近年来随着中国海军的快速发展,在海军舰艇技术领域进步尤为突出,如055型大型驱逐舰等新型舰艇已经达到了引领世界先进水平的程度。但核潜艇方面,由于严格保密加上也无法从外形看出什么门道,人们很难了解这方面的新进展。而美国的“弗吉尼亚”级核潜艇目前已有15艘在役,其“海狼”号核潜艇也部署在太平洋方向。可以说与这些代表了当代世界核潜艇技术领域最高水平的潜艇相比,093型从基本设计上来看就要落后一些。尽管此前有美国海军相关的消息透露称,093型的综合作战能力可以和“洛杉矶”级相提并论,最新几艘093型的噪音也在此基础上又有所降低。
强大的“海狼……”……啊不,发错图了
“海狼”级核潜艇目前已经部署到了夏威夷,此前曾参加过美日联合演习但总体而言,093总体而言仍无法和“弗吉尼亚”级相提并论。英国《简氏防务周刊》今天报道称,他们注意到了4月份开始在中国社交媒体上引起讨论的两篇论文,这现实中国新一代核潜艇设计上使用的技术将有显著进步。这两篇论文是发表于《舰船科学技术》2017年第7期的《给予响应面法的潜载导弹垂直发射装置多目标优化》和发表于《船舶力学》杂志2018年第11期的《潜艇无轴泵喷推进器水下辐射噪声数值预报及分析》。
这两篇论文中,关于潜艇垂直发射装置一文中,对潜艇垂直发射系统的受力情况分析提出了一种新的方法,并且提到在“针对某型潜载垂直发射装置……实现了发射装置设计参数动态优化,为工程产品快速优化设计提供了参考……”其中提供算例的发射装置整体重量为30吨左右。
潜艇垂直发射系统论文部分内容截图根据这些数值,《简氏》认为这是一种类似美国海军“弗吉尼亚”级第五批次艇体中段的12个垂直发射装置模块的垂发系统,该刊认为这是对这种发射系统的技术跟踪,此前已有中国多家海军研究机构已经对这种系统展开了分析研究和建模,相关的设计可能也会运用在中国的095型核潜艇设计上。
而关于无轴泵喷的论文内容提出了预测无轴泵喷系统噪声的计算方法,并且文中提到运用实际测试结果与计算数值进行了对比,以验证方法的有效性。当然该文为了保密需要,没有在论文中给出实际的无轴泵喷系统噪声的具体数值,而是引入了一个“常数g”来显示计算结果。而且文中给出的测量方法也与一般的测量方法不同,因此其最终得出的结论也很难了解其实际数值到底有多少。
与潜艇噪声相关的具体数值在各国都是严格保密的范畴,因此这篇论文用这样的方法来给出结论也并不奇怪。
无轴泵喷论文部分内容截图,文中显示相关的研究是基于某无轴泵喷推进器,进行了实际验证虽然并不能从论文中得出中国新一代核潜艇噪音可能降低到何等程度的猜测,但《简氏周刊》认为,关于潜艇使用无轴泵喷推进装置的相关论文从2005年开始就已经出现,到这篇论文已经可以看出中国已经对这种技术展开了大量的试验,并且日益完善其设计和预测方法,在新一代核潜艇上使用这种技术很有可能。(简氏周刊文章内容仅限于认为中国核潜艇可能使用VLS和无轴泵喷,下面是列车长的分析)
无轴泵喷技术此前一般认为很难做成适合核潜艇使用的大型,高功率装置,但显然在这一领域中国已经取得了突破性进展。中国电力系统领域领军科学家马伟明院士之前就曾公开表示新一代核潜艇将使用无轴泵喷技术,并且在这一领域已经领先于美国,但很多媒体报道和外界技术分析人员对此表示怀疑。不过随着国内相关论文的陆续发表,在这一领域显然中国已经取得了领先性的成果。
无轴泵喷推进器论文部分截图
论文中推进器的转子和定子外形简图当然从这篇论文我们尚不清楚这一技术究竟能对新一代核潜艇的噪音水平降低做出多大的贡献,而且潜艇的噪音本身就不光是推进系统的噪音,动力系统总体的噪音和潜艇各种机械设备的噪音,以及潜艇的消噪,屏蔽技术都会对潜艇总体噪音水平造成显著影响。而且更重要的是即使理论上噪音水平很低,但如果在某些特定情况下潜艇发出可供识别的特殊频率的噪音,也会严重降低潜艇的隐蔽能力(例如日本苍龙级就有这个问题,在某特定航速下会发出特殊噪音,此前在澳大利亚潜艇竞标中这个缺陷被某“神秘消息源”指出并被验证,致其竞标失败)
但是从原理上讲,无轴泵喷系统由于取消了常规泵喷的驱动轴,且电机定子和转子之间不直接接触而是存在一个气隙。其噪音源先天就更少,如果总体设计合理,那么其噪音相比传统泵喷大幅度降低是可以预期的。
国外的无轴泵喷系统一般用于低速船舶或者小型船只,而如果用于核潜艇,它外形肯定不能是这个样子
这种无轴泵喷系统通常以吊舱方式安装,这没法在核潜艇上用
此前央视采访马伟明院士时展示的无轴泵喷原理样机某种意义上讲,无轴泵喷就相当于一个电磁弹射器,只不过其轨道是闭合的环形,而用来推动海水做工的叶片就相当于在弹射器上被循环推动的飞机。也就是说某种程度上讲,它和电磁弹射器其实是同类技术。
因此就好像我们并不需要了解055型驱逐舰的346B雷达的一些具体性能,仅通过其采用AESA原理,再结合中国目前在电子技术领域的水平,就可以推测其系统性能至少超过美国“宙斯盾”系统——当然它和SPY-6相比究竟谁更先进这就需要了解更多数据和相关信息才能断言。那么仅仅通过095型很可能使用无轴泵喷技术,我们也可以推测其总体噪音水平将会有很大程度的降低,能够接近或者低于“弗吉尼亚”和“海狼”级水平。当然至于究竟和“弗吉尼亚”、“海狼”相比孰高孰低,这就要各国海军和情报机关自己去削尖脑壳向办法搜集相关实际数据了。
至于在攻击型核潜艇上安装与战略核潜艇上直径相似的垂直发射系统发射管,这其实也是近年来的新趋势,这倒并不是说要让它客串战略核潜艇,而是为了适应未来可能出现的各种新型潜射武器。目前中国海军已经开始列装鹰击-XX舰载反舰弹道导弹,未来的高超声速全程滑翔反舰导弹这类的武器也完全可能出现。通过潜艇发射这类武器,自然也是未来的重要发展方向。而这类导弹尺寸通常较大,美国目前给“弗吉尼亚”Blcok V设计的一个重要任务就是在其每个发射管内装填6枚“战斧”导弹或者2枚未来的高超声速通用导弹,而能够实现这种灵活设计的基础,就是要有直径较大的垂直发射装置。
俄罗斯“北风之神”级核潜艇
“弗吉尼亚第五批次”核潜艇模型同样,俄罗斯目前也在对其“奥斯卡”级巡航导弹核潜艇进行改装,可能在其远P-700“花岗岩”导弹的发射器内以一筒多弹的方式携带P-800“宝石”和3M54“口径”导弹。那么这种比较先进的设计思路,我们自然没有不学习的道理嘛,尤其是在未来环境下,躲在安全的海域发射远程导弹可能是比依仗静音性能悄悄靠近敌人严密防备的舰队,发射射程仅为十几公里到几十公里的鱼雷要安全得多,因为毕竟现代的声呐系统发展很快,而水面舰艇可以肆无忌惮的使用主动声呐,对于昂贵的核潜艇来说,这样以身犯险在大部分情况下都不划算。
仅仅看一下美国“弗吉尼亚”级核潜艇的舰名——里面有“德克萨斯”、“北达科他”、“新墨西哥”、“密苏里”、“南达科他”等这些战列舰的舰名,可见核潜艇现在绝对算是主力舰了,用主力舰去单挑敌人舰队这事儿实在是风险有点大……
当然了,对于这些想象图嘛,其中具体的布局啥的别认真能从水下发射远程精确导弹,也可以说是新一代攻击型核潜艇的基本功能了,中国的095型在这方面自然也不会落后于“弗吉尼亚Block V”的设计思路。当然这些论文目前为止也还仅仅是095型的冰山一角,究竟这种面向未来的新一代中国核潜艇真面貌如何,或许还是只有时间能给我们确切的答案。