美国核潜艇改换装历程及启示

毛柳伟，白 云，刘 洋，王 冬，陈 昕

(1. 中国人民解放军92578 部队，北京 100161；2. 渤海造船厂集团有限公司，辽宁 葫芦岛 125004；

3. 中船重工第714 研究所，北京 100101；4. 中国舰船研究院，北京 100192)

0 引 言

美国核潜艇发展过程中，改换装潜艇发挥着重要的作用，每当核潜艇技术发展出现重大突破或潜艇作战使用需求出现变化，通过对现役潜艇改换装为美国海军战术机理探索、新技术开发、技术演示验证以及新作战需求响应提供了有效的平台，下文将对美国典型核潜艇型号改换装发展情况及改换装动机进行研究。

1 美国核潜艇改换装情况

1）“鲣鱼”级攻击型核潜艇改为“华盛顿”级弹道导弹核潜艇

1957 年美国海军计划将第1 艘携带“北极星”弹道导弹的核潜艇建成日期提前到1960 年11 月底。在经过多方面论证后，电船分公司提出了一个应急解决方案——全面利用“鲣鱼”级攻击型核潜艇的详细设计和该级潜艇的艇体和设备，把当时正在船台上处于建造状态的“鲣鱼”级第2 艘攻击型核潜艇的艇体中部，即指挥舱与反应堆舱之间切开，嵌入一段长约40 m 的弹道导弹舱，于是建成了美国第1 艘弹道导弹核潜艇——“乔治·华盛顿”号。“鲣鱼”级第2 艘开工建造时间为1957 年11 月1 日，改造时间为1957 年12 月31 日，“乔治·华盛顿”号服役时间为1959 年12 月30 日[1]。

2）“海神”号雷达预警核潜艇改为攻击型核潜艇

1959 年11 月10 日，“海神”号雷达预警核潜艇正式服役，但其与常规动力的雷达预警潜艇一样，由于美国陆上雷达技术和水面舰艇用雷达技术的迅速发展而失去了战术价值，成为美国战后昙花一现的特种潜艇。1961 年3 月1 日，被美国海军改装成攻击型核潜艇，后鉴于“海神”号宽大的艇内容积，又改为大西洋舰队潜艇部队的指挥潜艇，该艇于1965 年5 月3 日退出现役部队转为预备役[2]。

3）“大比目鱼”号巡航导弹核潜艇改为攻击型核潜艇

“大比目鱼”号巡航导弹核潜艇是美国服役的第1 艘核动力巡航导弹核潜艇，于1960 年1 月4 日服役。由于该艇服役时，美国可携带“北极星”弹道导弹的核潜艇研制成功，美海军认为巡航导弹潜艇威慑作用将由弹道导弹核潜艇取代。1964 年，装备“北极星”弹道导弹的核潜艇前往太平洋海区执行巡逻任务，装备“天狮星”巡航导弹的“大比目鱼”潜艇的使命宣告终结，于1965 年7 月改装为攻击型核潜艇，成为供研究用的辅助潜艇，1976 年6 月30 日退役[3]。

4）“华盛顿”、“伊桑·艾伦”、“拉菲特”级弹道导弹核潜艇在退役前均进行改装

“华盛顿”级弹道导弹核潜艇共建造5 艘，其中首艇、第2 艘、第4 艘均在退役前改装为攻击型核潜艇[4]，改装和退役时间见表1。

表 1 “华盛顿”级潜艇改装与退役时间Tab. 1 Retrofitting and decommissioning of the Washington class submarines

“伊桑·艾伦”级弹道导弹核潜艇共建造5 艘，全部在退役前进行过改装，改装类型、改装和退役时间见表2[4]。

“拉菲特”级弹道导弹核潜艇共建造31 艘，其中4 艘退役前进行过改装，改装情况如表3 所示。

表 2 “伊桑·艾伦”级潜艇改装类型及时间Tab. 2 Retrofitting and decommissioning of the the Ethan Allen class submarine

表 3 “拉菲特”级潜艇改装类型及时间Tab. 3 Retrofitting and decommissioning of the Raffat class submarine

5）“洛杉矶”攻击型核潜艇不断进行改换装

“洛杉矶”级核潜艇的技术改进分为两类情况：一是核潜艇技术升级，以此来提高潜艇性能，扩展潜艇功能。这主要集中在改进隐身措施，更换新型电子设备，增加特种部队输送能力，其中最显著变化是由于技术升级所带来的排水量变化；二是改装成水下试验平台，开展潜艇新技术、新系统和新设备的试验验证，促进核潜艇新技术的研究，主要集中在声呐试验、特种部队输送装置试验、无人机试验等方面[5]，如图1 所示。

经过多次的升级改装，“洛杉矶”级各核潜艇间不仅在排水量方面有所差别，在隐身性能、电子设备、水平舵设计、推进系统等方面也都有所不同。从第40 艘“圣胡安”号开始，由于与之前的潜艇相比，性能差别较大，因此也将这23 艘潜艇称为“洛杉矶”级改进型。

6）“海狼”级潜艇进行试验平台改装

为促进新型技术快速具备上艇应用条件，美海军将海狼级“吉米·卡特”号攻击型核潜艇（SSN-23）进行改装，包括建造一个独立嵌加舱段（多任务平台）和对“吉米·卡特”号进行必要改装以满足新的作战需求和新型技术上艇验证。其中独立嵌加舱段长30 m，可容纳特战部队作战相关设施或者是更多的武器模块、遥控载具、弹出式侦察器以及若干自主武器装备等[6]，如图2 所示。

2000 年3 月19 日，通用动力电船分公司被美国海军授予一份价值1 720 万美元的合同，该合同为期5 年，总价值约1.38 亿美元，要求该公司承担并保障“海狼”级潜艇相关的设计提高、综合系统工程、后勤和生产等工作。2012 年4 月21 日，美国攻击型核潜艇“海狼”号经过31 个月、2.8 亿美元的改装升级后重新开始服役。

由“海狼”级建造引出的民用商用植入技术。“海狼”级潜艇上采用的都是定制设备，虽然技术也很先进，但是成本高昂。因此，美国海军要求采办部门必须在有限的经费条件下提供先进技术的产品。1993 年，美国海军部长要求海军在电子系统上应用开放式系统体系结构。1996 年，开始实施先进处理构件项目，最初从声呐开始，即民用现成声学技术快速植入项目。该项目按照每年12 ～ 15 艘的速度为美国海军潜艇引入新的体系结构，在此基础上每年进行一次软件升级，每2 年进行一次硬件升级。该项目涉及美国整个潜艇舰队声呐系统，使每年每艘潜艇的作战和维护费用降低到原来的1/8，同时，声呐系统转化周期从传统系统所需的6 年降低到18-24 个月。目前该项目涵盖范围还包括指控系统和光电系统。

图 1 “洛杉矶”级核潜艇技术升级和改装过程Fig. 1 Los Angeles class nuclear submarine technology upgrade and modification process

图 2 “吉米·卡特”号潜艇多任务平台Fig. 2 The multi-mission platform of Jimmy Carter submarine

7）“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇

随着苏联的解体以及世界冷战格局的终结，特别是20 世纪90 年代之后，美国海军的战略思想发生了重大转变，从过去的远洋作战型转向沿海作战型。为此，美国海军的舰艇在役数量和构成也都发生了相应的重大变化。另外，根据1993 年美俄之间签署的第2 次战略武器限制条约规定，美国需要将其18 艘“俄亥俄”级弹道导弹潜艇削减至14 艘，削减的4 艘潜艇在前述战略思想指导下，改装为巡航导弹核潜艇[7-8]（见图3）。

此次改装主要是将潜艇舯部24 具“三叉戟”潜射弹道导弹发射管改装为七联装巡航导弹发射管和用于特种作战部队（SOF）的适配管。改装后单艘“俄亥俄”级巡航导弹核潜艇最多能携载22 个七联装巡航导弹发射组件，在完全打击配置中，共能携载154 枚“战斧”和“战术战斧”对陆攻击巡航导弹（见图3和图4）。

2 美国核潜艇改换装动机分析

美国目前共发展研制了约18 型核潜艇，其中有一半以上型号潜艇在服役期间进行了改换装作业，从美国核潜艇改换装动机上看，可以归纳为作战需求转变、技术探索验证、国际政治限制3 个方向。

1）作战需求转变

根据海军防务及潜艇装备发展需求，美国会对现役核潜艇进行改换装以尽快满足新战略战术需求下的水下作战平台。其中1957 年10 月4 日，苏联成功发射人类历史上第1 颗人造卫星，标志着包括美国在内的所有西方国家都在苏联带核弹道导弹攻击范围之内，面对局势变化，美国决定尽快拥有弹道导弹核潜艇，为此美海军将“鲣鱼”级核潜艇2 号艇进行改装，建成了美国第1 艘弹道导弹核潜艇——“乔治·华盛顿”号，满足了当时美国尽快形成海基核力量的迫切需求。此外随着技术和战术思想发展，部分核潜艇也因失去战术价值进行改装，例如美国“海神”号雷达预警核潜艇和“大比目鱼”号巡航导弹核潜艇就改装为攻击型核潜艇。

图 3 “俄亥俄”级潜艇改装示意图Fig. 3 Ohio class submarine modified diagram

图 4 “俄亥俄”级潜艇导弹发射管改装示意图Fig. 4 Ohio class submarine missile launch tube modified diagram

2）技术探索验证

核潜艇的寿命一般在30 年左右，在此期间会出现很多新技术，采用新建潜艇新技术进行试验验证成本高且所需时间长，而通过对现役潜艇改换装植入新技术可比较快速实现技术验证，且用现役潜艇改换装进行技术试验贴近潜艇部队装备情况，利于新技术探索验证。其中美国对“孟菲斯”号、“达拉斯”号、“奥古斯塔”号等多艘“洛杉矶”级核潜艇进行改换装，验证了BQQ-10 ARCI 声呐、MK117 型火控系统、“海上搜索者”型无人机、耐压艇体复合材料、消声瓦、新型潜望镜、先进“海豹”输送系统等潜艇新装备及技术，开展了大量技术机理研究和工程探索，减少了新装备技术上艇应用的风险。

3）国际政治限制

美国和苏/俄是核武器大国，两国为控制核武器规模多次签订了战略武器限制条约，特别是20 世纪90 年代之后冷战结束，美国海军的战略思想发生了重大转变。根据1993 年美俄之间签署的第2 次战略武器限制条约规定，美国需要将其18 艘“俄亥俄”级弹道导弹潜艇削减至14 艘，削减的4 艘潜艇在前述战略思想指导下，改装为巡航导弹核潜艇。

3 结 语

美国核潜艇改换装发展历程在一定程度上代表了美国核潜艇的技术发展历程。可以看出，美国在核潜艇发展历程中潜艇改换装发展具有重要的地位。在核潜艇发展初期阶段，由于核潜艇技术刚刚起步，通过进行潜艇改装，可实现其作战功能的转变，同时开展机理研究、进行重大技术探索，为多用途潜艇技术发展奠定基础。但是在经过多年的快速发展，核潜艇技术发展相对平缓稳定后，为保持在役核潜艇性能的先进性，国外主要通过改换装的方式进行技术升级、更新。这样，不仅能够将本国潜艇性能保持在较高水平，而且改换装所需的费用低、见效快，进而达到省钱、高效的双重目的。

借鉴美国经验，应该高度重视并正确对待核潜艇改换装工作。改换装工作的难易程度和所能达到效果主要取决于在核潜艇设计之初是否有余度考虑以及模块化设计建造水平高低等因素，与核潜艇设计、建造水平息息相关。由此看来，通过改换装来维持核潜艇性能水平并不是一件易事，要使核潜艇改换装难度低、效果好，需要从核潜艇设计阶段便给予考虑，并不断提高模块设计建造技术的应用范畴。