新概念潜艇技术发展特点分析.docx

新概念潜艇技术发展趋势研究张旭 贾地 钱正芳（海军装备研究院舰船所）摘要 为了打赢下一场战争，各国都在认真研究未来战争样式和特点，积极探索新概念装备和技术，潜艇具有隐蔽性好、打击突然等特点，历来受到各国海军的高度重视，面向未来，对新概念潜艇的研究目前十分活跃。本文分析了目前已公布的新概念潜艇概念图象，对关键技术进行了研究和总结。关键词新概念潜艇 关键技术哲学中，概念是思维对事物本质特征的反映，因此，从历史唯物的视角来看，概念作为思维运动的结果是相对的和发展的，新概念是相对于传统概念的发展，具体说来，新概念潜艇就是与传统概念潜艇在名称、定义、例子和属性等方面有着巨大创新和突破的未来潜艇。人类社会正在从工业时代向信息时代过渡，信息革命的浪潮正在荡涤工业时代的军事思想、文化、作战方法、组织编成和武器装备。面对剧烈变化的国际形势、迅猛发展的高新技术，为了打赢下一场战争，各国都在认真研究未来战争样式和特点，积极探索新概念装备和技术已成为当前世界军事装备与技术发展领域最鲜明的时代特征之一。一、 国外新概念潜艇研究概况潜艇具有隐蔽性好、打击突然等特点，历来受到各国海军的高度重视，面向未来，为了应对下一次可能出现的海上危机，各发达国家都在积极探索和发展自己的新型高性能潜艇装备，对新概念潜艇的研究目前十分活跃，其中，美国、俄罗斯、英国、法国等国公布了各自新概念潜艇的图象。1、美国1）美国Forward PASS研究组设计的新一代潜艇该型艇艇长156m，耐压壳直径10.35m，非耐压壳体直径12.8m，正常排水量为10200t，装载72枚“战斧” 导弹，12枚重型鱼雷，2个无人潜器，取消指挥台围壳装置，潜艇尾部采用X型艇尾，综合电力推进系统、艇艏共形声呐阵列、先进的信号控制系统。2）美国电船公司推出的21世纪新概念潜艇该型艇完全采用扁平外形，保留指挥台围壳并与艇体融为一体，采用外挂式武器发射装置及垂直发射系统，采用X型艉翼。3）美国Forward PASS研究组提出的扁平型概念潜艇该型艇扁平状，取消了指挥台围壳，艇艏设有共形声呐列阵，艉操纵面上两组垂直艉翼/方向舵，双壳体结构，并列三圆柱壳体，武器发射系统全部外置，抛出式发射武器弹夹装置，以降低武器发射时的暴露率。2、俄罗斯扁平型新概念潜艇该型艇总长为58m，型宽为49m，型深为17m，排水量为11800t的核潜艇，排水量介于3000t5000t的常规潜艇，球形+环形耐压壳体结构。3、英国1）英国宇航公司推出的新概念潜艇该型艇超安静型喷水推进吊舱，并与布置较低的舵相配合，采用艇首鸭嘴形声呐阵和艉翼阵。2）BMT防务公司正在研究的新概念潜艇。该型艇艇长80.8米，艇宽11.4米，耐压壳直径7.6米，水面排水量3700吨，水下排水量4195吨，水下最大航速30节，通气管最大航速20节，燃料电池AIP的最大持续速度10节，最大续航力:20节时6000海里 10节时13000海里，水下续航力：水下5节不小于3360海里。自持力:60天，人员编制:25人。4、法国DCN公司母子艇由母艇（中大型潜艇）携带，从安全海区航行至中间海区（危险度较低），然后子艇（小型潜艇）离开母艇在战斗海区执行任务。此作战样式实际上是突破了传统潜艇独立作战思想的一种水下作战平台协同作战新概念，充分发挥了小型潜艇灵活机动隐蔽性好的优点。从上述已公布的新概念潜艇概念图象来看，未来新概念潜艇无论在外型、性能，还是作战使用方式（更加突出协同作战），已超越了目前潜艇属性。实际上这种超越是未来作战需求对潜艇装备能力要求的体现。未来高技术条件下的局部战争，是以信息化为基本特征的战争，以信息战为重要样式，是逐步向信息化战争这一崭新战争形态演变的战争。未来信息化条件下的海战新的特点包括：海战场将呈现多维立体，由海向陆，多网相连，武器交链，有序控制，融合一体，栅格定位等信息化的特征；作战行动往往在陆、海、空、天、信息等多维空间同时展开，作战的成败取决于各种力量的紧密配合与优势互补；各种作战要素优化配置，对目标的攻击更为精确、可控、协调、有效，以快速的信息流支配传统的物质流和能量流。而上述信息化海战特点对潜艇这种机械化时代的典型装备提出了新的能力要求，即：更好的隐蔽性、更高的机动性、更强的火力和更好的信息化水平。二、 新概念潜艇关键技术装备是技术的物化和展示，新概念潜艇是新的潜艇设计思想和潜艇新概念技术发展在潜艇装备上的结晶。从目前已公布的新概念潜艇概念图象来看，其支撑关键技术包括：1、新概念潜艇水动力技术单轴、单桨、水滴型是现代潜艇典型外形，因此，目前潜艇水动力技术研究针对上述外形，在快速性（含推进）、操纵性以及隐身等方面展开，而且无论常规潜艇还是核潜艇，其总体布置和总体优化设计也是以上述外形包络进行。经过近半个世纪研究，传统的单轴、单桨、水滴型已难以满足更好的隐蔽性、更高的机动性、更强的火力对潜艇的要求，因此新概念潜艇采用隐身外形、非常规控制面及灵活的全方位推进控制方式，取消指挥台围壳和升降装置，另外采用柔性表皮控制流场和涡的产生，减少航行阻力和流噪声。目前新概念水动力技术研究包括新概念潜艇外形技术、新概念潜艇推进技术、新概念潜艇减阻技术、新概念潜艇操纵面技术等技术研究。2、新概念潜艇隐身技术隐身是潜艇最突出的特点和优点，通过采用各种措施实现隐身性能的跨越式提高，也是目前新概念潜艇研究重点。目前已知的若干新概念潜艇大都采用双层壳体设计，潜艇耐压壳体建造成简单的圆柱壳体结构，潜艇的非耐压壳体的设计突破了常规的水滴型或拉长水滴型，而采用类似比目鱼的扁平流线线型，同时取消指挥台围壳或采用可回收的指挥台围壳等。扁平流线型壳体可以在水平方位上显著降低目标强度，这也是目前的新概念潜艇突破常规潜艇线型设计，而采用类似比目鱼扁平流线型设计的一个重要原因；同时，利用双层壳体设计充足的空间，在外壳以及内部耐压壳体表面敷设吸声覆盖层，并且在两层壳体之间填充吸声材料，这样都可以降低主动回声强度，减小目标强度，降低辐射噪声，提高隐身性能；另外，在结构设计上，围绕主要噪声源，如动力系统设置专门的耐压舱段采用集中布置并采用智能减振浮筏、阻尼敷盖层等多种措施。3、新类型动力系统技术目前潜艇尾部的推进系统占据了整个艇长的50%，支配了整个设计。为了解除该设计约束，新概念潜艇将采用无轴推进技术，此推进系统不需要穿透耐压壳的轴，去掉减速齿轮装置和推进轴系，使艇体尺寸大大减小，备选方案包括分布式泵喷推进技术，采用内部驱动、轮缘驱动和轮毂驱动形式。另外，新概念潜艇还研究使用除传统核动力、柴电动力外的其它形式动力，如英国BMT防务公司正在研究的SSGT潜艇是一种非核、全电潜艇，该潜艇采用了一种新颖的组合推进组合，即燃气轮机交流发电机、燃料电池和钠氯化镍电池相结合，在动力系统上看，SSGT潜艇独树一帜，在航程、航速和自持力方面显著优于现有常规潜艇设计，国外称为第4类潜艇。4、新型发射储存装置和有效负载技术突破传统潜艇武器主要布置在耐压壳内的方式，新概念潜艇多采用耐压壳外部储存和发射装置，用于取代传统发射管和垂直发射系统。该方式类似于轰炸机弹仓装备释放航空炸弹，只需将武器舱门打开即可，具备自由选择武器尺寸及利于无人潜航器利用等突出优势，由于不占用艇内的空间，这种系统也可以使潜艇艇体尺寸大大减小，建造成本也更低。另外，由于战略核力量的缩减，对潜射核导弹部署的需要减少，而射程短、体积较小的常规导弹更加适合海军的作战需求，因此未来战略弹道导弹和战术弹道导弹可以分别装备不同的弹道导弹核潜艇，或混装在同一艇上，这样弹道导弹核潜艇可以承担多种作战使命。此外，适应未来信息化海战需要，新概念潜艇均以潜艇来充当各种潜器的搭载平台，法国已公布的新概念潜艇图象中甚至包括携带小型潜艇协同作战，美国洛克希德-马丁公司正在开发一种潜艇携带的多功能无人驾驶飞机，该装备能视其装备的不同类型的仪器而灵活执行侦察和打击任务。5、新概念潜艇平台信息化技术新概念潜艇平台信息化技术，该技术实际上是智能舰技术在潜艇上的体现。智能舰的概念及发展计划是美国海军1995年首次提出的，是针对舰船的平台各系统，采用现代信息技术、智能控制技术和综合集成技术，实现舰船操纵、机电控制、损管等平台管理活动的智能化，并使平台系统一体化的新一代舰船。新概念潜艇平台信息化将使平台管理系统和作战系统综合成为全舰统一的信息系统，使全舰的作战指挥、武器运用、航行操控、机电控制、损管、训练、保障等实现一体化。智能潜艇技术可减少对舰员数量的需求，降低运行和维护费用；减少舰员的工作强度，增强舰员的态势感知能力，全面提升舰船各系统、设备和装置对事件的反应能力和控制的准确性；大幅度增强设备的通用化、标准化和系列化，最终达到减员增效、提高战斗力的目的。6、其他关键技术除了水动力、隐身、动力系统、有效负载、信息化技术外，新概念潜艇关键技术还包括：潜艇主动防空技术，采用水下发射的防空导弹为潜艇提供与反潜飞机对抗的措施；潜艇超高频多功能天线技术，使潜艇能在潜望镜深度实现高数据率卫星通信的天线技术；低剖面天线概念，发展和演示一种可从拖曳浮标上部署低剖面天线的可行性, 它可使潜艇在潜望镜深度以下实现高数据率的双路卫星通信；艇体极低频(ELF) 接收天线，发展安装于艇体上可接收ELF 信号, 并且在潜艇加速和深潜时仍有效的天线；声场监视技术，发展和演示先进的声传感器技术(以提供低成本光纤阵和多线阵)、小直径阵设计和安装于艇体的声传感器；鱼雷制导和控制，发展鱼雷传感器和信息处理技术, 以改善浅水战性能, 提高混响抑制和增强反对抗能力；高速鱼雷动力系统，研制先进的鱼雷能源, 包括锂基羟推进剂和用于未来武器的新型能源；长续航无人潜水器(UUV) 动力系统，发展UUV 用的负担得起的长续航低功率能源,包括电动机和锂/ 钴二氧化物可充电电池； UUV静寂技术，发展UUV 用的通信、导航和自动控制技术, 以及用于UUV 和减少鱼雷信号特征的技术；水下战斗部和爆破器材，发展战斗部炸药和引信技术, 以提高水下攻防武器性能。三、 结束语从美国独立战争“海龟”艇第一次用作战斗武器算起，到现在已有200多年了。在这两百多年中，潜艇在实战应用中体现出了巨大的杀伤力和威慑力，潜艇与反潜之间永不停息的“矛与盾”之争也促使潜艇技术日新月异。各军事强国对发展新型潜艇不遗余力，潜艇也在战争实践中一步步成长为各国海军的重要兵力。潜艇在现代战争中发挥着日益突出的重要作用，各军事强国面向未来海战的需要，纷纷推出各自的新概念潜艇发展规划，欲通过在此领域占得先机，进而在应对未来海战新的变革与挑战中赢得主动。超级大国凭借其强大的综合国力和高度发达的科学技术在世界范围内推行着强权政治和霸权主义，甚至制定了新的海军军事战略，进一步将战场由远洋转向了交战国的近海，其新的海洋战略已经在其新一代潜艇的设计中得到了最充分的体现。我国作为发展中国家，正利用近一段时间的难得的机遇期全力发展经济，提高人民的物质文化生活水平。我们不可能和超级大国进行全面的军事抗衡，所以发展新概念潜艇，对提高我军的战略威慑能力和打赢高科技条件下的局部战争的战术能力，显得尤为重要。由于种种历史原因，我国现有装备同国际先进水平还有不小的差距，如果我们沿用被动的跟进的方法来发展我军的军事力量是远远不够的，也是没有出路的。只有以创新的思维为指导，实现跨越式发展，瞄准潜在对手的战略战术的软肋，研发具有非对称性的，威慑性强的、技术财力可行的新概念潜艇才是上策。参考文献1、 美国每日防务2005年6月 DARPA为Tango Bravo未来潜艇计划研制无轴推进技术2、 法国航宇防务网站2006年11月 德国成功完成新型潜艇武器测试3、 美国每日航宇快报1996年11月 美国防部确定潜艇新技术计划4、 英国简氏防务周刊2005年6月 美海军计划提高潜艇自卫能力10