日本“苍龙”级潜艇作战性能的客观分析
2016-08-30徐依航
徐依航
日本“苍龙”级潜艇作战性能的客观分析
徐依航
2015年2月,澳大利亚政府宣布日本、德国、法国入围澳大利亚下一代潜艇联合开发意向国。日本则由政府为主体组织三菱重工和川崎重工参加,提供被日本吹嘘为世界最先进常规潜艇“苍龙”级4000吨改型竞标。
4月26日澳大利亚宣布,日本出局,法国赢得澳大利亚海军12艘潜艇采购大单,合同总额高达500亿澳元。
潜艇竞标结果表明,日本宣扬“苍龙”级为世界上最先进潜艇的自吹说法不攻自破。客观评价,“苍龙”级只是一型较为先进的常规潜艇,可以列入常规潜艇的第一方阵而已。
“苍龙”级潜艇的基本情况
“苍龙”级潜艇是日本海上自卫队现役最先进的潜艇,其主要任务是反潜、反舰、布雷和情报收集、水文和海底地形测绘等,它体积大、噪声小、潜航时间长、稳定性好,是一种既能执行近海巡逻警戒任务,也适合远洋作战的大型多用途常规潜艇,是目前世界上最先进的常规不依赖空气动力推进(AIP)潜艇之一。
“苍龙”级计划建造9艘,首艇“苍龙”号2009年3月服役,之后以每年入役一艘的速度,分别由川崎重工和三菱重工各建造4艘,预计2018年可以全部服役。“苍龙”号水面排水量2950吨,水下排水量约为4200吨,长84米,直径9米。乘员65人,水面航速最大航速13节,水下最大航速20节。安装4台斯特林发动机,通气管状态下续航能力能达到10000公里/8节。其水下航行时,噪音只有105分贝,低于海洋自然噪声。“苍龙”下潜能力十分惊人,其使用核潜艇的NS110型合金钢,屈服强度高达1000兆帕,极限潜深可达604米,实用潜深500米,远超“基洛”级的300米。
该级潜艇应用了诸多先进技术,使潜艇综合声学隐身性能得到进一步提高。采用“雪茄形”线型,指挥台围壳是帆罩外型。艇体和指挥台围壳的侧面都敷设了消音瓦,能够降低接收的主动声纳回波强度并阻绝舰内噪音振动向外辐射,消音瓦为橡胶材料,以黏合剂与艇体接合并用螺钉固定,避免出海值勤期间因黏着剂失效导致隔音瓦脱落,且隔音瓦与舰体之间的缝隙还会渗入海水,形成一个额外的吸音层,据计算其消音系数可达90%以上,理论上能使敌方主动声呐探测距离降低50%~75%。“苍龙”级所有机械设备均安装在浮筏基座上,基座与艇体柔性连接,主机及其他设备的大部分辐射噪音不易传导至艇外,此技术措施可使“苍龙”级潜艇的噪声降低15~20分贝。“苍龙”级采用X形尾舵,机动性和浅水适应性都优于使用十字舵的“亲潮”级,因为X形尾舵有效舵面积很大可以提高舵效,潜艇潜坐海底与靠泊时尾舵也不太容易发生碰撞损坏,比十字舵更适合在浅海环境使用。
“苍龙”号的动力和推进系统包括2台柴油机、4台V4—275R MkⅢ型斯特林发动机和1台主推进电动机、铅酸蓄电池、一具水下航行用的电动机等,单轴七叶片高曲度螺旋桨。整套AIP系统重约200吨,斯特林发动机是日本购买瑞典生产许可证后制造的,相关辅助性设备如液态氧舱、废气处理与排出装置包括自带液氧和燃料是日本自行研制的产品;该发动机的额定转速2000转/分,额定连续输出功率6 5千瓦。斯特林发动机在“苍龙”号上是作为辅助动力系统使用的,确保潜艇在水下4~5节低速航行时摆脱对空气的依赖,增加潜艇水下连续潜航时间和水下续航力。“苍龙”级潜艇可以在水下连续航行至少15天,这个指标在世界AIP潜艇领域是比较高的。“苍龙”级因为安装AIP系统增加了200吨载重,同时还必须将潜艇潜航与起浮的排水量控制在3000吨以内,否则潜艇需要重新设计,因此不得不压缩艇员操作和生活空间,不仅生活舱室狭小,连指挥控制室的空间容积也减少为原“亲潮”级的3/4,工作生活环境不佳。
日本计划以更先进的锂电池取代铅酸蓄电池,进一步提高持续潜航时间与速度,预计能将“苍龙”级的水下作战时间增加45%。与目前常规潜艇搭载的铅蓄电池相比,锂离子电池重量更小,能量密度大,充电速度更快,可以大幅提升潜艇水下巡航速度,锂离子电池是现有技术条件下代替潜艇用铅酸蓄电池的最佳方案。此外燃料电池效率高、噪声低,是未来潜艇AIP系统最理想的首选,日本在燃料电池研发方面实力雄厚,丰田公司的燃料电池汽车技术一直处于全球领先。按计划,日本将在下一代潜艇中使用燃料电池替换斯特林发动机,其动力组合将变成燃料电池+锂离子电池组+柴油机,水下低速和高速航行时间都会有大幅度的提升,噪音水平会一步降低。
“苍龙”级潜艇首艇“苍龙”号
2013年3月6日,日本海上自卫队在三菱重工神户造船厂举行苍龙级潜艇瑞龙号交付仪式,并向该艇授予舰旗
“苍龙”级潜艇的武备和信息系统
“苍龙”号装载的武备包括日本89式533毫米反潜鱼雷、美国AGM-84“鱼叉”反舰导弹与水雷等,最大携带量30枚,数量上为常规潜艇的世界第一。潜艇所有武器装备和各类设备管理采用新型网络系统,硬件配置向美海军学习,都采用了成熟可靠的商用计算机工作站,全艇自动化程度很高,人员配备从“亲潮”级的70名降至65名。其作战指挥控制和情报系统为ZYQ-51C,声呐系统为ZQQ-7。潜艇装备有英国授权日本生产的CM010非贯穿式光电一体化桅杆,桅杆集成了电子侦察、通信与导航、卫星通讯天线等,还装备了日本海上自卫队信息共享传输系统的指挥终端、MOF海上指挥控制系统终端,通信设备有卫星通信系统,低频通讯系统等。
武备系统及特点。“苍龙”潜艇艇首部装备6具533毫米HU-605型鱼雷发射管,分为上下两层水平布置排列,上层2具,下层4具;具备发射日本89式鱼雷、美制MK-37鱼雷、美国AGM-84 “鱼叉” 反舰导弹(也称“捕鲸叉”)及布放日本智能水雷的能力,通用性较好;数量为管内装填6枚,艇内携带24枚共30枚,具备远距隐蔽对舰攻击能力。
“苍龙”潜艇每艇都携有20条89式鱼雷。这种日本三菱重工业公司研制的重型鱼雷源自美国Mk48鱼雷,为反潜反舰两用型,壳体为高强度铝合金材料,适合大深度海域应用,航行时航迹很小,自噪声较低;鱼雷直径533.4毫米,弹长7000毫米,重量1.579吨,最大速度55节,最大航程50千米,最大潜深900米;其动力系统属半封闭循环系统,为斜盘电动发动机+过氧化氢+酒精;制导方式为光纤线导+主/被动声自导,线导方式采用日本独有的声图像制导模式,鱼雷被动声自导最大有效作用距离是2000米,性能世界领先,其他国家鱼雷被动声自导作用距离基本都在1000~1500米。89式鱼雷适合深海使用,浅海使用时性能不佳,不具备浅海水域攻击能力。
作战指挥系统及特点。“苍龙”级潜艇装备日本国产的ZYQ-51C战斗系统,是日本海上自卫队专为本国潜艇研制的标配装备,部分采用美国海军潜艇指挥控制系统的技术标准,可以与美海军现役的各类战术级指挥信息系统实现信息互通,系统全部使用通用商业标准的UYQ-70作战显控台,各分系统采用光纤作为数据总线进行网络联接,组成全艇综合信息系统,协同实施信息探测、水声对抗、反舰、反潜及情报数据的融合处理、共享分发。ZYQ-51C能与日本海上自卫队现有的ZYQ-31指挥控制信息系统结合,实现岸基作战指挥中心、水面作战或情报单元、水下作战单元之间各类情报信息的共享,形成空中、水面与水下战场作战态势的一体化。
声呐探测系统和特点。“苍龙”级声纳系统型号为ZQQ-7,改良自“亲潮”级的ZYQ-6,全系统包括潜艇艇首下方的圆柱形主/被动阵列声呐、艇首上部的侦察避碰声呐、艇体两侧的舷侧阵大型低频被动阵列声纳、艇尾的拖曳阵列声呐等,还配备了性能提升后的鱼雷水声对抗系统。特点是进一步增强了低频段声学远程探测能力,同时改善了在浅水海域复杂背景噪声情况下分辨、识别目标的能力。一般只有核潜艇才装备舷侧阵大型低频被动阵列声纳和拖曳阵列声呐,尤其是拖曳阵列声呐,常规潜艇基本不会配备,因为拖曳阵列声呐收放十分消耗时间,影响潜艇的机动性,在浅水海域使用容易受到海上航行的渔船和渔网等诸多限制,十分不便。
89式鱼雷源于美军MK48型鱼雷
“苍龙”级潜艇竞标失败原因分析
执行作战任务的种类比不上法国“短鳍梭鱼”。日本宣称“苍龙”级是多用途常规潜艇,可以完成反潜、反舰、巡逻警戒、编队护航、封锁、破坏海上交通线、情报收集与监视、布雷和特种作战等多种作战任务。但是比较法国“梭鱼”级核潜艇的常规动力版“短鳍梭鱼”型,德国“定制版”的216型,“苍龙”级没有搭载UUV和水下特种作战运载艇的能力,潜艇性能只适合远洋深海活动,近岸海域行动能力不强,并不具备在近岸海域完成情报收集与监视、布雷和特种作战任务的能力。
没有对陆攻击能力。“苍龙”级没有装备对陆巡航导弹是日本竞标失败的又一主要原因。受日本和平宪法的约束,“苍龙”级在设计时就没有考虑将来有可能装备对陆攻击性武器,并且日本也不敢公开研发对陆弹道导弹、巡航导弹等相关技术,同时美国也严格限制其拥有进攻性武器,只准许其发展所谓的防御性武器,也不批准美国企业对日本出口相关的武器与技术。这样导致“苍龙”级如果要满足澳大利亚配备对陆攻击武器的要求,势必要请求美国和西方国家相关武器生产商的技术转让,相关方面同不同意是个未知数,日本三菱重工和川崎重工公司没有潜艇改装对陆巡航导弹的经验。
装备来源过多,没有改装余地,工作生活环境条件无改装余地,对澳大利亚装备和后勤保障带来的困难很大。澳大利亚海军装备主要来自美国、英国和法国,装备保障体系按美国方式和标准组织实施,与日本有很大的不同,何况如果引入日本“苍龙”,岸基硬件保障设施投资和调整尚可以接受,但保障标准、操作规则、程序、考核检查细则等一系列的软管理体系与现行的体系有很大冲突,澳大利亚海军需要较长的时间去适应才能达标,对海军基层人员而言,不可能有官兵同意,反对的声浪会很响亮。此外,“苍龙”工作和生活舱室如此狭小,又没有改装增加空间的余地,使人高马大的澳方海军官兵望而生畏,要知道潜艇舱室环境的舒适度,绝不是只关乎潜艇官兵自身生活品质好坏的小事,而是关系潜艇作战能力持久和高低的大事。据一位曾担任过潜艇艇长的前海上自卫队官员透露,“苍龙”潜艇出海执行任务时因担心发出声音,尽量不使用海水净化装置,艇员每3天才洗一次澡,基本不使用洗衣机,每次出海都会携带大量替换衣物;潜艇内部比较狭小,只保留最低限度的设备,艇长以外的艇员睡觉使用上中下三层的小床,船员对话都是窃窃私语,关闭厕所门也尽量轻声。以上情节可以说明,“苍龙”的生活环境十分艰苦,这对潜艇海上长时间执行作战任务,保持战斗力稳定有很多负面影响。
没有转让澳方希望的技术,不愿在澳大利亚本土建造,无法帮助澳大利亚解决人员就业问题。日本“苍龙”方案对澳方承诺,可以随项目建设向澳方转让日本在潜艇建造方面相关的先进技术,主要有:先进的耐压钢材焊接技术,所谓绝密的消音瓦及固定技术,机械浮筏建造和联接,设备基座与艇体柔性连接等降低机械噪音的技术,作战系统集成技术,还答应把日本的最新锂离子电池技术提供给澳大利亚新潜艇作为替代瑞典的斯特林发动机,同时还提供可以在台风恶劣天气下正常运行的柴油机全天候通气管系统全套制造技术。这些对澳方而言没有多大吸引力,反而暴露了日本人防止技术泄露的所谓“小聪明”,澳大利亚最希望得到的是海洋信息技术特别是声呐和雷达等传感器探测技术,锂离子电池技术还凑合,其他日本愿意转让的都是机电技术,澳大利亚对此兴趣并不大。同时日本拒绝在澳大利亚建厂生产制造“苍龙”级潜艇,这对于澳大利亚提高就业率无益,只能使用日本本国的钢材等也令澳大利亚民间反对声音不断,加之联想日本在二次世界的不光彩侵略历史,令澳大利亚政府感受到不小的政治压力,不选择日本潜艇方案以避免麻烦,是澳大利亚政府最明智的政治决策。
“苍龙”级潜艇性能表
责任编辑:彭振忠