本文原载于《兵器知识》2000年第6期。 吴锴(以下简称吴)：黄总，非常感谢您就攻击型核潜艇设计思想的有关问题再次接受采访。您认为攻击型核潜艇在反潜、反舰和对陆攻击方面是分别发展几型好还是综合发展一型好？为摧毁敌大规模航母编队，有无必要专门发展“奥斯卡”级那样的反舰导弹潜艇？
黄旭华(以下简称黄)：这个问题涉及到美苏的战略和攻击型核潜艇的发展思想。在冷战中，美国一直将攻击型核潜艇作为执行其全球进攻战略的重要力量。 苏联的攻击核潜艇的使命是抗衡美国和北约的航母编队，搜索敌人并保护自己的战略核潜艇。尽管指导思想和使命不同，但美苏都竭力提高攻击型核潜艇的作战性能，在高速、深潜及静音等重要指标上压倒对方，导致建造费用恶性膨胀。
▲ 苏联705型“阿尔法”级核潜艇，采用液态金属冷却反应堆，水下最高航速可达39节 苏联解体后，美国认为其威胁日趋减少，美国攻击型核潜艇的主要使命已从控制全球海洋转为处理地区战争，担任航母编队、特种部队的直接支援及在沿海从事反潜战等。为了不重蹈“海狼”级费用膨胀的覆辙，最大程度地提高效费比，从以“深潜、高速”为主转变为以多功能、多用途为主要发展目标，“弗吉尼亚”级就是例证。
▲ 美国“海狼”级攻击型核潜艇，因为造价高昂只造了3艘 最近，俄罗斯在北方舰队和太平洋舰队中分别组建了以“奥斯卡”级为核心的“反舰情报及攻击综合核潜艇分队”。其主要使命是在侦察卫星、雷达基地以及海上巡逻机的配合下，以数量较多的高性能巡航导弹对敌航母、大型舰艇编队及陆地实施饱和攻击。对此，西方惴惴不安。
▲ 令美国航母编队胆寒的俄罗斯“奥斯卡”级攻击型核潜艇 但是俄罗斯针对“奥斯卡”级的这种利用形式，并非打算继续发展新型巡航导弹核潜艇，而是对在役的“奥斯卡”级进行功能改进和技术更新，充分发挥其战斗效能。目前俄建造的新一代攻击型核潜艇如“亚森”级，仍然是兼有苏联攻击型核潜艇和巡航导弹核潜艇性能的多用途核潜艇。
▲ 俄罗斯“亚森”级攻击核潜艇首艇“北德文斯克”号 多用途攻击型核潜艇由于一艇可以执行多种战斗任务，既可减少型号，又便于使用、维修和管理，效费比很高。对于财力和技术有限的国家更是一种可取的途径。 吴：“弗吉尼亚”级掀起了攻击型核潜艇的模块化潮流，这似乎对改装有很大便利。但将来采用新设备时，由于技术水平要比现在高很多，必然导致新旧艇载设备的尺寸、重量不同，其对安装、应用、维修空间及艇的重心、稳心、所需能源等要求也必然不同。若以现在设计的模块舱段(尺寸、技术等)为标准，是否会对将来改装造成麻烦？ 黄：首先我们概括地讲一下模块化技术的基本概念和特点。
▲ “弗吉尼亚”级核潜艇的模块化设计概念 传统的舰船设计与建造技术以劳动力密集型为特征，以系统和专业为导向。模块化技术则以信息密集型为特征、以“中间产品”为导向。 模块化是将潜艇划分为若干分段，每分段由模块、次模块、组件、部件和零件等组成。每个模块、次模块和组件均可被视为“中间产品”，每个高级“中间产品”由低级“中间产品”组成。这相当于把潜艇作为一个分层的“产品树”来进行设计和建造。一艘新型潜艇经过总体规划论证，性能指标技术参数确定后，无论艇体还是系统、设备，均首先完成各基础部分，然后组成更大的模块和区段，直到形成最高产品——潜艇。 模块化技术之所以迅速发展并成为世界造船业的趋势，主要由于它能早在设计阶段，就分析出随后建造过程中才能发现的种种技术问题。它不仅可缩短建造周期，更重要的是可提高建造质量，保证舰船性能，降低建造成本和全寿期成本。
▲ 转运中的英国“机敏”级攻击型核潜艇的舱段零件 核潜艇的规划、设计、建造和服役年限长达30～40年，在这过程中对其进行改进和更新是必然的。虽然由于技术的不断发展，使得核潜艇在服役若干年之后进行改换装时，新设备的技术参数可能与原来预计的不尽相同，从而在一定程度上增加了改换装的难度，但由于模块化的特点及其在设计与建造时对重要设备和系统更新换代的预先考虑，可以事先预留出改换装裕度，超前提供改换装的必要条件。 因此，模块化技术比传统设计、建造模式更便于维修和改装。“弗吉尼亚”级的模块化技术不仅是一般潜艇的总段模块化建造技术，也是潜艇在续建或大修中可以通过更换舱段模块进行改型的模块化技术。这是衡量一个国家工业技术水平的标志。 吴：攻击型核潜艇比之常规潜艇的劣势是：价格高，反应堆处理起来麻烦，由于形体庞大，在浅海机动性、隐蔽性上不如常规潜艇。另一方面，常规潜艇的劣势正在被多种AIP技术所弥补。那么在近海防御作战中，发展“红宝石”级那样的小型核潜艇与发展AIP潜艇，谁的效费比更高？
▲ 采用燃料电池AIP系统的常规潜艇 黄：攻击型核潜艇的确有这些劣势。“海狼”级性能引人瞩目，造价令人瞠目。“弗吉尼亚”级虽忍痛割爱了许多重要性能指标，造价比“海狼”级下降30%，但仍然昂贵。 那么，是否可用较少的钱来建造档次性能稍低的“核潜艇”或其它AIP潜艇？一些国家进行过论证。 “哥特兰”级装备了斯特林发动机，212型潜艇装备了燃料电池，而加拿大ECS公司提出的AMPS核混合推进系统方案，最具特色且易实现。目前常规潜艇上的AIP系统携带的能源有限，发动机功率不大，水下航速和续航力、自持力受到很大限制，还难以满足作战要求。 “哥特兰”级装备两台75千瓦的斯特林发动机，如以水下4节速度航行，只能维持两个星期。一旦液氧耗尽，潜艇会立即丧失隐蔽性。况且在潜艇上，液氧储存技术还不完善，安全问题令人担忧。
▲ 瑞典“哥特兰”级常规动力潜艇 加拿大AMPS核混合推进系统方案，形象地说，是把常规潜艇的艇体中间切开，嵌加进一个装有AMPS（自主式航行动力系统）的低温、低压、低功率小型核反应堆的核动力舱段。该反应堆结构简单，核燃料浓度低，零部件数量相对较少，技术易实现，造价颇低。 据国外资料估计，一艘装备AMPS核混合推进系统的2 000吨级潜艇的造价，仅比一艘同样排水量的普通常规潜艇高20%左右。 在水下航行时，它既可用核反应堆作为柴油发电机-蓄电池组的辅助加速推进动力，又可作为巡航状态时的主推进动力，用蓄电池作为加速推进动力。使用核动力作为主推进动力时，潜艇可长时间低速潜航。使用蓄电池作为加速动力或主动力时，在其电能耗完后，该艇可在水下状态利用核动力为蓄电池缓慢充电，也可浮出水面或在通气管状态启动柴油发电机组进行快速充电。因此与普通常规潜艇比，其水下续航力和隐蔽性有了大幅度提高。
▲ AMPS1000型内部结构示意图。1-活性区；2-冷却剂储存；3-蒸汽发生器；4-冷凝器；5-一回路主循环泵；6-防护隔壁；7-液压阀；8-给水泵；9-汽轮发电机冷凝器；10-舷外水泵；11-蓄电池；12-船上配电板；13-变流器；14-汽轮发电机；15-柴油发电机；16-主推力轴承；17-主推进电机；18-配电板 目前公认的常规潜艇危险暴露率极限值是13%。在反潜技术高度发达的今天，潜艇存在高暴露率是极其危险的。从这方面看，任何一种AIP潜艇在隐蔽性和生存力上与暴露率为0的“红宝石”级相比，确实还有巨大差别。即使在近海防御作战中，AIP潜艇在水下最高航速、水下续航力、自持力等方面，也难与装备大功率核动力装置的“红宝石”级相提并论。 但是，对于AIP潜艇与小型核潜艇效费比的对比评价，需要根据其研制思想、建造成本、作战使命、作战对象、活动海区环境以及功率需求等，多方面的显性因素和隐性因素进行综合分析。仅仅依据某几项性能或者造价，难以客观地反映出AIP潜艇与核潜艇的效费比，也不能据此对其进行全面对比。 吴：随着武器性能的提高，攻击型核潜艇是否还像以前那样需要高航速以抢占有利阵位？英国新一代“机敏”级核潜艇最高航速为32节，而美国新一代“弗吉尼亚”级核潜艇最高航速为25节，您对此怎么看? 黄：作为攻击型核潜艇来说，利用高航速缩短航渡时间、抢占有利阵位，这一战术原则应是不变的。但是，随着反舰、反潜导弹和鱼雷的速度、射程，以及反潜探测技术的不断提高，对高航速的要求不如以前突出。 另一方面，在论证和设计新型核潜艇时，关键的问题是应把核潜艇的最高航速与其使命和作战对象密切结合起来，并兼顾潜艇的效费比。一个国家推出一种新型号的核潜艇时，其性能指标还受到研制背景及其它诸多因素的制约。 “机敏”级与“弗吉尼亚”级的研制背景和担负使命不尽相同，因此其追求的目标肯定有所区别。 美国设计“弗吉尼亚”级时，对航速、潜深、武器装载量及潜艇造价等进行了权衡，不再把高速作为孜孜追求的目标，只定为25节。尽管这比“洛杉矶”级甚至“鲟鱼”级还低，但是它却具有与“海狼”级同等的安静性，能在深海和浅海从事各种作战。 美国的攻击型核潜艇的主要任务是为航母编队警戒及护航，25节的最高航速基本可满足需要，对保证自身规避反潜攻击的基本航速要求也是适应的。 另外，按美国核潜艇25～30年的服役期推算，2020年前后，它至少还有20多艘“洛杉矶”级在役。具有高航速的“洛杉矶”级再加上3艘“海狼”级，足可完成美国在深海的使命。
▲ 厂房中的英国“机敏”级核潜艇 英国赋予攻击型核潜艇的使命是维持它在北约的地位，保证最低限度的核威慑力量。在研制“机敏”级时充分吸取了马岛战争的经验。当时，英国派了3艘攻击型核潜艇从本土出发前往马岛参战。由于距离遥远，英国核潜艇利用高速航行的优势顺利完成了海上航渡。 据后来分析，当时其核潜艇的航渡速度平均为23节以上。英国认为其海外基地不像美国那样遍布全球，如果核潜艇航速过低，一旦情况危急，将难以应急部署。因此，“机敏”级保持32节的最高航速是有道理的。 吴：潜艇艇形以水滴形最佳，然而国外有的新型攻击型潜艇拟采用纺锤形、椭球形等等，还有瑞典2000级那样的比目鱼形。这在技术上有什么考虑？ 黄：从流体力学看，水下高速航行的最佳形状是水滴形。到目前为止，真正具有水滴形线型的潜艇是美国于1953年建造的“大青花鱼”号试验潜艇。该艇除水声设备外未装任何武备，所以整个艇体呈现标准的水滴线型。其后的各国潜艇都不是试验艇，而是作战艇，艇上要装备许多系统，设计师们必须考虑其它因素，着眼于潜艇总体性能。
▲ 1954年4月5日，美国海军“大青花鱼”号试验潜艇在在浅滩群岛附近海域航行 尽管主观上要把潜艇的外形设计成完美的水滴形，但实际上在各种因素制约下无法实现。因此，各国潜艇便出现了形形色色的外形，如拉长的水滴形、纺锤形等。瑞典2000型潜艇是个典型。
▲ 国外有的新型攻击型潜艇拟采用“纺锤形”(上)，瑞典未来的2000级潜艇设计方案之一为“比目鱼”形(下) 其潜艇活动海域主要是波罗的海。波罗的海是个范围十分有限的内陆海，其特点是水浅、多浅滩，海水盐度和温度变化不定。其海底多为岩石，背景噪声很高，艇上声呐工作条件非常差。 在这样的海洋条件下作战，首先要求潜艇具有较好的水下机动性和声隐身性，并不要求高速和深潜能力。这些条件决定了2000型潜艇采用横截面呈扁圆形的艇体形状。这种艇型在潜航时不会产生大的噪音，却可减少声呐信号的反射面积，提高声隐身性。选择这种艇型是合理且有科学依据的。 吴：美俄已搞出能在900米深海作战的鱼雷，因而对攻击型核潜艇来讲，大潜深性能对自身隐蔽、防御及攻击敌方有多大意义？发达国家在复合材料的研制上进展怎样？ 黄：从目前探测水平看，海水依然是“不透明”的。在大洋之中，深度越大，水下的水文情况就越复杂，海水盐度、温度梯度的变化对声呐探测精度的影响也就越大。从现状看，增大潜深仍是提高生存力和攻击力最有效的途径之一，效费比也较高，对昂贵的核潜艇来说更是如此。 目前各国的潜艇潜深大多只有200～300米，新型核潜艇也只能达到450～650米或更深一些。潜艇经过一个世纪的发展后，下潜深度仅做到这一步，其主要原因是技术难度大、牵涉面广、耗资多。它不仅需要解决在重量严格控制下承受大深度海水压力的艇体结构强度、焊接技术和高强度材料等方面的问题，还需要解决与海水相接触的管道、阀门、设备的强度与密封，以及由于艇体变形带来的诸多技术问题。 复合材料在汽车、飞机及航天领域已获得不同程度的应用，但在潜艇领域中却处于起步阶段。各国设计师们出于安全考虑，往往在潜艇设计时采取更保守的做法，而不愿冒风险。目前，美国正为复合材料在潜艇上的应用投入很大力量，在威斯康星州的基诺沙成立了一个海军复合材料研制中心，近期一项计划是研制一种用于压力容器的厚截面复合材料，实际上是研制用于潜艇耐压艇体的复合材料。 另外，法国已开展了利用复合材料制造潜艇螺旋桨方面的研究，并在1988年巴黎海军展览会上展出了成品。用复合材料取代青铜来制造螺旋桨，其优点之一是材质具有均匀性，螺旋桨桨叶可加工得更精确，保证同一螺旋桨的各个桨叶之间具有更接近的同一性，从而可以降低螺旋桨噪音。这很值得注意。 吴：在艇载武器的储运发射上，英国马格纳姆公司曾将耐压壳与非耐压壳之间布置成环状导弹/鱼雷发射管，首尾共能装载80枚武器。但为何发达国家的下一代攻击型核潜艇都未见到此技术应用？ 黄：英国马格纳姆公司的环状布置发射管方案仅是一种设想，目前还不具备使用条件。 潜艇携带武器越多，作战能力越强，这毋庸置疑。但实际情况却与理论概念有许多区别。潜艇的战斗力更取决于艇上各种系统和设备有机结合之后产生的综合效果。设计师必须兼顾其它因素对全艇性能的影响，而不是一味增加武器数量。 吴：在艇载反舰、反潜、巡航导弹的储运/发射方式上，主要有水平发射和垂直发射两种。您认为哪种更可取？ 黄：从目前情况看，这两种发射系统在平行发展。“弗吉尼亚”级和“北德文斯克”级及法国新一代攻击型核潜艇，都将采用垂直发射系统。虽然水平、垂直发射各有利弊，但从发挥饱和攻击能力来看，垂直发射系统更有优势。然而，英国基于自己的战略思想及使命，“机敏”级就没有采用垂直发射系统。
▲ “弗吉尼亚”级Block 5型核潜艇的VPM垂发系统发射导弹的示意图 另外，从常规潜艇来看，由于排水量、主尺度等方面的限制，及任务使命与攻击型核潜艇的区别，即使是发达国家的最新型常规潜艇，也仍采用水平发射系统。 吴：美国“海狼”级设置了大口径鱼雷发射管(762毫米)，据称这并不仅是为日后发射更大口径的鱼雷，也是为以后发展水平发射弹道导弹留有余地。另外，大口径发射管能降低发射鱼雷时的噪声，这是否有科学根据？ 黄：1978年，苏联V-Ⅲ型核潜艇（“维克托”Ⅲ）下水，其噪音显著低于前一代核潜艇。此后苏联又不断对其改进，并迅速建造了25艘。在苏联核潜艇技术日臻完善的情况下，美国认为靠“鲟鱼”级和“洛杉矶”级已无法保持技术领先，于是迅速改进正处于批量建造中的“洛杉矶”级，另外采用大量先进技术研制“海狼”级，并在“海狼”级上装载了8具鱼雷发射管，其中一些直径为660毫米(外径为762毫米)。这是为了发射射程和威力更大的鱼雷，以对抗苏联装备650毫米鱼雷发射管的核潜艇，而不是为以后水平发射弹道导弹。
▲ 苏联“维克托”Ⅲ型攻击核潜艇 理论上讲，鱼雷发射管直径的大小与发射鱼雷时产生的噪音无直接关系，发射鱼雷的噪音往往与发射装置及发射方式有密切关系。 吴：您认为当今潜艇技术与空中、水面反潜技术相比，谁占优势？ 黄：概括讲，目前全世界范围内的潜艇技术和反潜技术各有所长，难分伯仲，处于一种动态平衡状态。 在当代反潜技术条件下，具有深潜能力的潜艇依然可以相对自由地在深海大洋中游弋。近几年北约多次对抗演习表明，即使是常规潜艇，用来对抗航母仍是有效的。 北约透露的一些消息说，演习中德国潜艇曾显示出突破美国航母反潜警戒网的能力，不只一次机动到有利的水下阵位，并“击中”航母。此外，演习中常规潜艇曾突破到距美国航母仅有鱼雷射程的距离上，利用潜望镜把航母拍摄下来。常规潜艇尚且如此，核潜艇的突防能力可想而知。
从另一方面讲，潜艇与反潜力量的较量不仅取决于参战双方的技术水平，更重要的是取决于双方投入兵力的密度、采取的战术以及具体的作战环境等因素。 在“俄亥俄”级服役时，美国一个技术评价办公室对战略核潜艇与反潜力量的对比做出了一项评估：“根据经验加以判断，若要在100万平方英里的深海航行区部署一个防御网的话，至少需要2～2.5万枚核武器。”这一结论尽管有一定纯理论性，但不难看出，为使反潜作战达到预期效果，反潜兵力部署密度必须比潜艇高许多倍。 美国一资深海军军官说“反潜作战所需费用相当于潜艇10倍”，看来颇有道理。一旦潜艇噪音降到海洋背景的程度，被动声呐将失掉作用，潜艇会更加自由。 吴：一般国家若想对远洋上的敌大规模航母编队进行打击，其航空兵及水面力量是鞭长莫及或不足以对抗的。那么从技术上讲，攻击型核潜艇能否独立完成此任务？ 黄：如你所说，各国公认的一个事实是，除潜艇外，几乎无任何海上平台有能力接近戒备森严的大规模航母编队。70年代，苏联巡航导弹技术尚未成熟时，曾打算用Y级核潜艇携带战略导弹攻击距离为400海里左右的美航母编队。他们认为即使未直接命中，核弹头爆炸产生的冲击波、热辐射及电磁脉冲效应，仍可使美航母编队失掉作战能力。
▲ 苏联667M型巡航导弹核潜艇发射SS-NX-24“流星”M巡航导弹的美术作品 到80年代，苏联认为潜射巡航导弹已能取代潜射弹道导弹来打击美航母编队，于是迅速造了14艘“奥斯卡”级。美国对此倍加重视。俄罗斯目前发展的攻击型核潜艇仍很强调巡航导弹的攻击力。从技术角度看，新一代多用途攻击型核潜艇能够担负起独立打击敌航母编队的任务。
