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093G型攻击核潜艇火力倍增(转)  

2015-08-25 20:17:44|  分类: 军事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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     今年是抗日战争胜利70周年,我国将于2015年9月3日在北京举行盛大阅兵式,届时将有众多新型武器亮相。特推出《大国利器》系列文章,介绍我国现役最新型武器装备的性能和研发历程,第十七期——093型攻击核潜艇。

纳兰容若 - 网易博客

参加护航任务的中国093核潜艇,属首次曝光其执行远洋任务


根据外电报道,2013年底中国海军1艘093型攻击核潜艇从海南基地出发,远赴印度洋进行了三个月的巡航,这是中国海军核潜艇“首次在印度洋进行前沿布署”,标志着中国海军核潜艇远洋作战能力达到一个新的水平。此次新闻的主角093型攻击核潜艇是国产第二代攻击核潜艇,它在国产攻击核潜艇的发展之中占据重要的位置。正是通过对093型攻击核潜艇的设计、建造,让一度处于断层危机的中国核潜艇工业得以重振旗鼓,为新世纪的大发展打下了坚实的基础。

093型核潜艇在生产时边制造边改进,不同批次潜艇的性能和配备也不尽相同。

网上将最新、也是改动最大的一个批次称作093G型,以区别此前的093潜艇。


纳兰容若 - 网易博客

中国第一艘核潜艇下水老照片。但受制于当时国内的技术水平,该潜艇存在较多问题


上世纪50年代美苏两国开始设计、建造核潜艇,中国海军开始着手研究国产核潜艇——091型攻击核潜艇。首艇401艇于1966年开工,1970年下水,让中国成为继美、苏、英、法之后第五个掌握设计、建造核潜艇的国家。

不过受到当时国内经济技术水平、工业基础等方面的限制,091型攻击核潜艇在设计定型的时候存在较多的问题,包括深水试验还没有进行、配套武器还没有完成研制等。为此80年代有关部门决定主抓091型攻击核潜艇的齐装配套,以形成战斗力。在加快国内系统发展的同时,还从国外引进了部分先进系统,如法国的DUUX-5舷侧三元测距声呐,以提高091型核潜艇的战斗力。在此基础上,中国海军又设计、建造了第二批3艘091型攻击核潜艇。与第一批2艘相比,091型攻击核潜艇的第二批艇的艇身进行了加长,以容纳静音降噪设备;艇体铺设了消声瓦,以进一步降低噪声;并对艇载作战指挥系统、水声系统进行了改进,艇载武器增加了YJ-82潜射反舰导弹,使潜艇在战术技术指标上有一定的提高。


在研制第一代攻击核潜艇的同时,中国海军和相关单位就开始就新一代国产攻击核潜艇的发展进行了早期论证和研究。70年代随着091型攻击核潜艇的下水,第二代国产攻击核潜艇的研制提上日程,为此有关单位将关键的核动力系统放在了首要位置来考虑,通过多次讨论,确认新一代国产攻击核潜艇的动力系统应该具备大功率、长寿命、高可靠性等特点,重点突破自然循环技术,以提高潜艇的静音性能和整体战术技术指标。令人遗憾的是,由于核动力推进系统需要资金、技术方面进行大量的投入,而上世纪80年代国家战略调整,主要精力放在了经济建设方面,对于相关领域投入不足,造成新型核动力系统的研究进展处于停滞状态,这直接影响了093型攻击核潜艇的设计、建造和未来发展。


纳兰容若 - 网易博客

093核潜艇剖视图。核反应堆性能直接影响核潜艇战斗力,其研制难度也十分巨大


上世纪90年代,随着冷战的结束,前苏联的解体,我国的国家安全形势和环境有了明显的变化,中国海军的作战任务也由抗击强敌入侵,转变为强敌干涉背景之下的国家统一之战。在这种情况下,攻击核潜艇的作用更加重要,而现役的091型攻击核潜艇虽然经过多次改进,但是受到原始设计的限制,其战术技术指标与国外先进核潜艇存在着较大的差距,并且升级潜力已经挖掘完毕,所以海军亟需新一代攻击核潜艇。在这种背景之下,第二代国产攻击核潜艇——093型艇正式上马。

首艘407号于1998年开工建造,2002年下水,2006年交付部队;第2艘于2008年交付部队。

根据海外的资料,093型攻击核潜艇的长度大约为100米左右,宽度为11米,水下排水量大约7000吨级左右。从相关图片来看,093型攻击核潜艇仍旧采用了091型攻击核潜艇的水滴形艇体设计、围壳舵和尾部十字舵,单轴推进,其加长的空间主要用于容纳新型水声系统、艇载武器和静音降噪声设施。


纳兰容若 - 网易博客

外媒制作的各国各型潜艇对比图,093型核潜艇排水量属于中等水平


安静性能是潜艇的关键指标,091型攻击核潜艇受到当时条件的限制,静音性能较低,所以093型攻击核潜艇将改进静音性能作为一个重点性能来对待,在水动力、机械、管路等多方面采取了一系列的措施。

水动力方面优化潜艇的线型,改善流场状态和压力分布,如采用多段式开缝排水口、机翼状指挥塔围壳等,以降低流体噪声,同时也有助于降低潜艇的阻力,提高潜艇的稳定性、机动性能和操纵性能;机械、管路噪声方面,一方面降低系统本身的噪声,如潜艇推进系统的齿轮,过去国内受到加工手段的限制齿轮加工精度较低,只能达到D级水平,而在国外却可以达到E级,这样就导致了齿轮咬合不紧,容易产生振动和噪声,还降低了系统的效率,所以093型攻击核潜艇对此进行了全新设计,依托国内加工水平的进步,研制了全新的推进系统,提高系统效率,还降低了潜艇的噪声;在减振降噪的手段方面,093型攻击核潜艇的艇体铺设有消声瓦、主要设备采用了浮筏减振设备、管路采用吸声材料等,进一步降低了潜艇噪声。


由于前期投入不足,093型攻击核潜艇在设计、建造的时候痛感技术储备薄弱,其中以核动力推进系统最为突出。在第一批艇开始设计的时候,设计人员就感觉无(新)堆可用,因此093型攻击核潜艇采用的应该是第一代攻击核潜艇反应堆的改进型,主要提高系统的功率和可靠性,在自然循环、效率等指标方面距离国外先进水平可能还是有一定的差距,这样就导致了093型攻击核潜艇水下航速不足,同时也影响了潜艇的静音性能。根据国外的资料来看,普遍认为093型水下航速在26节左右,低于第三代攻击核潜艇的30节。另外国外第三代攻击核潜艇反应堆具备较好的自然循环能力,可以在中低速的情况下不开启主泵,因此安静性能较好,所以093型攻击核潜艇在静音水平等方面与国外三代攻击核潜艇肯定存在了较大的差距。

武器和水声系统方面,093型攻击核潜艇主要武器是艇艏6具533毫米鱼雷发射管,可以发射国产鱼-6大型热动力线导反潜/反舰多用途鱼雷、YJ-83潜射反舰导弹、水雷等武器。水声系统包括艇艏主/被动综合阵、舷侧三元测距阵和线列阵。其中它的舷侧三元测距阵是DUUX-5的国产改进型,它使用面积阵替代了原来的点元阵,这样就提高了灵敏度,不需要潜艇进行多次机动来确定目标的方位,增强了潜艇对付水下目标的能力。

拖曳阵列声纳方面,由于配套设备的研制没有跟上进度,所以093型攻击核潜艇的首批艇没有配备拖曳线列声呐,从而限制了它对付现代安静型潜艇的能力,相比较之下094型战略核潜艇已经配备了拖曳线列声呐。


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潜艇用核反应堆个头并不大,要在这种重量和体积下实现静音高功率,设计难度可想而知


由于093型攻击核潜艇的首批艇存在较多的局限,首先就是它的核反应堆功率不足,水下航速偏低,这个速度为战略核潜艇低速护航尚可,但是用来和敌方第三代核潜艇进行对抗时就力不从心。从国内外海军的经验来看,航速高的潜艇在对抗时占据较大的优势,可以迅速占据有利阵位或者迅速摆脱对方。核反应堆功率不足也导致在跟踪对方核动力航空母舰时也比较困难,尼米兹级这样的核动力航母最高航速就在30节左右。另外093型攻击核潜艇的武器搭载能力较低,093型攻击核潜艇的首批艇没有配备垂直发射系统,只能使用鱼雷发射管发射武器,考虑到反潜及反舰任务的要求,现代潜艇一般要求搭载3次齐射的鱼雷数量,也就是18枚鱼雷,而093型攻击核潜艇的武器搭载数量应该在30枚以下,这样能够搭载的反舰导弹和巡航导弹的数量就比较有限,从而限制了093型攻击核潜艇的作战能力,尤其是多用途作战能力方面。


根据海外的资料,中国海军又设计、建造了093型攻击核潜艇的第二批潜艇。与第一批潜艇相比,093型攻击核潜艇的第二批潜艇(网上称之为093G型,以与早期型号有别)最大特点就是增加了一个分段,用来容纳导弹垂直发射系统。

从它的大小来看,这个分段大约可以容纳12个发射单元的垂直发射系统,可以发射12枚导弹。垂直发射系统与水平发射相比,优点就是巡航导弹不与鱼雷和反舰导弹争夺鱼雷发射管;另外导弹采用垂直发射,可以使得导弹在水中弹道简单、出水状态比较稳定,控制系统比较简单,备弹数量多并且可以同时发射多枚导弹,进行饱和攻击。

从各国舰载导弹的发展来看,垂直发射化可以说是一个趋势,有助于实现潜射和舰载导弹的统一。

因此垂直发射系统的配备大大提高了潜艇的作战能力,尤其是多用途作战能力。


另外093型攻击核潜艇第二批艇的其他改进可能还包括,对反应堆进行升级和改进,提高功率,以便在潜艇吨位增加的情况下,仍旧能够保持一定的水下航速,并提高自然循环能力,降低潜艇的噪声;改进还可能包括为潜艇配备拖曳线列声呐,完善水声系统,以增加潜艇的作战能力。


在完善093攻击核潜艇同时,中国海军及相关单位又开展了新一代攻击核潜艇的研制,随着国家经济技术实力的不断上升,综合国力的不断增强,多个技术难关迅速被攻克,其中最关键的就是核动力推进系统。

根据相关新闻报道,相关单位已经完成了一体化自然循环反应堆的研制,具备较强自然循环能力的二回路系统也研制成功,这样就大大降低了国产攻击核潜艇的噪声水平,为国产第三代攻击核潜艇的研制扫清了最主要的障碍。

根据相关新闻报道,中国海军第三代攻击核潜艇具备高航速、大装载、远程探测、综合隐身等特点,采用新一代一体化反应堆,配备了新一代垂直发射系统,可以发射多种巡航导弹、反潜导弹及反舰导弹,水声系统包括艇艏综合阵、舷侧线列阵及拖曳线列阵,具备较强的探测能力,其整体作战能力比093型攻击核潜艇又有了较大的提高,达到或者接近国外先进水平,有力地增强了中国海军的水下作战能力。


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弗吉尼亚级设计时就采用垂发系统(下方),后来升级成更灵活的模块化垂发

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