中美核潛艇對決

美軍下一代導彈潛艇：隱身巨大、持久續航 與095的比較

美國公開網站登載了如下消息：  通用動力(General Dynamics)旗下電船公司(Electric Boat)5月向美國海軍提交了有關新的“俄亥俄替代潛艇項目”(Ohio Replacement Program，下文簡稱ORP)彈道導彈潛艇的詳細設計方案。此後將展開一係列步驟，最後美國海軍將與電船公司簽訂合同，由後者負責設計和建造新的核潛艇。

當然這一切都是在國會通過2017財年預算的前提下。

新的彈道導彈潛艇將從2021財年開始建造，目標是能及時交出第一艘潛艇，讓其在2030年10月完成首次威懾巡航。不同於弗吉尼亞級攻擊型潛艇，電船公司將會是唯一的總承包商並且負責所有12艘ORP潛艇的製造。電船公司將承攬ORP項目80%的工作，唯一另外一家可以建造核潛艇的船廠——亨廷頓英戈爾斯公司(Huntington Ingalls)紐波特紐斯造船廠——也將密切參與到設計和建造中來。紐波特紐斯造船廠總共負責大概20％的工作，將派出300多名工程師和電船公司合作，共同設計新潛艇。這樣分工有利於保存美國重要的核潛艇設計和建造技巧。美國海軍希望這樣的新安排可以降低新潛艇製作的學習曲線，並且通過隻安排一個主要承包商來減少花費。海軍海上係統司令部ORP項目負責人、上校David Goggins在一個研討會上說：“這樣決定主要是為了方便電船公司，讓他們生產所有12艘潛艇 ，便可以把學習曲線降為一條。”為了降低成本，海軍盡可能地吸取了弗吉尼亞號的技術經驗。但兩艘艦艇在設計上仍然有很大的不同－－尤其是船尾部分。ORP的設計要大幅提高其生存能力。Goggins表示，由於承擔著極其重要的核威懾任務，因此海軍將重點放在了其隱蔽性和生存能力上，ORP一定要能夠持續服役到2080年才能保證美軍的核威懾能力。

雖然具體設計還沒有開始，但項目核心環節的很多工作都已經開展。電船公司將在今年年末之前完成通用導彈艙（CMC）的安排工作，“我們在今年夏天就會開始CMC的原型設計”。原型設計背後的理念是降低新導彈艙的風險，這還能幫助減少製造成本。不僅如此，英國也將使用相同的通用導彈艙設計，他們預計將在未來幾個月內開始新的“繼承者”(Successor)級核潛艇的建造。這意味著，皇家海軍需要先完成CMC的設計並完成檢驗，然後才能把這些模塊安裝在他們第一艘新的核潛艇上。電船公司工程設計項目副總裁列儂(Will Lennon)在接受《國家利益》采訪時表示：“我們會在今年開始原型建設。因為英國和美國同時需要CMC的設計。”CMC的設計和建造是ORP上4個主要的技術創新之一。俄亥俄級潛艇在設計和建造時，空的導彈管僅僅是嵌在船體之中。工人們會置入電子設備和其它所需硬件，並通過各種艙口和其它開口讓這些管道在之後的建造階段運行。Will表示：“非常沒有效率。”OPR采用了全新的方法。他們放棄了之前一次嵌入一個彈道的方式，改為將CMC作為一個部分建造，裏麵含四個內置發射管——即四聯裝結構。首先將4根彈道都製造完成並且配置好裝備，然後合並成單一模塊，再作為一個整體置入船體之中。ORP將配備四個四管聯裝彈道，以搭載16枚潛艇彈道導彈。但是小一點的英國繼承者級潛艇隻會裝載三個這樣的模塊，總共12枚導彈。理論上，如果ORP上其他的係統能支持額外的重量和能源要求，裝載更多導彈不過意味著增加額外的四管聯裝彈道罷了。彈筒和現在俄亥俄級潛艇上的三叉戟 II D5發射裝置一樣都是直徑87英尺，但是長度上要長一英尺，為未來的導彈設計留有餘地。雖然英國也涉及此次項目，他們並不是直接幫助設計CMC。“他們並不參與設計，但是會參與到我們所稱的設計-建造中來，他們會派人觀察設計，確保其能夠生產。英國也確實有一些我們沒有的獨特係統，所以我們一起合作確保它們能適用於新的通用導彈艙。”

另一項ORP上的主要技術創新是船上可以維持42年的核反應堆，目前正由海軍核反應堆辦公室研發。雖然弗吉尼亞號上也有和潛艇壽命等長的反應堆，但美國海軍還從來沒有建造過類似ORP上的、服役時間這麽長的反應堆。實際上，這也是海軍將艦艇需求從14艘減少到12艘的原因。“相比弗吉尼亞級，它可以服役更長時間，提供更多能量。這是一個非常關鍵的因素，因為就不需要中途給潛艇整體大修加燃料了。”

另外一項創新是永磁式電動機。Lennon表示，在減少潛艇的聲波標記方麵，機械設備上能做的很少，但如果采用永磁式電動機則可以在隱蔽性上有很大的提高。“如果你具有前瞻性並且能夠預測到未來潛艇所需，機械傳動在聲學性能上幾乎已經到達了極限，未來的技術提高將大部分通過電力傳動實現。”美國海軍早在1950年代末就已經試過電力推動，USS“白魚”號核潛艇就運用了這項技術。之後在1960到1970年代，美國海軍在USS“一角鯨”號和USS“利普斯科姆”號上測試了渦輪電力驅動——雖然後來證明並不是很好用。Lennon表示，相比早期的白魚號新艦艇，現在的技術有了很大發展，新的發動機將采用永磁體而非直流電。對永磁式電動機技術的表現和設計也都已經有了相當的了解。Lennon表示：“這是一項成熟的技術，我們進行了研究、測試以及很多的工程演示。我對該項技術的成熟度非常有信心，現在剩下的就是將它們整合起來。”有傳言稱，由於采用了電力傳動和永磁式電動機，ORP的體積會大於俄亥俄級潛艇，盡管少裝了8枚導彈。Lennon表示這種說法並不正確，ORP之所以大於俄亥俄級潛艇主要是因為提升了耐受性。新潛艇的排水量將超過20800噸。實際上，海軍本來可以在潛艇上搭載20或24個導彈發射筒，但是選擇不這麽做，目的是為了確保美國展現其核威懾。“如果你看整個艦艇的長度，導彈艙的長度其實變短了。增加的長度是平均分配的，從船首到船尾。和電力傳動裝置的關係不大。主要是和艦艇上滿足任務需要的其他功能有關。”雖然不能給出更多細節，但Lennon表示這些任務需要包括潛艇表現在內——包括生存能力和聲學表現。他表示：“為了實現一些特征和能力，我們不得不增大體積。”

另一個ORP與之前的美國核潛艇的明顯區別在於其X型尾舵，采用這種新的外形，是為了滿足海軍對新潛艇的水動力性能的要求。上一次美國在潛艇上采用這樣的設計，還是在建造柴油電動船隻的時代。ORP同時還把潛艇的水平舵移到了瞭望塔以減輕維修的壓力－－導彈潛艇必須要有高度的可執行力。“必須確保這艘潛艇維修起來比較容易，這是我們選擇的原因之一。”雖然Lennon不能透露更多有關ORP表現的內容，但另一個業內消息稱，盡管核潛艇的操作並不像弗吉尼亞號等攻擊艦那樣靈活，不過表現上的差異並沒有想象的那麽大。實際上，在速度、靈活度以及潛水表現上，兩類艦艇的差異不會很大。

至於作戰係統、傳感器和自防衛武器，大部分都和弗吉尼亞級的相同。ORP的作戰係統將采用弗吉尼亞級的最新升級版－－實際上兩艘潛艇將會共享升級和軟件，雖然ORP並不需要一艘攻擊艦需要的所有功能。理論上，ORP魚雷艙的設計也和弗吉尼亞號的類似，可以支持戰斧巡航導彈等，但是海軍會運用到它的可能性很小。

ORP項目的一個主要缺點是非常昂貴，整個項目將會花費超過970億美元，這包含120億美元的研發費用，851億美元的采購費用。在第一艘艦艇後，海軍希望能將後麵每艘艦艇的成本降至49億美元。因為第一艘艦艇的費用將非常高。雖然艦艇的建造一直都在進步，價格也一直保持在52億美元左右，但電船公司是有動力去降低成本的。Goggins也表示：“我們去年在費用方麵已經做了很多工作。”美國國會，特別是眾議院軍事委員會(House Armed Service Committee)下屬的海權與武力投射小組(Seapower and Projection Forces)的主席、共和黨議員福布斯(Randy Forbes)一直以來都在努力成立國家海基核威懾基金來幫助海軍負擔該計劃。如果海軍要從艦艇製造的預算中撥款來進行ORP項目，就會擠壓常規艦艇建造的開支，影響到攻擊型潛艇、水麵艦艇甚至是航空母艦的製造。所以國會和五角大樓必須找到既能為ORP籌措資金，又不會損害海軍利益的方式。原來在建造俄亥俄級艦艇時，五角大樓和國會建立了一個獨立的基金來籌資。在ORP項目上，他們可能會再次采用這個方法。幾乎同步，我在香港《大公報》看到如下公開報道：

 

         外行看熱鬧，內行看門道。我對於我國的艦船軍品製造，從未涉及，絕對是外行，但是正因為是不涉及核心機密，可以放開了點評門道。

• 噸位。美國未來潛艇ORP噸位20，800噸。095不僅有主尺度和水麵吃水，還直接給出水下排水量7，900噸。華山論劍，“一寸長，一寸強；一寸短，一寸險”。噸位大的本身，代表自持能力強，裝備武備數量多。噸位小，意味著攻擊時必須一招致命，沒有二次機會。美國未來潛艇ORP 噸位大是被逼無奈，她采用永磁發動機，機艙布置需要更大空間，壓縮武器容量是一方麵，不夠就必須考慮另一方麵：加大主尺度。
• 帶彈，彈道導彈。美國未來潛艇ORP 采用新的CMC發射井設計，大大提高造船工藝性能，攜帶16枚彈道導彈，比現役20枚整整少了一個CMC 單元。其實也是被逼無奈，理由同上。 095語焉不詳，但是半刨圖示為前後雙管，對稱則為四管，兩者比較與噸位比3：1相仿，4枚。這與092比，少了許多但是威懾價值一樣。
• 帶彈，巡航導彈。美國未來潛艇ORP 攜帶洲際導彈數目不詳，095圖示為4 。
• 水平舵。美國未來潛艇ORP 水平舵上置瞭望塔附近，這是095可以借鑒的。水平尾舵設計沿用飛機尾舵，旨在控製縱向截麵的旋轉力矩以控製飛行姿態，但是飛機前置飛行翼是固定的，與潛艇水下航行姿態類似又有不同。ORP 的上置瞭望塔水平舵設計，可以方便維修保養，缺點是可以預見的：操縱性能差，相信這一點已經被水池模型的拖曳實驗證實了。
• 魚雷。柴電潛艇的近距離攻擊武器，仿佛戰略狙擊手的匕首，不計。
• 動力。美國未來潛艇ORP 采用永磁電動機，這是基於一個假設，機械傳動效率已經達到極限，采用永磁發動機可以提升傳遞效率，降低噪聲，減少維護保養成本。這帶來的負麵效果是，船體主尺度增大了很多，結合上置水平舵設計，送她一頂傻大粗笨的帽子，戴得下去。
• 成本。美國未來潛艇ORP 從研發到生產，預算970億美金，折合12艘的單船成本，81億美金。我估算095的單船成本，81億人民幣的某一個百分比。
• 壽命。美國未來潛艇ORP 壽命取決於核子反應堆壽命，到2080年。《大公報》圖示為095/095A的過渡版093B，不是095/095A本尊，但是透露，“性能高於目前美軍服役的洛杉磯級”。魔高一尺，道高一丈，夠了。
• 噪聲。美國未來潛艇ORP 發動機噪聲級不詳，但是標榜聲學性能大大改善。095發動機噪聲： 100 – 110 分貝。