苏联攻击核潜艇的巅峰|971型(中)
动力|基本上成熟、可靠1959年,美国海军装备了“鲣鱼”级核潜艇,该潜艇采用了革命性的水滴外形,水下最大航速31节。信息不对称让苏联
动力|基本上成熟、可靠
1959年,美国海军装备了“鲣鱼”级核潜艇,该潜艇采用了革命性的水滴外形,水下最大航速31节。信息不对称让苏联人对美国的核潜艇航速估计过高(40节),因此在苏联对第二代核潜的速度指标设定过高(中国89式重机枪也重复了同样的悲剧)。671型核潜艇首艇K-38号水下最大速度达到了33.5节,为进一步提高航速,苏联人在705型(阿尔法级)核潜艇上不惜使用技术并不成熟的液态金属反应堆,水下最高航速41节的705型核潜艇甚至被称为“水下歼击机”。成也液态金属堆,败也液态金属堆,技术不成熟带来的安全隐患,以及维护上的困难(必须时刻开机,液态金属低于125度就凝固了),让705型核潜艇的出勤率大打折扣,也让其成为苏联最富争议的一款攻击核潜艇。
舰船核动力装置在设计时有五种构想:压水反应堆、液态金属反应堆、气冷反应堆、有机反应堆和沸水反应堆。目前,各国核潜艇均采用的是压水反应堆。压水反应堆系统由反应堆、一回路系统和设备、二回路系统和设备及推进轴系组成。因为反应堆和一回路系统均在高压下运行,作为反应堆载热剂和慢化剂的水在300度时也不会沸腾,所以此类反应堆被称为压水反应堆。压水反应堆技术成熟,以下图北极号破冰船安装的OK-900A型反应堆为基础研制的VM4潜艇堆,装备了苏联第二代V、C、P、Y、D-III及D-IV 级核潜艇,总数123艘,装堆228台,表现稳定。
70年代苏联开始谋划第三代核潜艇,在核动力装置上终于拨乱反正,选择了稳定可靠的压水反应堆。苏联在上一代VM-4反应堆的基础上,添加了许多新的技术,最终开发出第三代OK-650(或称VM-5)军用核反应堆。单堆功率190兆瓦,可让971型核潜艇获得35节最大水下航速。OK-650型压水堆还成为941型战略核潜艇、949型巡航导弹核潜艇等苏联第三代核潜艇的标准配置,共装艇约60座。OK-650型压水堆采用组合式布局,配有2个两段式蒸汽发生器(PPU),PPU配备了带有舷外钛合金热交换器的无应急电池冷却系统可以在失去电源的情况下自动进入工作状态。反应堆的控制及防护系统也发生了变化,脉冲式起动设备可以在任何功率水平上监视反应堆的状态,其中包括在临界状态下;补偿机关上装有自动机械装置,其在失去电源的情况下可以确保隔断处于沉下状态。
从设计上看,OK-650型压水堆的安全性并非十全十美,但使用中从未发生重大事故,可见OK-650系列反应堆是非常成功的。971型核潜艇与反应堆搭配的是1台GTZA OK-9VM蒸汽轮机(首艇K-284是OK-9M),在主轴上套轴安装了低速推进电动机,作为核动力装置发生故障时或需要低噪声航行时的动力来源。辅机包括2台容量3200 kW的OK-2涡轮发电机;备用电源为2组铅酸电池、2台DG-300柴油发电机(不同艇可能略有不同),燃料可供使用10天。
【核潜艇动力的基本原理】我们将流经压力容器、蒸汽发生器的水流回路称为一回路。一回路的水虽然温度较高,但在稳压器的稳定下不沸腾;流经蒸汽发生器时,将二回路的水加热成高温高压的蒸汽流,带动蒸汽轮机转动,还会带动汽轮发电机发电。产生蒸汽的原理类似冬季暖气管道内循环热水,室内放盆水也会蒸发,只不过将暖气管内的水由几十度提升到几百度,为了让水不在一百度沸腾,要通过稳压器加压提高水的沸点。反应堆的原理说起来非常容易的,但实现起来并不容易。1个反应堆2套回路,里面是高压、高温带有辐射的液体,渗漏即是事故,对管道焊接技术要极高。核电站百万千瓦机组有3套回路,每套8道焊口,单个焊口采用宽坡口手工焊需要1个月时间,还得是焊工中的高手。如今采用自动焊技术,单个主管道焊口的焊接时间也在半个月左右。由此可见,核动力装置就是一项庞大的系统工程,国家整体实力达到一定水平,制造更高性能的反应堆就是水到渠成,否则就是空中楼阁。
武器系统|火力强大,日臻成熟
1.反潜导弹。苏联潜艇武器落后于西方,但不乏很多有特点的武器装备,比如反潜导弹和暴风鱼雷。971型核潜艇服役时,苏联已经发展了两代潜射反潜导弹,采用鱼雷发射管水下发射-出水飞行-入水攻击的方案,速度较传统鱼雷更快。SS-N-15苏联编号RPK-2,绰号“暴风雪”,1969年装备,口径533毫米,弹长8.2米,射程40千米,发射深度50-60米,战斗部为81P/82RA核深弹,后期也可改装APR-2E反潜鱼雷。SS-N-16分为两代,先有第一代RPK-7(苏联编号),1979年装备部队,绰号“风”,使用650毫米鱼雷发射管发射,全长11米,重5500千克,射程120千米,根据战斗部分为3种型号,分别为86R、100RU和88R,其中86R和100RU使用一枚400毫米的UMGT-1型通用鱼雷作为战斗部,88P使用核深弹作为战斗部,RPK-7装备在671RT与671RTM(V-Ⅱ和V-Ⅲ)型攻击核潜艇上。
为使水面舰艇使用533毫米鱼雷发射管发射SS-N-16,苏联又在RPK-7基础上研发了RPK-6“瀑布”,口径变为533毫米。俄罗斯“无畏”II型反潜舰就放弃了SS-N-14,使用鱼雷发射管发射RPK-6,671RTM型之后的核潜艇也装备了RPK-6反潜导弹。如今,俄潜艇部队反潜导弹也开始换代,最新为“口径/俱乐部”系列的91RE1型,直径533毫米,全长7.8米,发射深度20-150米,战斗部为350毫米APR-3E轻型反潜鱼雷,鱼雷长3.2米,重450千克,战斗部重76千克,末端搜索范围2千米,最大攻潜深度800米,最大航速58节(每秒30米)。
2.鱼雷。上个世纪90年代,俄海军逐步淘汰了TEST-71及53-65K鱼雷,取而代之的是533毫米UGST“物理学家”新型热动力鱼雷和USET-80电动线导鱼雷。老旧鱼雷暂且不提,本文介绍一下新型鱼雷。
UGST颇似MK-48,被戏称为“MK-48斯基”
(1)UGST“物理学家”/FIZK-1。又被称为通用热动力鱼雷,圣彼得堡水中兵器研究中心-水动力仪表研究所1986年开始研发,1995年进行了测试,2002年交付俄罗斯海军,2003年用于出口,北约代号FIZK-1,类似美国MK-48,被戏称为“MK-48斯基”。2003年圣彼得堡海事展览会IMDS首次公开亮相,但展品第二天就不再示人。这是一种线导多用途鱼雷,既能反潜,也能反舰。从潜艇上发射时,处于遥控状态,鱼雷导引头唤醒后,可自主搜寻目标。鱼雷长7.2米,重2.2吨,战斗部205千克,速度有30节、50节两档,对应的射程分别为50、40千米,鱼雷最大攻潜深度500米。
为出口还推出一款6.05米款,以适应北约标准鱼雷发射管,北约款重1.88吨,射程缩短至40千米。鱼雷导线长度30千米,两头放线,鱼雷线圈长25千米,牵引线圈长5千米。对潜艇声呐导引头作用范围2.5千米,对水面舰艇为1.2千米;对于潜艇非接触式熔断器的响应半径2米,对于水面舰艇6-8米,确认航迹所需时间为5.8分钟。导引头有两种:一是GNPP Region开发的主/被动声呐系统,传感器阵列平坦但视角可调,采用多通道有源声纳;二是“Hydropribor”中央研究院开发的主/被动声呐系统。下图UGST鱼雷头舱是一个扁平的接收发射天线阵列,具有可调节的视区;向后折叠的尾舵已经弹开,采用泵喷推进器;图3圆筒状物体是尾部遥控系统的牵引线圈,右下角是数据输入设备的连接器。
(2)UGST最新型号/FIZK-2。改进型通用热动力鱼雷,北约代号FIZK-2。速度有两档,45节或65节,是俄海军最快的热动力鱼雷,45节速度下最大射程64千米;主动声呐导引头作用范围3.5千米,俄罗斯还为该鱼雷加装了热寻的和尾流制导装置,除主/被动声自导,还有红外制导和尾流制导!它可以检测目标的红外信号,这在寒冷的北极海域更具威胁。
(3)电动鱼雷最新型号:UET-1。533毫米电动鱼雷的最新版本,俄海军2018年还订购了73枚,预计2023年交付。速度40-50节,鱼雷可自动调节,采用主/被动声呐制导和尾流制导,导引头探测距离3.4千米,以40节速度航行时,最大射程24千米。它将取代老旧的USET-80型电动鱼雷,航程更远、速度更快,能发现距离更远的水下目标。UET-1小编暂未找到靠谱图片。
(4)TE-2 /USET-80电动鱼雷。USET-80型533毫米通用电动线导鱼雷由圣彼得堡水中兵器研究中心-水动力仪表研究所在原SET-65和TEST-71M两款鱼雷基础上改进、研制而成,1980年装备部队,1987年公开。USET-80K鱼雷1989年装备部队,网文显示90年代初东亚某国去考察877型潜艇时,就见到了USET-80K鱼雷。UEST表示的是双平面主/被动声自导系统的鱼雷型号。鱼雷制导方式为线导+尾流自导+末端主/被动声自导,非触发引信,装药250千克。电池原采用内注液一次性银锌电池,后改为镁-氯化亚铜一次性海水激活电池(成本降低三分之二),电机为DP-31直流串激电机,仓库寿命10年,艇上寿命1.5年。虽然航程、航速比不上热动力鱼雷,但安静性好,航行中重量不变、航行稳定,维护简便。
TE-2 是USET-80的出口版,受到了UETT试验鱼雷影响,2007年研发成功,2009年可以出口,越南随636.1型潜艇引进了TE02-01型鱼雷。TE02-01型鱼雷长8.3米(不带线圈7.9米),重2.45吨(不带线圈2.4吨),最高速度45节,航程15-25千米,最大攻潜深度350米,战斗部等同与400公斤TNT。TE02-01点火数据机械输入,TE02-02点火数据电子输入简化版,TE02-03点火数据电子输入的升级版,能兼容北约标准鱼雷发射管,性能也有所提升,48节最大速度时,射程从15千米提升至20千米。
由于苏式核潜艇的鱼雷舱设在艇艏(反正不用球形声呐),鱼雷发射管管口紧贴水面,装填鱼雷时产生的力矩较大,容易导致艇艏吃水发生变化,造成舱室进水。进行浮力调整势必降低鱼雷装填的速度(想想40-45枚鱼雷得多久),所以苏联自第二代攻击型核潜艇开始,在艇首设有专用的鱼雷装填口,885型虽然鱼雷发射管布置在两侧,依然留有专门装填口。从K-391艇开始,鱼雷发射管上方安装了6具艇外533毫米REPS-324鱼雷发射装置,用于发射鱼雷对抗装置,不可再装填。此外,971型核潜艇一般还携带18枚单兵防空导弹,用于紧急应对低威胁空中目标。
3.鱼雷对抗装置。971型还安装了两种水声对抗系统:一种是自航式声诱饵;另一种是口径为170毫米的气幕弹发射器,内装有化学药剂,遇海水后会产生大量气幕,以阻隔对方潜艇或鱼雷声呐的探测,相当于坦克释放的烟幕弹。苏联/俄罗斯装备有多种自航式声诱饵,比如MG-94磁铁矿、MG-114绿柱石、MG-124铍,但有公开资料的暂时只有两种:MG-74“刚玉”与MG-104“投掷”机动水声诱饵。
(1)MG-74ME“刚玉”机动水声诱饵。MG-74系列口径533毫米,长度与重量略有不同:MG-74长3.9米,重950千克,航速15节,最大使用深度250米;MG-74ME mod.1长6米,重1050千克,航速有两档,17节或22节,最大使用深度600米;MG-74ME mod.2长4.8米,重900千克,航速同样有两档,最大使用深度250米。MG-74ME mod.1性能最为先进,发射前通过AERVD-100连接器输入有关深度、速度、声学模式和操纵程序的初始数据,其他两款深度和速度的初始数据还需要机械输入。
(2)MG-104“投掷”机动水声诱饵。口径324毫米,长4.7米,重量386千克,1987年装备苏联海军。使用SGAPD“屏障”发射器和533毫米鱼雷发射管发射,发射指令通过电缆传输到舷外发射器,完成初段航行后会释放拖曳天线,使用完毕后自动下沉。诱饵速度固定,深度与航向可调。图片可见该声诱饵外部有镂空状套筒,推测为使用533毫米鱼雷发射管发射时的适配套件,类似装置在德国IDAS潜艇用防空导弹上也有出现。
4.暴风鱼雷。在20世纪90年代,俄罗斯“暴风”超空泡鱼雷研制成功,此鱼雷一直比较神秘,虽是报刊读物的常客,性能和使用方法却言语不详。鱼雷533毫米口径,长8.23米,雷体由头部到尾部逐渐变粗,头部装有气泡发生器,尾部中心为火箭发动机喷管,周围有8支小型启动火箭。鱼雷重2.6吨,战斗部装药250千克,航速200节,航程15千米,最大攻潜深度400米。天下武功,唯快不破。该鱼雷就利用了超空泡现象,将鱼雷速度提高到200节(约370千米/小时),只需150秒就能跑完最大射程15千米。俄海军并不奢望它能命中目标,但只要在目标附近爆炸,巨大的威力足以破坏敌方潜艇设备、大轴密封,导致潜艇进水、设备失效,受到干扰,甚至退出战斗。
它可以携带核战斗部,但威胁范围超过最大射程15千米,属于自杀式攻击。西方军迷认为它其实是一种比自航式声诱饵更激进的防御性武器,在发现被偷袭或即将被攻击时,朝目标大概方向射出一枚“暴风”鱼雷,2、3分钟就会爆炸,既可以破坏敌人的节奏,又能为己方计算射击诸元、发射真正的反潜鱼雷赢得时间。如今,超空泡鱼雷已不再神秘,韩国、伊朗均有此类装备出现。(图片来源于网络,侵删,谢谢!)
【超空泡现象】水下物体在水中运动速度加快,超过50米/秒时,其上所承受的水压反而会减小,一旦水压减小到一定程度时,与水下物体接触的水就会汽化,形成空泡。鱼雷头部安装气泡发生器,就能让鱼雷被气泡包裹着航行,从而减少流体阻力,提高航行速度。
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