海军的常规潜艇在性能上又无法满足可畏级的护航需要,因此,开建新攻击核潜艇也迫在眉睫。1972年,在法国海军上将茹瓦贝尔的力排众议下,法国启动1972年型攻击核潜艇项目(Sous-marine
Nucleaire Attaque, SNA 72)。
虽然早期可畏级的弹道导弹射程仅有公里,但法国所处的地理位置,在地中海就能完美威胁到苏联,往大西洋上走两步就是美国,英国闭着眼都能蒙得到。因此,以为可畏级护航为主要任务的SNA
72,并不需要其有多大的吨位,反而需要其具备在地中海这种水域相当的灵活性。
​为了使新潜艇尽快服役形成战斗力,该级艇大量采用了奥古斯塔级潜艇的结构设计,将排水量维持在六十年代美国海军鳐鱼级攻击核潜艇相同的2500吨上下,并参考了美国鳐鱼级攻击核潜艇的设计。最后诞生的设计可以说是奥古斯塔级和鳐鱼级潜艇的混合版,艇首部分是和奥古斯塔级相似的立柱形,而艇体设计则与鳐鱼级相似。
1976年,第一艘SNA
72正式开工,并被命名为普罗旺斯号。这一命名引发了一定的争议,一些人认为以大区为一艘排水量两千吨的舰艇命名不太合适,哪怕她是核动力的。最后,1983年服役时,改为用前法属印度支那的特产宝石命名,首艇被命名为红宝石。
​红宝石级的艇体结构上采用的是单、双混合式,首舱和尾舱采用双壳体结构,其它艇体部分均为单壳体结构。指挥台围壳为常规线型,两侧装有围壳舵,尾部为十字形尾翼,具有较好的水面、水下航行性能及可操纵性。艇内采用了大分舱设计,从前向后共分为首部鱼雷舱、指挥舱分为三层,上层指挥舱,中层住舱,下层蓄电池舱,核反应堆舱,主机舱,控制室及辅机舱个大舱室。为保证安全,各舱室间均设有耐压横隔壁。艇体耐压壳采用HLES-60型高强度钢,壳板厚度为30毫米,可保证潜艇下潜到300米的深度,极限下潜深度330米。
​首艇红宝石号在1982年就开始远航程海试,潜航1000余小时,充分检验的红宝石的建造质量。并在西印度群岛加入正在环大西洋航行的法国海军双航母战斗群编队,组成了法国海军首次有攻击核潜艇的大编队。
&#年2月,红宝石号正式服役,时任法国海军总司令,海军上将罗伯特参加了服役典礼。
​红宝石号的浮航排水量仅2300吨,潜航排水量2600吨。全长72米,比美国海军鳐鱼级核潜艇还小,一直保持这世界最小的核潜艇至今仍未被打破。可以从下图中得到一个直观的对比。
​红宝石的动力方式也和普通核潜艇不同,红宝石采用核电推进的方式,核反应堆的蒸汽轮机和大轴无关,蒸汽轮机先是带动发电机组发电,发电机再带动约为10000马力的电动机,发电机也可由艇上的皮尔斯蒂克柴油机带动,如此下来红宝石的最高航速为25到27节,艇员70人,艇上食物可存储45天份。
​红宝石的武器为4具在艇首的533毫米鱼雷发射管,发射ECAN L5 Mod 3和ECAN F17 Mod
2反潜/反舰自导鱼雷,并可以发射SM-39潜射飞鱼反舰导弹。水雷战作业时可布放大约40枚水雷。
​在建造了四艘红宝石级后,法国海军根据这四艘在服役时暴露出的问题,建造四艘改进型红宝石级,也称为紫水晶级,紫水晶级修改了艇首形状,使之更流畅和耐压,改进电机和船电,并将原红红宝石的五叶大桨换为七叶大桨。1992年,紫水晶级首艇紫水晶号服役。
​随着苏联的解体法国大幅度削减国防预算,原本计划建造四艘的紫水晶只建造了两艘,1993年7月,最后一艘紫水晶级珍珠号服役,至此,红宝石级六艘到齐。
虽然红宝石级的性能与美苏等潜艇有不小的差距,但是对于法国海军来说,从来没指望红宝石能够远洋作战扬威法兰西,做个地中海地头蛇就已心满意足。即便如此,据不完全统计,六艘红宝石级共进行过十余次环球航行,在法属太平洋、法属印度洋属地均见到过她们的身影。
​红宝石的替代者梭子鱼级攻击核潜艇的计划在1998年就开始进行了,4000多吨排水量的梭子鱼级在世界核潜艇中还是个萝莉,首艇絮弗伦号从2007年开工以来,法国政府有意的拖延着该级艇的建造,不断修改设计方案,不断后延该级艇的服役期,原定于2012年服役的首艇,最快将会在今年晚些时候服役。
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外媒:中国攻克这项技术后远超过美俄 此前只有法国用这种
据俄罗斯卫星网报道,近日俄罗斯军事专家卡申发表文章分析了解放军潜艇在静音领域取得了重大进展。文章称,央视曝光了马伟明院士的一系列研发成果,在未来中国核潜艇将采用超前的电力推进技术,这种技术奖超过美国英国以及俄罗斯核潜艇。文章称,不久前美英俄核动力潜艇还在利用核动力装置产生蒸汽推动蒸汽涡轮机、旋转螺旋桨。而法国和中国核动力潜艇则利用电力系统。在不久前,中国核潜艇还被以为是噪音最大的潜艇,现在中国已经中国人先于很多其他国家开始在核动力潜艇上利用电力推进系统。特别是传动装置,除了制造噪音之外,还据有了大量有限的潜艇空间,此外在传动过程中还造成大量的能量损耗,这些都限制了潜艇进一步战斗潜力的进一步挖掘。与英国美国和俄罗斯的潜艇不同,法国核潜艇研发的时候,采用了比较超前的电力推进系统。以法国红宝石级核潜艇采用模块化小型核反应堆,结合了电力推进系统,让这艘排水量不到三千吨的袖珍核潜艇拥有异乎平常的安静机能。上个月,央视在采访马伟明院士的时候,我们赫然发现了其研发的潜艇无轴泵推进系统的片断,这意味着中国已经研发成功了这种能够带来极度安静的推进系统,至少样机已经制造成功,加上马伟明院士研发的舰用综合电力系统,那么中国未来在安静机能方面将超过美国和俄罗斯等国,处于世界第一的位置。
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京公网安备 19号法国“梭鱼”级攻击核潜艇综合性能世界一流
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法国“梭鱼”级攻击核潜艇综合性能世界一流
澳大利亚4月26日宣布,法国舰艇建造局(DCNS)击败日本和德国厂商,赢得澳海军12艘潜艇采购大单,合同总额高达500亿澳元。DCNS方案是提供“梭鱼”级核动力潜艇的常规动力版本“短鳍梭鱼”型。法国何以击败德国和日本的方案,只有了解了“梭鱼”级潜艇的强大性能,你才会了解。&“梭鱼”级基本概况“梭鱼”级是法国新一代攻击型核潜艇,计划建造6艘,2017年至2027年间交付法国海军,替代目前4艘“红宝石”级潜艇和2艘“紫水晶”级潜艇,第一艘计划2017年服役。艇体采用先进流体力学设计,融合了鲸体和水滴形构造,艇长宽比与美国“弗吉尼亚”级同为11:1,流线型达到最佳。潜艇采取了一系列降噪措施,使用滑动轴承取代滚动轴承,所有机械通过吸音和减震软垫与艇体固定,发电机和循环泵、所有管路和电缆都包裹在弹性元件制成的减震衬套以降低震动噪音等等,使其航行噪音降到约110分贝,接近美国洛杉矶级核潜艇,与海洋自然噪音基本相同。艇员60人,艇体采用NLES-100特种钢,抗强压能力与美国弗吉尼亚级核潜艇HY-130钢相当,最大抗压潜深500米,潜艇正常下潜深度350米,水下最高航速25节。法国注重发展中、小型核潜艇原因是地中海海域有很多浅水区,非常适合3000~4000吨级潜艇活动。“梭鱼”级采用泵动喷射推进方式,该方式可大幅降低航行产生的空泡噪音。动力采用高可靠性的K15核反应堆系统,主动力装置包括核反应堆、体积补偿器、蒸汽发生器、防护装置、两台蒸汽涡轮机、主凝汽柜、两台给推进电机供电的发电机和两台给舰载系统供电的发电机、循环泵、电动机、单泵喷推进装置、指挥和控制设备,水下巡航时使用电力推进,水下高速航行时使用涡轮机推进。K15压水式核反应堆输出功率约为40000马力,为一体化自然循环压水堆,优点是把堆芯、蒸汽发生器、稳压器及主循环泵等一回路设备都集成在压力容器之内,意味反应堆所有带辐射污染的冷却水都在反应堆压力容器之内进行循环,大大降低了可能因冷却剂泄露导致放射性事故的风险;结构十分紧凑,高度和直径只有10米和4米,其体积比传统的分散型压水堆的设计要小得多。可以节约潜艇空间安置其余装备;噪声低、辐射小,自动化程度高;核燃料浓度低,换料周期短,总体可靠性和安全性较高。K15与美国和英国核潜艇上的反应堆有很大不同,它以低浓度铀235作为燃料,铀235浓度只有7~20%,美英核潜艇反应堆铀235浓度高达95%,因此法国核潜艇的核辐射剂量低,安全性高。但其核反应堆的活性区换料周期比美国“俄亥俄”号导弹核潜艇上的反应堆短一半(约为10年)。K15反应堆装置的外表面还镀有生物防护层,据法国专家说,在反应堆正常工作状态下,就能达到最大功率,反应堆周围的辐射与自然辐射也相差无几。法国专家声称该反应堆的可靠性和安全性超过民用反应堆。&“梭鱼”级核潜艇武备和信息系统“梭鱼”级核潜艇信息系统及特点。ACOM全球性指挥与信息系统,装备Link-11或Link-14北约数据链、卫星通信系统、极低频通讯系统。作战指挥控制系统是法国泰利斯水下系统公司研发的SYCOBS潜艇作战管理系统,声呐系统亦由泰利斯水下系统公司主导整体研发,集成舰首球型主/被动声纳阵列、舷侧阵大型宽孔径被动阵列声纳以及由英国netiQ开发的拖曳阵列声纳等。此外还配备功能强大且安装便利的光电侦察搜索一体化桅杆,桅杆还集成了电子侦察、通信与导航、卫星通讯天线等。ACOM,已在北约50艘舰船和15个岸基指挥中心部署,功能是通信组织与调度,作战信息共享、分发与融合处理。ACOM特点是使用商业型工作站,采用UNIX操作系统,具备国内和国际间的信息交互操作能力,可以自动分配通信资源,使用卫星、数据链等手段实现岸基指挥中心与核潜艇之间从数据库到数据库的自动信息交换,可以通过内部网通信和收发电子邮件,通过Link-11或Link-14北约数据链,ACOM可与友邻作战单元交换战术信息,与来自北约RMP战术数据网的情报信息相互融合对比,可提高作战总体态势显示的精确度。ACOM具备作战计划制定和辅助决策功能,能为快速决策提供对应建议。ACOM能够提供一张实时的“作战态势广域网”,补充由艇上传感器或战术数据链融合生成的实时战场态势,支持对作战命令的理解以及对整个海上态势的评估。在岸基作战指挥中心,不同信息源的信息在经确认后被融合形成整体海战场态势图。这些信息源包括岸基警戒雷达、人工情报和电子情报、盟国的共享情报、海上舰艇飞机的情报、空军或陆军的情报等。ACOM把融合后形成的海战场态势图绘制出来,定时发布至在海上的各作战单元。“梭鱼”级核潜艇鱼雷及特点。法意联合研制的“黑鲨”式电动鱼雷是法、意先进技术的结晶,采用北约STANAG 4405标准,可使用所有北约国家的鱼雷火控系统发射,是反潜/反舰两用鱼雷,长6300毫米,直径533毫米,最大航速50节,射程50千米,战斗部装药为250千克,采用声近炸引信和触发引信,具有很高的杀伤概率,具备优异的深、浅水工作性能。其鱼雷各类信号和数据处理完全数字化,具有连续的信息传输控制能力,可同时处理几个目标,具备探测低信号特征目标和水声对抗能力,具备一定的智能判定能力,可以根据实时战术态势,自动进行威胁评估和最优攻击目标选择。采用最新式的光纤制导ASTRA复合导引头,这种引导头主动声呐采用脉冲压缩方式,使用小型多波束可操控式平面阵列产生声波波形,对发射的声波实施频率调变与等波幅处理,声呐分辨率很高。复合制导有主动声呐线导+尾流自导+主/被动声呐等三种工作模式,其主动模式频宽约为15千赫,在近距离目标搜索中具有很高的识别能力。被动模式则以中频为主,能以两种频率对同一目标实施判别,具备识别假目标的能力。“黑鲨”鱼雷采用高能量铝氧化银电池,动力方面使用慢速旋转式电动机直接驱动推进器,螺旋桨为11+9叶对转桨,没有减速齿轮,辐射噪声非常低,是目前世界上最先进的常规鱼雷之一。“梭鱼”级核潜艇飞鱼潜射反舰导弹及特点。“飞鱼”BlockIII潜射型反舰导弹由欧洲MBDA集团研发,采用新型涡轮发动机、新型主动雷达导引头以及军用GPS,速度0.93马赫,战斗部装药165公斤,射程180千米。其装在潜航箱里,通过潜艇鱼雷发射管从水下发射,潜航箱为水密型,长5.8米、直径533毫米、重675千克。与早期型号相比,“飞鱼”Block III除具备反舰攻击能力外还具备了对面目标的打击能力,此外该型导弹通过强化弹体的操控性能与弹体的隐身性能,其飞行弹道更加复杂,雷达反射截面进一步缩小,导弹飞行初段采用惯性导航系统,飞行末段采用雷达主动制导,为提高导弹的突防和命中概率,雷达具备实时变频能力和电子对抗能力,其突防能力大大增强,而对导弹成功拦截的概率则大幅降低,是“梭鱼”级潜艇非常有效的反舰武器。“梭鱼”级核潜艇对陆攻击巡航导弹及特点。拥有对陆纵深打击能力是“梭鱼”级最突出的特点。它装备的海军型“风暴之影”/SCALP对陆攻击巡航导弹是智能巡航导弹,由MBDA集团研制,采用垂直发射装置,重约1300千克,弹长5.1米,翼展3米,安装钻地或高爆战斗部。动力为TRI-60-30涡喷发动机,飞行速度为高亚声速,最低飞行高度为10米,最大射程超过1000千米,主要用于攻击敌方指挥中心、C3I系统、机场、港口、泊港舰艇等高价值战术目标。主要特点是具备很高的人工智能和隐身能力。其采用了新的惯性+卫星导航+景象匹配的全自动制导方式,飞行制导方式以惯性导航加GPS全球定位系统数据修正为主,同时接收欧洲伽利略卫星信号导航修正为辅,具备对抗GPS干扰能力,飞行过程中并不单一依赖GPS系统定位,受到干扰可以自动切换导航方式,确保导弹飞行的精确度和可靠性。末段打击目标制导为红外热成像制导+景象匹配,具有自动目标识别和低空地形匹配功能,导弹主要攻击固定目标,也具备打击移动目标的能力。“梭鱼”级核潜艇配备UUV情况。“梭鱼”级核潜艇计划装备法国ECA公司研制的两种水下无人自航载具。一是阿里斯特中型UUV,基本型重800千克,能持续在水下作业12小时,增程型则倍增为24小时,最大工作深度300米,由潜艇施放后自行作业,功能包括反水雷、港湾监视、情报搜集等,具备水下悬停以及资料传输能力。二是岸行者小型自航载具,直径230毫米,重65千克,能以3节航速持续在水下工作16小时,最大工作深度150米,配备侧扫声纳、水温/水深/导电性传感器、附带探照灯的摄影机等装备,用于水雷侦察、水文调查与战场环境侦察等。&“短鳍梭鱼”级中标主要因素分析&“梭鱼”级综合作战能力强大,几乎可以执行海军的所有使命任务,包括在滨海地区和远洋实施威胁遏制、海上封锁、反潜、反舰、对陆攻击、情报搜集、布雷、特种作战等各种作战任务。就澳大利亚而言,购买法国的“短鳍梭鱼”主要看中其以下几点。滨海地区的作战能力突出。“梭鱼”级潜艇具备对周边国家实施低强度军事干预的能力,其配备有情报收集、危机处理和特种作战的各类完善装备。澳大利亚军方对潜艇的用途定位与其他国家有很大区别,由于澳大利亚是西方发达国家,有一定的政治抱负,十分希望在太平洋周边国家施加影响力,潜艇就是其施加影响的最佳手段。据国际报道,长期以来澳大利亚就一直派遣其“科林斯”深入南海周边国家主权海域实施情报收集任务。因此,澳大利亚对新潜艇的首要要求是进攻能力强大,功能用途广泛。“短鳍梭鱼”不仅排水量是三国方案中吨位最大,航程最远,且全寿命成本也较低,出海持续作业时间为70至90天。若日后“短鳍梭鱼”再进行核潜艇改装,则其对南海方向的威慑能力将更加强大。其拥有优秀的静音行动能力,配备先进的侦察情报收集装备,并拥有极高的自动化程度,全舰仅需30人便能操控。此外还携带一艘小型水下载具,配备12名特战人员完成特种作战任务。对陆攻击能力强大,对周边国家具备很强的威慑能力。澳大利亚是海岛型国家,没有陆地接壤的邻国,没有领土边界问题,陆军、空军不是其发展的重点,因此无法装备远射程的进攻性武器,只有海军是发展重点,其一直寻求在舰艇上装备远程对陆攻击型武器而未果,并不具备对周边海洋邻国的实质性军事威慑能力。这次通过“短鳍梭鱼”潜艇项目,配备了射程远达1000公里的“风暴幽灵”/SCALP智能对陆攻击巡航导弹,拥有了梦寐以求的对陆纵深打击能力,可以补齐澳大利亚没有远程打击能力,对周边国家无军事威慑能力的缺陷。从这个意义上讲,法国的潜艇方案最符合澳大利亚方面的需求。反舰、反潜能力突出。澳大利亚是海岛型国家,确保海上交通安全是军事安全战略的重点,因此构建多层次的海上防御体系是其必然的选择,远程对海防御由空中力量担负,海军负责距本岛中程200~400公里海域和100公里内的近岸海上交通线防卫,“短鳍梭鱼”潜艇的“飞鱼”Block III潜射型反舰导弹射程180千米,射程远,比德日潜艇控制范围大,是非常有效的反舰武器,“黑鲨”电动鱼雷是反潜/反舰两用鱼雷,最大航速50节,射程50千米,深、浅水工作性能都十分突出,对潜艇攻击具有很高的杀伤概率,“短鳍梭鱼”控制的面积大,平均一艘潜艇可以控制10万平方公里面积的海域,澳大利亚最重要的海域和港口大约是11个,战时需要7-8艘潜艇即可以实施有效防卫。因此“短鳍梭鱼”比德日潜艇更能满足澳大利亚海岛型国家对海域防卫的要求。后续改装余地大,性能可以持续提高。“短鳍梭鱼”有很大的改装余地,而德日潜艇方案基本没有后续改装的可能。一是现在“短鳍梭鱼”是把“梭鱼”级核潜艇的核动力舱段换成了柴电AIP动力舱段。如果下一步澳大利需要改装“短鳍梭鱼”,只要简单更换舱段,就能变身与“梭鱼”级完全相同的攻击型核潜艇。二是具备加装对空导弹的条件。法国正在发展水下发射的潜射防空导弹。法国Aerospatiale公司与德国MBB合作研制潜射防空导弹,从鱼雷管发射一个囊袋,囊袋使用电力推进,通过光纤连接潜艇,由潜艇提供攻击目标的初始数据,射程约16千米。囊袋以“游出”方式离开鱼雷管后,以15节的速度在水下航行约1000米(约2分钟);囊袋升至水面启动导弹发动机点火升空,这种在水下先航行一段距离再升空的设计,一定程度上降低了潜艇暴露自身位置的概率,可以提高潜艇的隐蔽性。导弹采用红外制导方式,具备人工控制和发射后不管二种控制模式,使用方式灵活。本文经《军事文摘》授权转载 & 2016年7月刊&&&&&&&&&&&&&&&& 责任编辑:彭振忠
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法国梭子鱼级攻击核潜艇
2004年5月在英国召开的未来海军需求研讨会上,法国DCN造船局的代表透露了梭子鱼级水面排水量约4100吨,设计水下最高潜航速度约25节,最大下潜深度超过350米。新核潜艇主要设计思想是保护航母战斗群,同时又完全有能力独立进行作战。首艇在2005年开工建造,将以每两年一艘的速度从2014年开始交付。
法国梭子鱼级攻击核潜艇发展沿革
在新世纪,西欧国家海军把战略的重点放在参与对海外的危机干预,并配合陆、空军进行联合作战。
各国海军在制定新世纪舰艇发展规划时,都强调建造具有远程投送能力和能遂行沿海支援作战的大型舰艇。法国为确保今后25年舰艇继续在西欧处于领先水平,已作出三项决定,建造三种级别的护卫舰。一是与意大利合作建造防空护卫舰,法国梭子鱼级攻击核潜艇二是建造可遂行反潜作战和支援陆地作战的护卫舰,三是继续建造拉斐特级隐身护卫舰。同时为了强化其潜对地打击能力,法国海军将新建6艘梭子鱼级攻击核潜艇,以取代目前在役的6艘红宝石/紫水晶级潜艇,红宝石级攻击核潜艇水上排水量2410吨,是目前世界上排水量最小的核潜艇,于1983年到1993年10年间完工,目前已经接近设计使用寿限。
法国梭子鱼级攻击核潜艇研制计划
1998年11月,时任法国国防部长阿兰·里夏尔正式对外界公布一项价值46亿美元的6艘核动力攻击潜艇(SSN)建造
计划。里夏尔说,这项名为“梭子鱼”(Barracuda)的计划将立即开始,“梭子鱼”项目组包括法国武器装备部、DCN造船局、Technicatome和原子能委员会,DCN造船局负责平台设计和建造,Technicatome公司负责核动力设备。法国武器装备部装备委员会主席认为,“梭子鱼”是法国自1990年以来提出的费用最为昂贵的武器装备计划。法国将在这种核潜艇上采用许多为已服役的凯旋级战略导弹核潜艇设计的新技术,要求建造这6艘潜艇的周期要比过去的计划缩短20%,费用要比现在的基准减少30%。为了减少费用和重复工作,要求该计划涉及的所有部门,包括海军、武器装备部、DCN造船局以及其他舰艇制造商在该计划的可行性研究阶段就参与进来。
2004年5月在英国召开的未来海军需求研讨会上,法国DCN造船局的代表透露,梭子鱼级水面排水量约4100吨,设计水下最高潜航速度约25节,最大下潜深度超过350米。新核潜艇主要设计思想是保护航母战斗群,同时又完全有能力独立进行作战。法国海军原计划梭子鱼级潜艇的首艇在2003年开工建造,2008年进行海试。一旦建造开始,将以每两年一艘的速度从2012年开始交付。但事实上,目前的梭子鱼级核潜艇项目进展已经晚于计划两年,并且还面临着资金不足的困难。首艇的建造工作至少要到2005年才能开始。在经费上由于受到法国要建造第二艘航空母舰的与日俱增的压力,梭子鱼级核潜艇的最终建造数量很可能被削减,或者推迟进度。根据规划,新型的梭子鱼级攻击核潜艇将持续服役到2050年到2060年,这将是法国海军21世纪初最经济的核潜艇发展项目。
法国梭子鱼级攻击核潜艇技术特点
法国梭子鱼级攻击核潜艇动力系统
法国梭子鱼级攻击核潜艇按照计划,梭子鱼级核潜艇采用泵动喷射推进方式,而不是常见核潜艇上设置的大侧斜螺旋桨,这样可减少潜艇航行产生的空泡噪音,其水下噪音仅110分贝,接近美国洛杉矶级核潜艇。法国武器装备部称推进系统将是“新设计”,主动力装置包括核反应堆、体积补偿器、蒸汽发生器、防护装置、两台蒸汽涡轮机、主凝汽柜、两台给螺旋桨推进电机供电的发电机和两台给舰载系统供电的发电机、循环泵、螺旋桨电动机、驱动螺旋桨的单轴推进装置、指挥和控制设备,巡航时使用 电力推进,而高速航行时使用涡轮机推进。梭子鱼级艇体采用与凯旋级战略导弹核潜艇相同的NLES-100特种钢,最大潜深达500米,抗强压能力与美国弗吉尼亚级核潜艇的HY-130钢相当。
人们普遍认为,用于梭子鱼级核潜艇的核动力装置将在K15压水式核反应堆的基础上实施改进,凯旋级核潜艇和“夏尔·戴高乐”号航空母舰均采用K15核反应堆。K15压水式核反应堆轴输出功率约为40000马力,K-15压水型核反应堆与美国和英国核潜艇上的反应堆则有很大不同:它以低浓度的铀235作为燃料用在反应堆中,铀235浓度只有7-20%,而美英核潜艇使用的反应堆中的铀235浓度高达95%,法国核反应堆的活性区换料周期比美国“俄亥俄”号导弹核潜艇上的反应堆短一半。但据法国专家称,反应堆活性区换料周期较短也是可以接受的,因为这可与电子设备和武器(大概每五年一次)改进周期同步,而且核燃料更换的费用在某种程度上讲并不太高。K-15压水堆是一体化自然循环压水堆,把反应堆的堆芯、蒸汽发生器、稳压器及主循环泵以都集成在反应堆的压力容器之内。同时由于反应堆一回路都集成在压力容器之内, K-15反应堆的高度和直径只有10米和4米,K15反应堆的体积比传统的分散型压水堆的设计要小得多。因为采用了一体化设计,K15反应堆的一回路设备都集成在压力容器之内,意味接触反应堆堆芯带有反射性的冷却水都在反应堆压力容器之内进行循环,大大降低了因为冷却剂泄露导致的放射性事故的风险。除此之外K15反应堆装置的外表面还镀有生物防护层,据法国专家说,在反应堆正常工作状态下,就是达到最大功率,反应堆周围的辐射与自然辐射也相差无几。K-15反应堆不仅噪音小,能够自动控制,而且性能可靠。法国专家声称,该反应堆的可靠性和安全性比民用反应堆还要高。
法国梭子鱼级攻击核潜艇降低噪音
为了使其噪音不超过海上的自然声音(在0级海况下),梭子鱼级核潜艇在研制时对制造工艺的要求几乎到了苛刻的程度。在流体力学方面,梭子鱼级艇体将融合鲸体和水滴构造,使流线型达到最佳,在梭子鱼级上大量使用滑动轴承取代滚动轴承,舰上所有会产生噪音的机械装置都通过吸音和减震软垫固定到艇体上,发电机和循环泵、所有管路和电缆都用由弹性元件制成的减震衬套包住。在降低噪音方面,梭子鱼级核潜艇将成为欧洲一个技术上的里程碑。
法国梭子鱼级攻击核潜艇武器系统
梭子鱼级装备了4个533毫米鱼雷发射管及18枚鱼雷,鱼雷发射管可发射常规重型鱼雷、反舰导弹及对陆攻击巡航导弹。在装备水压型武器发射系统后,梭子鱼级还可布设水雷、运输和部署特种部队。据海军造船法国梭子鱼级攻击核潜艇局和武器装备部透露,梭子鱼级采用的许多技术是为凯旋级战略核潜艇及新型蝎子级常规柴电潜艇开发的。梭子鱼级的作战系统由法国DCN造船局和泰利斯水下系统公司紧密合作研制,尽管该艇在法国建造,但法国武器装备部称将在国际上寻找合作者,而梭子鱼级选用多少非国产装备未定。
法国梭子鱼级攻击核潜艇新型鱼雷
1991年,法、德、意大利三国签署联合发展新型重型鱼雷的备忘录,以该鱼雷替换各自的F-17、DM2A3和A184重型鱼雷,后来三国分道扬镳,德国独自进行DM2A4鱼雷的研制工作,意大利和法国联合进行A184“先进型”鱼雷的研制,法国中途由于经济困难而暂时退出研制工作,后重新对该项目产生兴趣,与意大利白头公司最终完成鱼雷的研制,目前这种鱼雷的市场销售名称为“黑鲨”,梭子鱼级核潜艇将无疑是这种“水下杀手”的主要目标用户。黑鲨采用最新式的ASTRA自导头,为光纤制导,使用铝氧化银电池,螺旋桨为11+9叶对转桨,鱼雷航速更高,噪声更低,该雷长6300毫米,直径533毫米,雷头装药250公斤,采用声近炸引信和触发引信,具有很高的杀伤概率。黑鲨鱼雷为反潜/反舰两用鱼雷,可使用多种发射方式,如自航式或使用推力发射,优化了深、浅水工作性能。鱼雷实现了完全数字信号和数据处理。可探测低信号特征目标,具有水声对抗能力,声自导头形状设计得可降低流体噪声。由于该雷动力采用高能量电池的电力推进,其辐射噪声非常低。该鱼雷航速高,具有连续的传输控制能力,可同时处理几个目标。该鱼雷采用北约STANAG 4405标准,可使用所有现代化的鱼雷火控系统,可按实际战术态势,进行危胁评估和最危目标选择。
法国梭子鱼级攻击核潜艇反舰导弹
欧洲MBDA集团提供的SM39飞鱼潜射反舰导弹仍将在梭子鱼级核潜艇上得以保留,西方军事家认为,该导弹是潜艇非常有效的反舰武器。安装于潜航箱里的飞鱼潜射导弹,通过潜艇鱼雷发射管从水下发射,潜航箱长5.8米、直径533毫米、重675公斤。箱体为水密型,能经受住较大海水压力。导弹在飞行初段采用惯性导航系统,在飞行末段采用主动制导系统,导弹射程4-50公里,速度0.93马赫,战斗部装药165公斤。导弹头部装有控制系统和制导头,控制系统包括RE-576型惯性控制装置和AHV-7无线电测高仪,无线电测高仪有2根副天线,负责测量导弹是否已降到设定高度。制导头为水密型,在低温下性能很稳定。制导头主要由在8-10千兆赫兹波段工作的雷达组成。为了对付可能出现的电子干扰,雷达可改变发射频率。导弹战斗部具有2个延时触发引信和1个非触发引信。导弹采用的固体燃料 火箭发动机,比MM38飞鱼水上反舰导弹的油量大,并改善了耗油量,剩余燃油可增加导弹战斗部的破坏作用。导弹尾部还安装电池组和弹翼展开装置。
法国梭子鱼级攻击核潜艇巡航导弹
装备射程超过500公里的巡航导弹的多用途护卫舰和攻击核潜艇是法国海军既定的优先发展项目。目前,法国海军在加紧设计建造新一代FMM级护卫舰和梭子鱼级核潜艇的同时,决定在空射型风暴之影/SCALP EG巡航导弹的基础上研发海军型舰射和潜射风暴之影/SCAL巡航导弹。1995年,法国马特拉公司与英国BAe系统公司在法国阿帕奇远程撒布器的基础上开发出更为先进的风暴之影巡航导弹,1997年,马特拉-BAe联合体与法英两国国防部达成研制生产风暴之影/SCALP EG巡航导弹的合同,此后意大利于1999年也加入该项目,后来因MBDA集团成立,该业务全部被该集团接手。风暴之影/SCALP EG项目已进入高级发展阶段,目前已开发出成品的只有空射机载型。风暴之影/SCALP EG整体呈现锥形布局,头部逐渐锐化,通体光滑,气动布局本身就考虑到隐身的需求,内部为模块化舱段设计,分为制导舱、战斗部和动力舱。导弹采用TRI- 60-30涡喷发动机,最大射程350公里左右,中段制导为惯性导航加GPS全球定位系统数据修正,未来将可接收欧洲伽利略卫星信号,末段制导为红外热成像制导,具有自动目标识别和低空地形匹配功能。据目前公布的数据显示,风暴之影/SCALP EG巡航导弹重约1300公斤,弹长5.10米,翼展3米(弹翼打开状态),采用钻地或高爆战斗部。MBDA集团研制小组正在研发的潜射风暴之影/SCAL巡航导弹将可能采用艇身垂直发射装置,构造与美国改装的俄亥俄级巡航导弹核潜艇(SSGN)类似。
法国梭子鱼级攻击核潜艇艇电系统
与大部分现代海军项目一致,梭子鱼级自动化水平与法国海军现有的红宝石/紫水晶级核潜艇比较有了显著提高,人员编制减少为60人,而早期的相同级别艇需要75人。据法国DCN造船局提供的资料显示,梭子鱼级核潜艇上装备的指挥支援系统是为法国海军开发的ACOM全球性指挥与信息系统,它已安装在50艘舰船和15个岸基指挥设施上部署。ACOM能为法国海军提供国内和国际间的交互操作能力,包括内部网通信和收发电子邮件的能力。
以最新的4.0版本为例,该版本采用最新的商用软件技术。它包括五种取决于海上和岸基指挥机构与作战使用的主要配置:SYCOM供海军司令部、岸基指挥官和海军作战中心使用;OPSMER供海上指挥官使用;TRELO供没有指挥系统的小型舰船使用(TRELO包含一个只读11个号链子系统);CENTAC供法国海军大西洋-2型海上反潜机使用。它们通过法国海军现有的通信系统链接在一起,通过海军数据网实现岸对岸通信,通过军用或民用的卫星通信系统(小型舰船通过标准高频系统)实现舰对岸通令。在核潜艇上,ACOM与作战系统相连,通过11号或14号北约数据链与友邻海军部队交换战术信息,并与来自RMP战术数据网的情报信息相对照,以提高对总体态势的理解。ACOM硬件使用的是商业型工作站,以UNLX为操作系统。
ACOM系统通过所提供的一张“广域网”,补充由艇上传感器或战术数据链生成的实时态势,从而支持对指令的理解以及对整个海上态势的评估。在较高一级的指挥中,来自不同信息源的信息在合并和确认后被合成。这些信息源包括岸基警戒雷达、人工情报和电子情报、来自盟国的情报、来自海上海军部队的情报、来自在海上作业的反潜机的情报,以及来自空军或陆军的情报。ACOM把合成的海上图像绘制出来,定期发布给在海上作战的各方。
ACOM系统包含计划和辅助决策功能,可以支援计划和指令的预加工,并为快速反应提供建议。当可以利用卫星通信时,该系统支持所有岸基指挥中心与核潜艇之间从数据库到数据库的自动信息交换,ACOM通过对数据和事件的及时记录、允许即时报告和修正指令等措施,来提供作战过程中的控制。它也能提供模拟和重放设备、提供海军舰只后勤计划工具,其有关参数包括维修和补给情况、可用性、燃料和弹药的库存量以及训练级别等。
ACOM采用Oracle8.0关系数据库管理系统,在艇上及所有的岸基SYCOM和CENTAC系统上均使用该数据库。数据库包含两类信息:一类是诸如舰艇性能参数和照片等主要与情报有关的永久信息;另一类是诸如机场和港口概貌、专属经济区及领海范围等有关人文地理的永久信息。数据库包含有岸基军事地点的描述,诸如交战规则等战术信息、等级标准、舰船使命任务构成方式、航海历和天文表等信息。数据库中还有许多格式化的信息量,航迹、图形、诸如屏幕等操作区以及注解有关的易失性信息。系统的作业性能是:每分钟接收3条消息,平均每条消息长度为6000个字符;在线存储3个月的情报信息,包括10000个航迹,200000个点迹,10000个操作区,3000条消息,1个月的本地战术态势;离线存储容量无限。永久数据库由一家国内技术中心管理,同时由国家基准数据库定期更新。
当然,这样一个系统不可能孤立存在于法国海军中。从ACOM开发工作一开始,法国海军就指示工业部门向北约组织的标准靠拢。这就是为什么在ACOM系统中贯彻了所有北约组织标准,以及ACOM与北约同等系统具有完全的互操作能力的原因。除了上述互操作能力之外,在年与北约其他国家海军的联合演习中验证了与“Internet互联世界”的互操作性,诸如网上可视电话、网上聊天以及收发电子邮件等。
法国梭子鱼级攻击核潜艇海军规划
1998年,法国披露2015海军规划,详细说明了法国海军执行的任务,这些任务包括威摄、支援战略潜艇部队和保护法海军兵力的部署和投送。据目前的计划,到2015年法国将部署如下海军力量:
法国梭子鱼级攻击核潜艇
◆ 4艘核动力战略导弹潜艇;
◆ 1艘(可能2艘)航母及其舰载阵风多用途战斗机联队和鹰眼预潜机:
◆ 由4艘船坞登陆舰组成的两栖部队;
◆ 由26艘驱逐舰和护卫舰组成的水面舰队;
◆ 6艘新型攻击核潜艇;
◆ 由6艘警戒护卫舰、11艘巡逻舰和5艘小型运输舰组成的海外警戒兵力;
◆ 由15艘反水雷作战舰艇和1艘指挥舰组成的水雷作战部队;
◆ 由22架大西洋飞机和10架近海侦察飞机组成的巡逻机队;
◆ 近50架舰载直升飞机。
这说明法国海军共需要80艘舰艇、130架飞机和5个指挥分区。虽然法国海军目前已接近此规模,但正积极进行改造,如近期服役的核动力航母“夏尔·戴高乐”号及新的近期订购的第一批两艘防空型护卫舰“福尔班”和“谢瓦利埃·保罗”号、第四艘新一代战略核潜艇“恐惧”号、船坞登陆舰的第3艘和第4艘“托奈尔”和“西北风”号以及新海洋调查船,并提出对三伙伴级扫雷艇队的现代化改造计划。下一步主要采购的新型攻击核潜艇是未来法国舰队的核心力量,将建造6艘新潜艇以替代红宝石/紫水晶级攻击核潜艇。
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