发展沿革
研制背景
从1956年的鲣鱼级攻击核潜艇到1958年的长尾鲨级攻击核潜艇,进而再发展到1962年的鲟鱼级攻击核潜艇,美国海军核潜艇的数量和性能有了显著改善,但由于设计方针都是注重静音能力与潜航深度,因而水下航速却呈现逐渐降低的趋势。因为美国海军认为潜艇的静音能力与潜深才是最重要的能力,而唯有低速才能将本身噪音降至最低,并使声呐发挥最佳效用。美国海军的基本战术是,核潜艇事先埋伏好,凭借其先进的大型球型声呐,在远处便可以侦测到苏联潜艇,然后使用MK-37鱼雷以及当时发展中的UUM-44“萨布洛克”潜射反潜火箭先发制敌。在这种情况下,美国海军核潜艇是否具有高速能力根本无关紧要,更何况美国海军认为苏联当时的攻击核潜艇速度应与美国潜艇差不多。
1962年至1963年,苏联海军开始将其新型高速攻击型核潜艇作为打击美国航母编队的主要作战武器系统,利用该型核潜艇抢占到美国航母编队前,并使用装有核战斗部的鱼雷向其发起进攻。美国海军估计,一艘苏联攻击型核潜艇的速度并不一定要达到美国海军航母编队同等程度的高航速。因为苏联海军可以利用其逐渐完善起来的海洋监视和侦察系统所提供的信息,提前让核潜艇抢占到航母编队前面的有利阵位。要完成这样的任务,对于苏联攻击型潜艇而言,只需具有足够的航渡速度即可。获悉这种新战术后,美国海军感到十分忧虑,因为苏联海军的核潜艇确实具有打击美国航母编队的能力。虽然美国海军护航舰艇强大的防空能力可以保证空中的安全,但是如果对付一艘苏联高速攻击型核潜艇,在不能事先探测到其位置的情况下,其胜算将大大降低。而这就要求担任护航的核潜艇的航速必须要达到30节以上,但美国海军此时在役的攻击型核潜艇中,实际上并不具有30节以上的航速,仅有一种勉强能达到30节航速的鲣鱼级。
建造沿革
初步研究
20世纪60年代初,美国海军对攻击型核潜艇的战术思想已基本定型,要求它们在航母编队前面10至30海里的距离上作先导式航行,这一距离刚好是护航作战声呐的有效探测距离。护航核潜艇可对它所发现的敌潜艇直接发起攻击,也可引导美国航母舰载机对敌潜艇发起攻击。不过,担负对水面舰艇支援的任务,无论是鲣鱼级、长尾鲨级还是鲟鱼级核潜艇都不满足要求。因此美国海军开始酝酿鲟鱼级后的新一代攻击型核潜艇,以便使其担负多种不同的使命和任务。
1963年11月,时任美国海军反应堆办公室主任后来被称为“核动力海军之父”的海军中将海曼·乔治·里科弗主张新一代攻击型核潜艇的研制重点应放在水下最高航速方面。1964年4月,海曼·里科弗上将命令通用电船公司(通用动力公司电船分公司)作出一个有关新一代攻击型核潜艇的初步研究方案。7月,海曼·里科弗上将把作出的方案提交给了时任海军潜艇作战部队司令E·P·威尔金森少将。
1964年9月,美国海军作战部长命令海军海上系统司令部着手开展新一代攻击型核潜艇的可行性研究。军海上系统司令部用了一年时间完成了新一代攻击型核潜艇的成本/可行性研究。按照海曼·里科弗上将的最初估计,新型反应堆将会使新一代核潜艇的排水量比鲟鱼级增加1600吨,从而达到6200吨左右,总长比鲟鱼级的89米增加7米,达到96米。
1966年3月,新艇的初步设计方案完成,这一方案被称为AGSSN方案,根据初步设计的结果,新一代攻击型核潜艇的排水量6670吨,长度109.7米。由于潜艇的长度每增加1米都要引起潜艇湿表面积的增加,从而导致水下最高航速降低。因此新艇的长度引起许多专家的担忧。计算结果表明,新艇的水下最高航速虽可超过30节,却不会比30节高多少,然而增大的主尺度和排水量必然会带来更高的造价。
激烈争论
1967年6月,美国海军作战部长命令以1966年3月完成的AGSSN方案为基础,对新艇造价和可行性开展研究。这一期间,里科弗与时任美国国防部长麦克纳马拉之间,形成了对立的两大派别。麦克纳马拉和海军海上系统司令部主张发展一种更宜居的安静攻击型核潜艇,水下最高航速稍低,在美国海军内部称为“康福姆”(CONFORM)。而以里科弗为代表的少数人则从实用角度出发,认为美国必须尽快研制出在总体性能方面比苏联高出一筹的高性能核潜艇,应是鲟鱼级的改进型。在他的影响下,美国海军作战部于1966年8月18日拟定了一项有关新型核潜艇的特别研制项目,规定其性能要比鲟鱼级更好,航速更高,应装备经过改进的各种先进设备,以保证对苏联即将在1975至1985年研制出的新型核潜艇对抗时占有优势。1967年4月17日,海军作战部提出一份关于研制新艇的技术分析报告。接着,海军作战部又与1967年5月25日命令进一步深入开展对新艇的可行性研究和成本分析。
当时,除里科弗等少数人外,美国大部分人员都支持“康福姆”型,因为该型具有较小的主尺度,更为有效的推进器,并能获得相对较高的水下航速,这些优点对潜艇作战部队和设计师来说颇具吸引力。另外一派支持者的观点则认为,当时美国海军在役核潜艇装备S5G型反应堆后,可以在不增加尺寸的情况下使其功率增大到2万马力,而如果装备在该型潜艇上,采用齿轮减速汽轮机和双螺旋桨推进,再加上鲟鱼级的武备系统和长尾鲨级的大深度下潜能力,将会形成一型十分“完美”的核潜艇。然而里科弗极力主张增加反应堆功率是获得水下高速的有效途径,虽然会导致主尺度和排水量增加,并抵消掉一部分航速,但仍可以保证其航速有大幅度提升。而“康福姆”型再优异,也绝达不到装备大功率反应堆的核潜艇所具有的那种高航速。正当两派意见相持不下之际,1968年发生的一个事件促使事态向有利于里科弗的方向变化。
形势所迫
1968年1月3日,美国海军当时新型CVAN-65企业号航空母舰离开旧金山港在加利福尼亚海域航行时,突然发现有一艘苏联627型攻击核潜艇(北约称N级或十一月级)在后面进行跟踪。于是企业号航空母舰开足马力高速航行,打算甩掉在其后面跟踪的苏联N级核潜艇,然而企业号最后以最高航速31节航行都未能将其完全甩开,这一事实使得美国海军及其情报机构感到十分震惊。苏联第一代N级核潜艇已经能加速到30节以上,何况是正在建造的第二代671型攻击核潜艇(北约称维克托级或V级),其低矮的流线型指挥台比627型水下航速更高,甚至高于美国海军一向以高航速自称的鲣鱼级和长尾鲨级。而且V级核潜艇还将装备低频声呐,其远程探测能力堪与美国核潜艇上使用的BQS-6型声呐相当。综合预测结果表明,苏联其后将会以每年20艘的速度建造这些性能出色的攻击型核潜艇。此外苏联在20世纪60年代末还推出了能在水下发射SS-N-7反舰巡航导弹的670型巡航导弹核潜艇,该型潜艇更难防范,必须要在更远的距离外将其“消灭”。
苏联核潜艇的发展速度和性能令美国十分着急,为避免激烈论争拖延整个研制计划,美国国防部长办公室的一些成员建议尽快同时建造这两艘争论中的不同性能的核潜艇,其一是装备大功率反应堆的核潜艇,其二是装备S5G反应堆的“康福姆”型核潜艇,对比后,再选择一个进行批量建造。然而持有重大决定权限的美国国防研究与工程部主任约翰·E·福斯特认为当务之急是尽快研制出一种具有使用价值的核潜艇,因此没必要建造两种原型艇。之后美国海军组织了一次演习,由一艘相对高速的鲣鱼级扮作苏联的核潜艇,由一艘鲟鱼级在水下对“苏联潜艇”伺机攻击,结果是无论鲟鱼级潜艇无论如何寻找有利时机,仍无法对航速稍高的“苏联潜艇”发起有效攻击。而约翰·E·福斯特乘坐在鲟鱼级潜艇中参与了整个演习,他认识到必须在速度上保持绝对领先水平,才能占有优势。最终,高速型终于战胜了“康福姆”型,这场持续了数年之久的争论也终于结束,在美国海军不同层次的呼吁之下,新一代攻击型核潜艇的建造成为定局,并且被命名为“洛杉矶”级核潜艇。
开工建造
1969年3月,洛杉矶级初步设计工作开始。1969年6月至7月,美国海军作战部长作出决定,为争取时间,洛杉矶级的设计工作可以在艇上的某些重要设备研制完成前便开展起来。一些暂时无法在短期完成的研制项目,可以考虑将来装备在洛杉矶级的后续艇上。此外促使洛杉矶级建造的另一个原因是,在美国造船界发生的通货膨胀使得本来经费并不充裕的美国海军不能再拖延下去。于是,洛杉矶级的设计工作正式开展起来。
1969年8月中旬,洛杉矶级主尺度确定,长107.6米,水下排水量6600吨。同年11月,洛杉矶级的长度增加至109.7米,水下排水量增为6927吨。至此,美国海军潜艇战后建造批量大的洛杉矶级攻击核潜艇开始纳入有序的研制序列。
1970年2月,洛杉矶级首艇的建造合约给了新的厂家纽波特纽斯造船及船坞公司(诺斯洛普·格鲁门造船厂/纽波特纽斯造船厂),而没有选择以往最有经验的厂商通用电船公司,这可能是因为成本因素,但也有人猜测这是海曼·里科弗为了报复通用电船曾支持过“康福姆”计划。后来洛杉矶级第一批7艘后续艇的建造合约于1971年底由通用电船公司中标,但由于美国经济衰退与通货膨胀的原因,通用电船公司无力建造,最后美国海军与通用电船公司只好解约。之后又重新招标,由通用电船公司与纽波特纽斯造船厂联合建造,不过令美国海军无奈的是后来发现这批潜艇的耐压壳体都有严重的质量问题,最后又整体重造。
服役历程
1972年1月8日,洛杉矶级的首艇SSN688“洛杉矶”号在纽波特纽斯造船厂开工建造,1974年4月6日下水,1976年11月13日服役,为该级潜艇定下了静音与速度标准。20世纪70年代末由于美苏关系恶化,美国海军又增建了一批洛杉矶级。
1980年,时任总统里根上台,宣布将建立一支拥有600艘舰艇的海上兵力,其中包括100艘核潜艇,因此又继续建造洛杉矶级。这样到最后一艘SSN773“夏延”号1996年9月13日服役后,美国海军在20多年时间里前后持续建造了62艘洛杉矶级攻击核潜艇,使其成为史上数量多的核动力攻击潜艇。除了SSN709以海曼·里科弗命名来纪念其功劳外,其余全部采用城市来命名。在相当长的时间内,洛杉矶级仍然将承担着主力角色,随着美国海军下一代弗吉尼亚级多用途核潜艇数量的增加,洛杉矶级才会逐渐退出海军潜艇主力阵容。
技术特点
艇型结构
艇型
洛杉矶级攻击核潜艇从外形上来说是鲟鱼级的后续艇,但洛杉矶级的长宽比更大一些,显得比鲟鱼级更修长。因为洛杉矶级采用了拉长的水滴型艇体,艇首艇尾仍然是标准的水滴型,艇艏圆钝,设有玻璃钢声呐罩;艇体较长,整个艇体中段都采用简单平直的圆型断面构造,长度大约是该艇长度的80%以上,呈细长的圆柱形。而美国海军自大青花鱼号潜艇、鲣鱼级开创的标准水滴型艇体,其外型像一枚炮弹,艇体直径从艇艏段开始向后扩张,至指挥台两侧附近的部位达到最大舷宽,之后开始一路收缩至艇尾,因此艇体中段各处的直径多不相同。之后的长尾鲨级与鲟鱼级的艇体中段轮廓虽然相对比鲣鱼级较宽,但实际上艇体各处剖面的直径都不相同。标准水滴型艇体拥有最佳的流体力学效率,但是施工复杂、成本昂贵。而洛杉矶级改用的这种艇体,中段轮廓线基本上完全平行,各处直径相同,水动力特性与标准水滴型相差无机。虽然航行阻力与噪音比标准水滴型艇体增加约一成,但是艇体施工成本可大幅降低。自1970年代以后,美国后来陆续设计、建造的所有核潜艇如俄亥俄级、海狼级、弗吉尼亚级等, 都沿用了洛杉矶级这种通用艇型。
洛杉矶级的另一个特点是指挥台围壳相对较小,且布置在距艏部较近的位置,优点是可降低水下航行阻力。但由于指挥台围壳较小,装设在其上的水平舵不能转动到垂直位置,这一缺陷限制了该级核潜艇在北冰洋冰层下开展作战活动的能力。为了克服这一缺点,后续部分艇上的围壳舵都改装成了艇艏可收缩的水平舵,这样坚固的指挥台围壳及艇体就能使潜艇冲破北极海域冰层浮出水面。此外洛杉矶级沿用了先前美国核潜艇惯用的尖瘦纺锤型艇艉、十字尾舵、单轴推进等设计形式。艇艉水平舵翼端还设有两片小型垂直稳定翼,高约1.83米,长约1.22米。采用这种结构主要缘于鲟鱼级SSN646“茴鱼”号尾水平稳定翼两端端板的实际使用经验,它们可保证潜艇在水下高速航行时具有足够的航行稳定性。
结构
洛杉矶级攻击核潜艇的耐压艇体采用的是HY-80型高强度钢材,艇上采用了充分的减震降噪措施,因此大幅度地降低了艇内的噪声。洛杉矶级的舱室的设计和划分也颇具特色,其耐压艇体内部装设了两个耐压横隔壁,把整艘潜艇的耐压艇体内部分隔成三个大型的舱室。这种大舱分隔的做法与此前建造的各级核潜艇由很大区别,它表明美国海军在核潜艇不沉性概念方面发生了转变。洛杉矶级的三大隔舱是鱼雷/中央指挥舱、反应堆舱和主机/辅机舱。在上述三个大型舱的上部各自设有一个逃生舱口,逃生舱口的外部可以与深潜救生潜艇对接。一旦洛杉矶级失事沉没,只要耐压艇体没有被海水压力摧垮,艇内至少可以保证有一部分艇员在深潜救生潜艇的救援下脱险。
动力系统
洛杉矶级攻击核潜艇装备了1台S6G型压水反应堆,该反应堆是由1960年代便已在美国海军导弹巡洋舰上使用的D2G型压水堆改进而来,其主要特点是:当洛杉矶级低速航行时,艇上的反应堆可以不必启动一回路中的循环主泵而采用自然循环方式运行,以尽量降低艇上的噪声。但是,当反应堆以高功率运行使核潜艇高速航行时,一回路中的循环主泵必须要启动运行。S6G型压水堆能够提供35000马力的功率,可以满足该级核潜艇执行近程直接支援使命所需要的高速航行和截击敌人潜艇所需要的低噪航行。S6G型压水堆使用的是长寿命堆芯,工作寿命长达12年,可使该级核潜艇的续航力达40万海里左右,另外洛杉矶级还安装有两台汽轮机。
艇载武器
常规
洛杉矶级攻击核潜艇的艇身远大于其所取代的鲟鱼级,而且一开始就拥有多种武器的投射能力,它的4具533毫米鱼雷发射管仍像鲟鱼级一样,靠近中部且左右两舷各布置2具,位于两舷的鱼雷发射管的中心线与艇体中心线的夹角大约为10°。洛杉矶级上的鱼雷发射管也可发射MK48型线导鱼雷,自SSN751号以后也可以布防MK-67触发水雷和MK-60“捕手”水雷。MK48型鱼雷采用主动寻的模式时,航速40节,射程50千米;被动寻的模式时,航速55节,射程38千米,战雷头重267千克,作战深度900米。早期建造的那些没有加装垂直发射装置的洛杉矶级,每艘总共可装载战斧导弹8枚,捕鲸叉导弹4枚,鱼雷14枚。从1978年起,洛杉矶级核潜艇开始装备捕鲸叉导弹。从1983年,开始装备战斧巡航导弹,均可从533毫米鱼雷发射管进行发射。
特种
洛杉矶级有部分潜艇在指挥台围壳后的艇体上加装有供运送特种部队使用的干式船坞。为加强综合作战能力,洛杉矶级其中5艘潜艇还艇加装了特种作战专用“先进蛙人输送系统”(ASDS)。而在进一步的现代化改装计划中,还要增加携带水下无人航行器(UUV)和遥控扫/猎雷艇的能力。其中美国海军已于1998年在洛杉矶级核潜艇上装备了“近期水雷侦察系统(NMRS)”的UUV原型机,该系统包括前视、侧视、寻找并对接声呐等传感器,能在超过12米的浅水和深水中工作,航速4-7节,续航时间4-5小时,全部探测数据传回母艇处理,通过安装在潜艇右舷上部鱼雷管内的机械臂回收。在AN/BLQ-11A“远期水雷侦查系统(LMRS)”服役前,NMRS将提供过渡的水雷侦查能力。
水声系统
洛杉矶级攻击核潜艇装备了高性能的BQQ-5型综合声呐系统,包括AN/BQS-13DNA艏部球形基阵、BQG5D宽孔径舷侧阵声呐、BQR23/25型细线型拖曳阵声呐、BQS-15型主动式高频近程测距声呐以及MIDAS水下探雷及测冰声呐。其中AN/BQS-13DNA球形基阵曾在“海豚”号深海实验潜艇上进行过较长时间的试验。其主要功能是以主动工作方式对水中目标进行定位,把目标的距离和方位等数据连续地提供给射击指挥系统。另外,该声呐还具有被动探测和跟踪等辅助性功能。当艇上的其他被动声呐失效时,它可以用于对水中目标进行被动式的探测和跟踪。因为其利用数字式多波束扫描方式取代了早期声呐的机械扫描方式,因此可以同时跟踪多个目标。
艇电系统
作战
洛杉矶级装有Mk113鱼雷指挥仪(1983年后MK117鱼雷指挥仪),中早期建造的潜艇,从SSN688号至SSN750号,艇上装备的是由UYK7计算机支持的CCSMK1型作战指挥系统。从SSN751号至SSN773号,装备的是由UYK43/UYK44计算机支持的BSY-1型作战指挥系统,该系统是美国攻击型核潜艇所装备的先进作战指挥系统之一,它利用数据总线把艇上的探测设备、火控系统以及武器系统有机的连接成一个整体,构成一个以UYK系列电脑为核心的综合式作战指挥控制系统。该系统不再利用传统的中央计算机处理系统进行全艇的信号处理,而是根据不同的情况把相应的信号传输给专用计算机进行处理。采取这种分置式处理方式可提高信号处理速度,从而使核潜艇的作战能力有显著的提高,同时也便于艇上计算机的升级和更新换代。
其他
洛杉矶级装备有各类电子战系统,包括MK2型鱼雷诱饵发射装置、BRD-7测向仪以及WLR-1H型侦察雷达或WLR-10X型*戒雷达。
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