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从游向澳洲的“苍龙”看日本潜艇的发展

2015-02-10杨王诗剑

兵器知识 2014年8期
关键词:斯特林苍龙自卫队

杨王诗剑

1942年5月31日,深谙偷袭之道的日本海军派出3艘M24型潜艇趁着夜色对悉尼港发动了突然袭击,澳大利亚皇家海军的“库塔巴尔”号战舰受损,19名澳大利亚水手和2名英国军官丧生。72年后,日澳两国在东京举行的“2+2会晤”中,就建立缔结共同研发“防卫装备”协议达成一致,其中的重要议题之一就是潜艇技术的转让。联想到此前澳防长约翰斯关于日本“苍龙”级常规动力潜艇是“世界最好”的夸赞,“苍龙”游向澳洲已是铁板钉钉。

历史的变迁总是带有些许讽刺的意味。对于澳大利亚来说,向当年偷袭自己的敌人购买当年偷袭自己的武器,做出这样的决定并不容易。抛开政治因素,“苍龙”级潜艇的优异战技性能无疑是吸引澳方购买的根本原因。

四十年磨一“龙”

“苍龙”级之所以备受关注,很大程度上是因为它是日本第一级按照AIP(不依赖空气推进装置)潜艇设计制造的潜艇。其采用了斯特林发动机的AIP系统,能够在水下持续潜伏2~3周,相对于未采用AIP技术的常规动力潜艇,深海隐蔽能力得到了明显增强,暴露率大大降低,对执行反潜和伏击任务具有重要意义。虽然AIP潜艇并不是新鲜事物,但如果了解了日本人坎坷的AIP研究之路后,或许会明白为什么日本国内对“苍龙”级寄予厚望了。

日本曾是世界上早期参与潜艇AIP技术研究的国家之一。最初,它将重心放在了燃料电池技术的研究上,到了20世纪70年代中期,日本对燃料电池推进系统的研究已取得初步成果。但由于系统的功率十分有限,根本无法满足现代潜艇水下航行的要求,最后只好放弃了进一步研究。

到了1986年,瑞典研制的斯特林发动机系统已经基本上达到实用状态。于是,日本决定走一条“引进再消化”的捷径:从瑞典直接购进斯特林发动机的主机,然后自己研制配套的辅助设备和系统,最后再设计出自己的潜艇用斯特林发动机推进系统。1991年和1995年,日本从瑞典的考库姆公司先后购进了2台斯特林发动机的主机,正式开始了基于斯特林发动机的AIP技术研制工作,并且迅速着手研制相应配套设备,初步计划在建造“亲潮”级潜艇时,装备斯特林发动机AIP系统。

然而,研制进度并不乐观。由于在斯特林发动机的研制方面尚有一些没有攻克的技术难题,“亲潮”级潜艇并没来得及装备AIP系统。直到1997年,日本的斯特林发动机系统的研制才初见成效,并陆续开始了陆上运行试验。2000年12月,日本对“朝潮”号训练潜艇实施改装工程,把斯特林发动机系统装备在该艇上。一年后,经过改装的“朝潮”号训练潜艇被移交给日本海上自卫队,并作为潜艇AIP系统的水下试验平台公开亮相。这也标志着日本的潜艇AIP技术在经历了长达30年的漫长探索与努力之后,终于逐渐走向成熟和完善。

如今的“苍龙”级便是日本人对AIP技术不懈追求的一个缩影。不难想到,如此丰厚的积累必定会催生出优秀的产品。作为日本海上自卫队最新装备的常规动力潜艇,“苍龙”级有许多性能已经接近甚至超过了部分攻击型核潜艇,有“准核潜艇”之称。

那么,四十年磨出的这条“龙”到底有多优秀呢?

AIP潜艇中的翘楚

除“苍龙”级外,目前世界上采用了AIP技术的常规动力潜艇主要有瑞典的“哥特兰”级、德国的212A型、法国出口的“阿戈斯塔”90B型、荷兰的“海鳝”级。这四型常规动力潜艇分别代表了四类成熟的AIP技术:斯特林发动机(SE/AIP)、燃料电池(FC/AIP)、闭式循环汽轮机(CCST/AIP)和闭式循环柴油机(CCD/AIP)。现阶段,四类技术各有优劣,长远来看,常规动力潜艇向AIP发展是趋势。因此,AIP潜艇之间的横向比较更有价值。

首先,从艇体设计上看,“苍龙”级的各项指标非常突出。

其一,它的水下排水量达到4200吨,远超世界上其它AIP潜艇2000吨级的水下排水量,这意味着它可以搭载更多的人员、物资和武器,作战对象、范围和时间都得到大幅拓展。

其二,它的艇体结构全面采用NSI-10高强度钢,最大下潜深度达到惊人的500米,甚至超过了部分核潜艇,AIP潜艇中212A型也只有400米。更深的下潜深度使得“苍龙”级能够利用深海海水的复杂声学特性进行掩护,进一步增强了自身的隐蔽性,大大降低了被发现的概率。

其三,它安装了X形尾舵,在复杂海况下的适航性明显优于“阿戈斯塔”90B型,与“哥特兰”级和212A型基本相同。但“苍龙”级尾舵的4个舵板可以分别进行微控,能够保证潜艇在水下空间里进行三维自由运动,性能更为先进,这为“苍龙”级提供了极佳的水下机动性,使其具备快速摆脱跟踪和追赶目标的能力。虽然X尾舵操作更复杂,系统的设计难度和成本也更高,但考虑到对作战能力的显著提升,这些也就不值一提了。

其次,从噪音控制上看,“苍龙”级采用多项技术综合提升了安静性。

一是其艇体表面贴有消声瓦,覆盖了消声涂层,并将全部机械设备安装在浮筏基座上,基座与潜艇艇体柔性连接,使主机等设备产生的机械噪音不易传到艇外。这与212A型所采用的整体浮筏技术类似,大大优于“哥特兰”级、“阿戈斯塔”90B型和“海鳝”级。

二是其推进器采用了与“哥特兰”级和212A型相同的低噪音7叶大侧斜螺旋桨。相对于“海鳝”级的5叶螺旋桨,7叶大侧斜螺旋桨的每叶推力减少,延迟了空泡的产生,达到了降低噪声的目的。

三是其指挥台围壳前缘根部与潜艇艇体的连接处呈圆弧状平滑过渡,不仅降低了水流通过指挥台围壳时的阻力,还大大减少了海水流过指挥台围壳之后所形成的湍流,使得艇体周围的流场更趋于平稳,降低了流体噪声,提高了安静性。可以说,“苍龙”级的总体噪音控制处于世界顶尖水平,几乎可以傲视全球。

日本原海上自卫队反潜机飞行员川村纯彦提到,一位美国海军高官曾说过:美国的潜水艇是安静的(quiet),而日本的潜艇是超安静的(ulthra quiet)。足见世界头号军事强国也对日本潜艇的降噪技术佩服有加。endprint

再次,从武器系统上看,“苍龙”级的侦测能力、控制系统和攻击火力都十分强大。

在探测技术上,“苍龙”级除了传统的艇壳声呐和拖曳式线列阵声呐,还罕见地装备了与核潜艇相同的舷侧被动声呐,能同时对多个方向进行远距离探测,主动发现能力较侦测能力极强的212A型也不落下风。

在控制系统上,“苍龙”级采用了新型艇内网络系统,艇上作战情报处理系统均采用成熟的COTS商用计算机技术,全套系统基本实现国产化,并且兼容于海上自卫队与美国海军的战术网络,协同作战能力更趋完善。

在打击火力上,“苍龙”级装备有6个533毫米鱼雷发射管,可发射日本自行研发的89型鱼雷、“鱼叉”导弹以及布放水雷等,攻击手段丰富多样,反潜反舰能力十分突出。由于吨位优势,总携弹量比“哥特兰”级、212A型、“阿戈斯塔"90B型和“海鳝”级均要高出不少,火力持续性更强。

综合来看,“苍龙”级潜艇绝对称得上是“世界上最出色的常规动力潜艇之一”。这绝非偶然,实际上,日本的潜艇设计和制造工业的功底十分深厚。“苍龙”背后的功力

日本的潜艇工业可以追溯到上世纪初。1907年日本从美国引进了“霍兰”级潜艇,从此开启了日本的潜艇时代。到二战时,日本联合舰队的潜艇战队规模已经超过了100艘,甚至还-建造了当时最大的潜艇——伊400级水下航空母舰。但由于战术不当等原因,日本潜艇部队在二战时期的表现乏善可陈。战后,作为战败国,尽管日本曾一度被禁止拥有潜艇这样的进攻型武器,但冷战期间美国为了加强对苏联的围堵,部分解除了对日本的限制。1952年,日本海上自卫队从美国租借了1艘“小鲨鱼”级潜艇,命名为“黑潮”号,从此再次起步潜艇发展,这也决定了“苍龙”级之前的所有潜艇的命名规则。不难看出,日本的潜艇工业始终与美国紧密相关。

从潜艇的发展策略来看,日本走的是“控制数量,重视质量,高速更替”的路子。从1976年确立的16艘潜艇体制到2010年确立的22艘潜艇体制,日本海上自卫队一直控制着潜艇的总规模,这就决定了新的潜艇入役必然要淘汰旧的潜艇。战后,日本共建造了9个级别的潜艇,平均不到6年即推出一级。自上世纪70年代以来,保持以每年退役1艘旧艇、服役1艘新艇的频率对潜艇部队进行更新换代,速度惊人,其潜艇的平均服役年限只有15年,相当于国外潜艇服役年限的一半。并且对于同一级潜艇而言,每艘潜艇必定是前一艘的技术改进型,这使得整支潜艇部队始终保持着技术上的高位。显然,目本采取这种发展模式是为了保持足够强大的水下力量,坐稳“亚洲第一”的位置。但从更深层次上分析,主要原因恐怕还是为了保持本国潜艇工业的活力,特别是确保宝贵的设计、建造队伍不流失。因此日本海上自卫队一般会在一级潜艇结束建造的时候,淘汰上一级潜艇并且马上开工下一级,以此保证潜艇工业发展的活力和延续性。

当然,潜艇工业涉及到众多高科技领域,需要强大的军工实力作为后盾,而日本军工产业的发展空间却十分有限。由于长期受限于“武器出口三原则”。军工企业的客户主要是日本自卫队,军需市场相对封闭,这并不利于降低武器装备的研发成本和发展尖端国防技术。因此以三菱重工等为代表的军工巨头一直极力推动日本政府放宽“武器出口三原则”,破除这一发展壮大军工的最大障碍。这是“苍龙”出海的重要推力之一。永不停歇的更新

日本海上自卫队认为在2020年以后,区域内国家和地区的海军特别是水下作战能力将会有较大的发展。俄罗斯海军最新的“北德文斯克”级攻击核潜艇已经服役,韩国海军已经引进德国的214型AIP潜艇,并且在此基础上自行建造了KSS-3型潜艇。至于其最关心的我国海军,新型潜艇也正在持续建造之中,而且多种反潜手段和装备也在逐步完善。显然,在这种作战环境中,“亲潮”级已经力不从心,即使“苍龙”级也没有太大的优势,所以尽快装备新一代潜艇是日本海上自卫队的急需。实际上,根据日本潜艇部队的更新规律推测,新一代“高科技潜艇”必定已在紧锣密鼓的研制当中。从目前披露的消息来看,其最新一级潜艇在“苍龙”级的基础上,对AIP系统、声呐探测系统和武器系统进行了大幅的升级,基本方向还是朝着大型化、ALP化发展。

一是采用燃料电池的AIP系统。“苍龙”级安装的斯特林发动机是日本引进瑞典专利生产的,对于一个科技强国来说,显然不愿意看到核心军工技术掌握在别人手里,因此日本人对AIP技术的研究从未中止。从日本防卫省相关机构的研究项目可以发现,日本新一级潜艇将采用自行研制的基于燃料电池的AIP系统。上文提到,日本曾对燃料电池AIP技术进行了长时间研究,有了相当的技术积累,而用于新一级潜艇的燃料电池系统很可能由在新能源汽车技术方面一直处于全球领先地位的丰田公司提供。从技术上看,相对于斯特林发动机,燃料电池的功率和效率都更高,静音性更好,是未来AIP技术发展的方向。根据相关资料显示,在同等燃料的情况下,采用燃料电池AIP系统的潜艇水下续航能力要比其它3种AIP系统高2倍以上,这意味着日本新一级的潜艇能够在水下游得更快、更长、更静。

二是采用了艇艏保形声呐阵列。这可能是继俄罗斯的“拉达”级之后,第二种采用保形声呐阵列的常规潜艇。相对于艇艏圆柱形声呐基阵工作频率较高、基阵接收面积较小等缺点,艇艏保形接收阵可充分利用导流罩的纵向空间,增大了约3倍的基阵孔径,从而降低工作频率。这种设计所带来的直接优点是,在空间有限的情况下能够提高潜艇的远程探测能力,主动发现距离得到大幅拓展,这对于体积较小的常规潜艇来说是非常宝贵的。除此之外,它的舷侧声呐阵比“苍龙”级有所扩大,因此全向探测能力也变得更强。

三是采用新型作战系统和弹药。新一级潜艇将会是日本第一级具备网络中心战能力的潜艇。它可以通过卫星将获得的水下声学信息传递给指挥控制中心和其它作战单元,实现关键节点的信息共享,这对于日本海上自卫队来说是一个巨大的飞跃。更直观的讲,新一级潜艇相当于日本海上自卫队反潜体系的一个节点,该体系中还包括以22DDH型直升机航母为首的新一代水面舰艇、P-1反潜飞机、水下声呐队及数据链等,综合作战能力较强。此外,新一级潜艇可能会配备日本正在研制的G-RX6鱼雷,该鱼雷是在89式鱼雷的基础上,对近海复杂声学环境下探测和识别目标的能力进行了重点改进。它最突出的特点是配备了日本自行研制的声成像制导系统,灵敏度高、识别能力强,具备对抗配备有自航式声诱铒潜艇的能力。

无论是正在装备的“苍龙”级,还是处于研制中的新一代“高科技潜艇”,日本的潜艇技术在世界上处于领先地位是毋庸置疑的。不过,其潜艇部队的不断扩大以及远超自卫队所需的战技指标,在某种程度上也反映了日本追求“正常国家”的野心不死。先进的武器装备并不可怕,可怕的是它掌握在邪恶的人手里。 [编辑 山水]endprint

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