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机敏级第4艘勇敢号建成下水

英国海军是一支拥有悠久历史的海上力量,是为数不多的蓝水海军,也是二战后少数几支经历战火考验的海军之一,马岛战争(尽管损失惨重)、海湾战争等地区冲突的洗礼让英国海军更加成熟。进入21世纪以来,英国海军逐渐完成了主战装备的更新换代,伊丽莎白女王级航空母舰、45型驱逐舰、26和31型护卫舰构成了未来英国海军水面舰艇部队的中坚,水下舰队的主力就包括本文主角--机敏级攻击核潜艇。因为水面舰艇数量大幅削减,水下舰队的作战能力就倍加珍贵。小编将通过系列文章对机敏级攻击核潜艇进行系统介绍,后续文章敬请关注。

45型驱逐舰与机敏级核潜艇,它们是2040年前英国海军的绝对主力

机敏级的起源

机敏级的故事要从它的前任特拉法尔加级(Trafalgar class)攻击核潜艇讲起。特拉法尔加级是英国研发的第三代攻击核潜艇,首艇“特拉法尔加”号1979年4月开工,1983年5月服役,到1991年共建造了7艘。上个世纪80 年代中期,英国开始规划特拉法尔加级的继任者。1987年,维克斯造船工程有限公司 (VSEL) 获得英国国防部 (MOD) 的合同,开展W级(有时称为 SSN-20)的设计工作,计划在1990年订购首艇、1997年建成服役。然而,随着冷战的结束,昂贵的W级没有收到订单,取而代之的是“第二批特拉法加级潜艇”计划(B2TC)。1991年8月,VSEL与MOD签署了设计合同,约定基于特拉法尔加级潜艇、通过最小的变化设计出一款新的潜艇。1994年7月14日,MOD发出了建造3艘新潜艇的要约,并保留增订1艘或2艘的权利。

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机敏级潜艇外观线条不规则,识别度很高

1995年6月,MOD收到了通用电气公司(GEC)和英国宇航公司的投标,GEC以前从未设计和建造过潜艇,但通过当月购买维克斯造船工程有限公司 (VSEL) 弥补了这一缺陷。新的公司作为GEC-Marconi(马可尼)的一部分,被称为马可尼海事 (VSEL)。1995年12月,英国国防部(MOD)确定GEC-Marconi为B2TC潜艇项目的第一顺位中标人,但未明确价格条款和下一步的谈判计划。随着前卫级弹道导弹核潜艇建造逐渐结束,GEC-Marconi急需为其位于巴罗因弗内斯(Barrow-in-Furness)的造船厂谋求新的业务。然而,直到1997年3月17日,该公司才获得20亿英镑的固定造价合同,用于1-3号艇(机敏号、伏击号与机警号)的设计、建造和初步支持。巴罗因弗内斯造船厂自上个世纪90年代以来,是英国唯一的潜艇建造单位,一旦军方没有合约,造船工人就面临失业的窘境,熟练技术工人的流失后来也导致机敏级建造周期受到影响。

一同航行的机敏级与特拉法尔加级

因起源是“第二批特拉法尔加级潜艇”计划(B2TC),机敏级的设计与特拉法尔加级关系密切,这样可以直接采用之前为快速级和特拉法尔加级开发的战术武器系统的最新版本。当然,为了容纳为前卫级战略核潜艇开发的罗尔斯罗伊斯(RR)PWR2型压水反应堆,耐压壳体直径必须更大;此外,潜艇设计还融合了一些支持者级常规潜艇(已转让给加拿大海军)的特点,如船头设计。这种揉到一起的设计方式必然带来很多问题,随着问题的解决,人们发现这艘潜艇尽管最初被定位为特拉法尔加级潜艇的第二批次,最终产品竟然与特拉法尔加级几乎没有共同之处,潜艇75%采用了全新设计,水下排水量也从特拉法尔加级的5200吨增长至7800吨(早期设计版本为6800吨),新潜艇脱离特拉法尔加级被命名为一款新的潜艇也就顺理成章。按照传统,因首艇被命名为机敏号,该级潜艇也被称为机敏级,它是英国海军新一代,也就是第四代攻击核潜艇。

1997年设计中的机敏级的想象图,与量产版略有不同

在B2TC项目阶段,新潜艇计划建造5艘用于替代老旧的快速级(第二代);在90年代后期,新潜艇融入英国“未来攻击潜艇”(FASM)计划,建造数量从5艘变为7艘,替代的对象也从快速级变为特拉法尔加级。2001年1月31日,机敏级首艇机敏号开工建设,此时它的承包商已不再是中标时的GEC-Marconi公司,1998年GEC-Marconi更名为马可尼电子系统公司;1999年,英国宇航公司购买了马可尼电子系统公司,组成新的防务巨头--英国航空航天系统公司,也就是大家熟称的BAE系统公司,BAE系统公司从而成为机敏级的主承包商。

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采用模块化设计,运输中的指挥塔围壳模块,重65吨

机敏级潜艇计划目前由BAE系统公司潜艇分部负责,总部就设在巴罗因弗内斯(Barrow-in-Furness);项目行政主管部门为国防部防卫装备与支持组织(DE&S)。机敏号2007年6月8日下水,2010年8月27日正式服役,尽管比最初计划的2005年6月晚了5年时间,终究开启了属于自己的时代。目前英国海军拥有4艘机敏级核潜艇,第5艘安森号潜艇正在接受最后阶段的试验,第6艘、第7艘基本完工(接着船厂会安排继承者级战略核潜艇的建造工作,不然工人又得分流)。据悉,2026年前7艘机敏级都将建成服役,每艘潜艇的寿命不少于25年。

指挥塔围壳模块安装过程

机敏级的设计过程

在项目的早期阶段英国人就决定充分使用模块化建造技术,这对机敏级核潜艇的设计、建造工作产生了深远影响。尽管潜艇模块化建造技术已经被瑞典和德国采用,但对巴罗因弗内斯造船厂却是个新挑战。在机敏级之前,英国人的标准做法是先建造耐压壳体,再进行设备舾装,所有设备都需要通过舱口送入艇内,通道和施工场地的限制使舾装工作非常耗时。模块化建造技术允许机敏级的不同分段同时建造、同时舾装,压减了25%的设计时间和30%的建造时间。另一项比较关键的决策是在设计与建造过程中采用计算机辅助设计 (CAD) ,这有助于不同公司、身处不同位置的工程师同时开展设计工作,他们的工作能被充分整合,从而减少整体设计时间。

模块化设计使潜艇不同分段可同时建造,再像搭积木一样焊接到一起

使用模块化建造方法节约的成本允许机敏级在既定的预算范围内采用更大直径的耐压壳体,耐压壳体直径最终被确定为10.7米是为了容纳体积更大的PWR2型反应堆。B2TC项目时期,工程师研究过仅扩大反应堆周围耐压壳体直径的方法,结果发现比整体扩大耐压壳体直径成本更高。机敏级潜艇设计时被分为11个单元,建造时则分为8个分段,每个分段都包含一些功能模块,如指挥围壳模块(重65吨)、指挥舱模块(重178吨)、主推进器模块等,这些小模块加起来有30多个。它们通过精密、复杂的阀式安装与耐压壳体相连接,用于减少冲击、振动和噪声。

PWR2型反应堆压力容器,运往船厂进行组装

机敏级的提升

机敏级与之前的特拉法尔加级相比有以下显著改进:

  • 艇员数量更少,这意味着更高的自动化程度与更长的自持力。特拉法尔加级大概需要130名艇员,机敏级在设计时曾鼓励主承包商将艇员数减少到84人,定型时将艇员人数确定为98人,虽然略有增加,足以避免“热铺”现象。(注1)
  • 更新、集成化程度更高的潜艇作战系统。
  • 得益于耐压壳体直径增大,内部空间更为充裕,携带的鱼雷、鱼叉反舰导弹、战斧巡航导弹数量增加50%。(注2)
  • 安装了两部不用穿透耐压壳体的光电潜望镜。
  • 所有控制面均由耐压壳体外的驱动机构控制,减少船体穿透并简化船尾结构。
  • 数字化的控制、信息系统,最大限度减少昂贵的布线。
  • 大幅改进,避免采用陈旧设备,提高可操作性,节省成本。
  • 进一步降低噪音。所有舷外设备均涂有抗声纳涂层,船体覆盖3.9万块消声瓦。

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机敏级的住宿条件在潜艇中算是相当好了

左图疑似艇长宿舍,右图明晃晃的不锈钢卫浴显示做工精湛

注1:过去因潜艇空间紧张,无法做到一人一铺,一名艇员睡下时上名艇员的余温还未散去,因此被称为“热铺”。

注2:冷战后相当长时间内美国潜艇都不再携带潜射反舰导弹,最近才恢复;英国海军也不再使用鱼叉潜射反舰导弹,水面舰艇也差点陷入无弹可用的局面,解决方式是让鱼叉导弹延迟退役,研究采购替代产品,几年过去仍未选出替代者,拖而不决3年后英国海军将重回舰炮时代,英国评估报告称英国海军处于史上最惨阶段。

英国克莱德海军基地的机敏级攻击核潜艇

新艇还未服役,后继已有说法

早在2001年,首艇机敏号刚开工的时候,英国人就提出了未来水下战力(MUFC)计划,谋划下一代战略核潜艇与攻击核潜艇。援引2004年美国防务新闻的报道,MUFC计划提出以一种共同设计,衍生出攻击核潜艇与战略核潜艇,采用新技术包括新一代整合式核能与电力推进系统、新型推进器、多用途导弹垂直发射装置、可整合的水下无人载具等,潜艇的静音性能也会得到进一步提升。

看看船头的水手就能明白,潜艇是相当大的,内部有3-4层甲板

在冷战期间,英国海军的攻击核潜艇有两大任务:一是保护为英国提供核威慑的弹道导弹核潜艇,二是对敌方海上力量进行自主行动。冷战结束后,英国海军的攻击核潜艇部队已经证明具有极强的适应性,能够执行多种任务,比如秘密运送特种部队、监视、情报收集、使用潜射战斧巡航导弹攻击地面目标、支持两栖任务小组,更不用说保护前卫级战略核潜艇、反潜、反舰等传统任务。2006年,英国海军在战略规划中指出,“未来的水下力量有助于海上打击、ISR(情报、监视和侦察)、防御”。尽管维系这支水下舰队成本很高,攻击核潜艇仍在英国海军未来计划中占据重要地位。

被遮挡得严严实实的泵喷推进器,推进器上方细管为拖曳线列声呐释放口

就像机敏级核潜艇的起源一样,随着需求的变化,英国新一代战略核潜艇也没有沿着MUFC计划走下去,独自进行成为继承者级;新一代攻击核潜艇方面,2021年9月,英国海军与罗尔斯罗伊斯公司(RR)、英国航空航天系统公司(BAE SYSTEMS)分别签署了单价8500万英镑的研发合同,旨在推动下一代攻击型核潜艇的设计及性能研发。英国海军指出“由于核潜艇的建造非常复杂,且建造工艺不断变化,必须现在开始筹备下一代核潜艇的建造”。技术升级如逆水行舟不进则退,在建设强大国防的道路上,谁也没有闲着。

机敏级潜艇的结构图,武器、设备等细节下篇继续,敬请关注