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发布时间:2020-09-06 01:23:59

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作者:冯文远

出版社:辽海出版社

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特种潜艇科技知识(下)

特种潜艇科技知识(下)试读:

前言

舰艇俗称军舰,是指有武器装备,能在海洋执行作战任务的海军船只,是海军主要装备。舰艇主要用于海上机动作战,进行战略核突袭,保护己方或破坏敌方海上交通线,进行封锁或反封锁,参加登陆或抗登陆作战,以及担负海上补给、运输、修理、救生、医疗、侦察、调查、测量、工程和试验等保障勤务。

航空母舰简称航母,是一种可以提供军用飞机起飞和降落的军舰。现代航空母舰是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇,已成为高技术密集的军事系统工程。航空母舰一般总是一支航空母舰舰队中的核心舰船,有时还作为航母舰队的旗舰,舰队中的其它船只为它提供保护和供给。

不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性,往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此,要普及广大读者的科学知识,首先应从武器科技知识着手,这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好,还能够增强他们的国防观念与和平意识,能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量,因此具有非常重要的作用。

随着科学技术的飞速发展和大批高新技术用于军事领域,虽然在一定程度上看,传统的战争方式已经过时了,但是,人民战争的观念不能丢。在新的形势下,人民战争仍然具有存在的意义,如信息战、网络战等一些没有硝烟的战争,人民群众中的技术群体会大有作为的,可以充分发挥聪明才智并投入到维护国家安全的行列中来。

舰艇与航母是高技术的武器种类,我们学习舰艇与航母的科学知识,就可以学得武器的有关高科技知识。这样不仅可以增强我们的高超军事素质,也可以增强我们高度的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学,它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科,而军事科学则围绕高科技战争进行,学习现代军事高技术知识,使我们能够了解现代科技前沿,了解武器发展的形势,开阔视野,增长知识,并培养我们的忧患意识与爱国意识,使我们不断学习科学文化知识,用以建设我们强大的国家,用以作为我们强大的精神力量。

为此,我们特地编写了这套“青少年必知的舰艇航母科技”丛书,包括《航空母舰基础科技知识》、《世界航空母舰科技知识》、《舰艇基础科技知识》、《战列舰科技知识》、《巡洋舰科技知识》、《驱逐舰科技知识》、《登陆舰科技知识》、《核潜艇科技知识》、《特种舰艇科技知识》、《特种潜艇科技知识》共10册,每册全面介绍了相应舰艇与航母种类的研制、发展、型号、性能、用途等情况,因此具有很强的系统性、知识性、科普性和前沿性,不仅是广大读者学习现代舰艇与航母科学知识的最佳读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

德国XXI级常规潜艇

二次大战中,于1939年开始的大西洋海战,德国使用的主力潜艇-VII级潜艇在战场上已逐渐显得过时,因此海军潜艇总司令卡尔·邓尼兹将VIIC型和IX级潜艇的建造计划变更,全力将资源投入于高速新式潜艇的建造。

XXI级潜艇改进了德军旧有的电池容量,约有VIIC型的3倍,大大增加了它的水下航程,并缩短所需要浮出水面的时间。XXI级能用了不到5小时的通气管充电,就能拥有水下以5节速度连续潜航2到3天而不用重新充电的能力。

XXI级也比VIIC型还要安静,使其在潜航时较不被发现。XXI级的舰体也设计的简单化、流线型,提高潜航速度和减少潜航阻力使它较难被加以追踪后摧毁。

XXI级的舰内空间与设备也比以往来的更大更好,大型的舰体搭载了多组蓄电池后仍有空间,同时舰上的冷冻设备和其他舰上没有的淋浴间。另外XXI级也有特别的液压鱼雷系统,能让装配鱼雷时间变得很短(能在20分钟里发射18枚鱼雷),鱼雷射速也更快。

XXI级同时还有更先进的声纳系统,可以瞄准发射鱼雷时不需要借由潜望镜来加以瞄准,增加其隐蔽性。XXI级潜艇内共存有23枚鱼雷,或17枚鱼雷和12枚水雷,艇首有6座鱼雷发射管;以往潜艇配置的甲板炮和多门高射炮也只剩下一门20毫米高射炮。

XXI级的生产采用了与以往不同的方法,邓尼兹将它模组化生产,将整艘潜艇分为8个部份生产,于32家造船厂的零件所制造,再集中到11间造船厂里进行组装,生产速度大幅提升,每6个月就能下水一艘,也减少了盟军轰炸的效果。然而此作法却使得多数零件有着整合或质量不一的问题,事后还需要另做调整。1943年到1945年之间,德国在汉堡的布洛姆·福斯造船厂、不来梅的威瑟公司造船厂和但泽的希肖造船厂共组装了118艘XXI级潜艇,但因为质量问题,仅有4艘通过试验能够在战争结束前接战。1944年5月,第一艘的XXI级潜艇下水,而德军有经验的潜艇水手极为缺乏,出战的XXI级非常少,其量产时间过晚,盟军压倒性的海空兵力,XXI级潜艇对战况影响不大。

只有U-2511和U-3008这2艘是进行过战斗巡弋的XXI级潜艇,且它们的出击颇为失败。由艾伯特·施尼上校所指挥的U-2511在躲过了护卫舰诺福克号重巡洋舰的搜索后,正要准备对其船发动攻击时,就传来了德国投降的命令,于是施尼潜航返回德国港口。

大部分的XXI级潜艇都直接报废或凿沉处理,但有8艘被盟国瓜分研究,美国得到了U-2513和U-3008,并服役于美国海军;U-3017则交给了英国皇家海军,并改名为“HMS N41”;U-2518给了法国海军,改名为“罗兰德·末里罗特号”,并持续服役到1967年。

因为波茨坦协定,苏联得到了4艘XXI级潜艇,U-3515、U-2529、U-3035和U-3041,并服役于苏联海军,分别改为B-27、B-28、B-29和B-30(后改称为B-100)。

然而西方盟国认为苏联已获得更多的XXI潜艇,美国联合情报委员会估计1948年1月时苏联拥有15艘XXI级潜艇,并能在2个月里建造6艘,一年半里建造39艘,并使用但泽的潜艇制造厂,进行与德国相同作法的分节制造。

U-3538到U-3557里的XXI级潜艇(分别为苏联编号TS-5、TS-19、TS-32和TS-38)由于没有完成而报废,并在1947年于但泽港里凿沉。这4艘获得的XXI级潜艇被派往波茨坦进行试验,直到1955年凿沉或用于1958年至1973年之间的核武试验。苏联也以XXI级潜艇为基础,研制了W级潜艇。

原本在战后被凿沉的U-2540,又在1957年被打捞上岸,作为西德海军的威廉·鲍尔号调查船,后来成为了德国不来梅港海事博物馆。1985年,有人于德国汉堡发现了部份报废的“易北河II”潜艇洞库里的U-2505、U-3004和U-3506,后将它填补。

德国201级常规潜艇

201级是德国海军二战后建造的第一种军用潜艇,它们采用了防磁钢板来抵消磁性水雷的危害,但在服役中却发现这种材料并不能起到应有的效果。

由于材料的缺陷,艇身在受到一定程度的压强后会在内部出现微小裂纹。这一致命因素迫使海军取消原定订购的9-10艘潜艇,并提前退役现有的3艘。201级随后被采用普通钢板建造的205级所取代。

201级潜艇长42米,宽4.6米;排水量450吨;推进系统895千瓦柴油机及电动机;航速水面10.7节,水下17.5节;续航力水面3800海里、水下3节航行270海里;乘员21人;武备8具533毫米鱼雷发射管,8枚鱼雷或16枚水雷。

德国205级常规潜艇

205级是德国研制的一种柴电潜艇,是在201级潜艇基础上加长艇身、换装新型机械与声纳系统的进化型。它采用单层壳体结构以便能在波罗的海浅滩处航行,另一个重大改进是用ST-52钢板替代了原先201级上使用的防磁钢板,后者在服役中出现了严重的裂纹缺陷。

到2004年为止,有一部分205级在丹麦皇家海军中服役,这些潜艇为迎合丹麦的需求而进行了改装,外观上与德国的型号有很大区别。

205级潜艇服役时间1967~2005年,完工13艘;长43.9米,宽4.6米,吃水4.3米;排水量水面457吨,水下508吨;动力2座447千瓦的奔驰4冲程V12柴油机,1座969千瓦的SSW电动机;航速水面10节,水下17节;续航力水面5节航行4200海里,水下4节航行228海里;理论潜深100米;艇员22人;武备8具533毫米鱼雷发射管,8枚鱼雷或16枚水雷。

德国206级常规潜艇

206级是由德国HDW公司设计的一种柴电潜艇,在之前205级基础上改进而来。这些冷战时期建造的小型、灵活的潜艇被部署在波罗的海浅水处,以便在战争爆发后能攻击华约国家舰船。它的艇身采用防磁钢板以抵消磁性水雷的威胁,并削弱敌方磁场探测器的搜索能力。

1962~1968年间建造的205级潜艇改用了一种新型防磁钢板,由于早期的201级潜艇的相关无磁技术尚未成熟,其材料在遭受水压侵蚀时会产生裂纹,从而被敌舰探听到。

因此尽快研制一种能解决上述问题的新型高张力、无磁性、不锈钢材料便成为关注的重点,这种钢具有极好的弹力和动力强度,服役中收到的效果也相当令人满意,完全克服了早期潜艇的诸多问题。尽管这种钢板从未被HDW子公司的多数外国客户选中、几乎只在德国海军潜艇上所使用,但是206级潜艇仍然收到了一笔很大的订单,共建造18艘。

从1990年开始,有12艘206级潜艇进行了现代化改装,它们被重定名为206A级,其余的6艘则直接退役。目前德国海军正逐步以更先进的212级取代206A级,国防部在2010年6月宣布所有剩余的六艘潜艇将在今年底全部退出现役以减少成本。

1987年至1992年2月进行了一次大规模的现代化改装,总共将12艘潜艇改为206A级,具体改进事项包括:安装新的DBQS-21D型声纳、潜望镜、武器控制系统、GPS导航设备,以及新型鱼雷、推进系统、船员居住设施。

206级潜艇建造于1968~1975年,服役时间1971-现在;长度48.6米,宽度4.6米,吃水4.5米;排水量水面450吨,水下498吨;动力:2座MTU V12型4冲程447千瓦柴油引擎,1座1100千瓦的SSW型电动机;航速水面10节,水下17节;续航力水面5节航行4500海里,水下4节航行228海里;理论潜深200米以上;艇员23人;武备8具533毫米鱼雷发射管,8枚DM2A1或DM2A3型鱼雷、24枚水雷。

德国209级常规潜艇

209型常规动力潜艇是德国专为出口设计的。从20世纪70年代初至今已生产五十余艘,但德国海军并未装备这种潜艇。由于209型潜艇性能先进,大小和价钱适中,迄今为止,已有欧、亚、美洲的十几个国家购买了209型潜艇。

209型潜艇根据进口国的要求,有多种变型艇,包括l100、1200、1300、1400、1500五种型号。这些潜艇因型号不同,排水量和艇体的主尺度也有所不同。排水量最大的是1850吨,最小的为1210吨。但这些潜艇的艇体结构和布置以及大部分性能都基本相同。

以出口印度的1500型为例,其长64.4米,宽6.5米,吃水6.0米;水下排水量1850吨;水上航速ll节,水下为22节;水上续航力8000海里/8节;潜深260米。动力装置为4台柴油机、4台发电机和l台主推进电机,总功率3430千瓦,水下航行则使用蓄电池。

209型潜艇的主要武器是位于艇首的8具533毫米鱼雷发射管,可发射包括线导鱼雷在内的各型鱼雷,原来使用DM-2A1反舰鱼雷和DM-l反潜鱼雷,后全部换为更先进的SST-4和SUT反舰/反潜两用鱼雷。除此之外,部分209型潜艇还装了“鱼叉”潜射反舰导弹。

209型潜艇的声纳设备也颇为先进,主要有CSU-3和CSU-83两种,包括艏被动声纳、舯部主动声纳和测距声纳;CSU-83在此基础上还包括舷侧被动阵列和拖曳阵列声纳。

209型潜艇可靠性高,操控自动化水平高,使配备的艇员大大减小,只需31人~40人,比相同吨位的其他常规潜艇减少了1/3以上。

德国212级常规潜艇

研制历史

柴电推进的常规潜艇由于安装蓄电池组数量与容量均有限,潜航时间受到限制。航行中的潜艇隔一段时间就需上浮到水面,用柴油发电机为蓄电池组充电。这样势必增加潜艇的暴露率,降低作战与生存能力。

为解决这一难题,世界各海军强国纷纷开始研究一种不依赖于空气的推进系统(简称AIP)。德国是最早研究AIP系统的国家之一。在第二次世界大战期间,德国曾研制成功一种AIP系统,但因效率太低,安全性差而未能进入实用阶段。

进入20世纪50年代后,西德同时开展了燃料电池和闭式循环柴油机两种AIP系统的研究工作,处于世界前沿。到了80年代,全世界AIP系统的研制工作取得了突破性进展,而德国的两种AIP系统逐步进入实用阶段。两者相比较而言,燃料电池的性能更为优越。

于是,德国HDW船厂于1984年将燃料电池系统装于潜艇分段内,进行了全面的陆上试验。试验表明该系统可用,且运行安全可靠。1987年,又将这种AIP系统加装到205级U1号潜艇上,在海上成功地进行了6个月的试航。通过试航证实了该系统的适用性。

1990年,德国海军开始酝酿以209级1200型潜艇为母型,加装燃料电池系统,并换装性能更优的声呐、潜望镜及武器系统等,研制世界上第一艘装备AIP系统的潜艇,并于1992年完成设计,这就是212级常规潜艇。“212A”级潜艇是德国海军面向21世纪初的主要作战潜艇,该级艇既能攻击水面舰艇,又能进行反潜和攻势布雷,是一级设计新颖、性能优良、能较长时间在水下进行战斗活动的新型常规潜艇。

设计方案于1991年11月获得德国国会通过,1994年财政年度拨款建造首批4艘212级潜艇。首批艇的总承包商是ARGEU212集团公司。该集团包括霍瓦兹-德意志造船厂、蒂森北海造船厂和费罗特公司。212级方案出台后引起许多国家重视,意大利海军提出订购要求。为了兼顾意大利的要求,对设计进行了修改,形成的最终实施方案被定名为212A级。

由于修改设计,德国海军订购的4艘潜艇建造时间向后推延。首艇预计于2003年交货。德国海军计划为“2005舰队”配备10~14艘该级艇;除首批4艘已订购外,2000年后还要分2批订购8艘。意大利海军拟建造4艘212A级,首批两艘已经订购,由本国建造。

总体装备

总体设计要求

德国海军对212级潜艇提出了如下设计要求:两套混合动力系统,即燃料电池系统与柴-电动力系统同时配备。配备燃料电池AIP系统后,水下续航力比一般柴电潜艇的续航力至少提高4倍以上。装备燃料电池AIP系统后,水下最大航速不低于6节。燃料电池AIP系统的主要设备均安装在长度不超过6.5米的分段中。潜艇的作战性能保持不变。潜艇的总航程保持不变。212A级均达到这些要求。艇型结构

212A级潜艇的艇型是长宽比最佳的水滴形线型。首部略向下沉,使被动声呐基阵有良好的工作环境。尾部呈尖锥形。艇体中部偏前部位有一小型指挥台围壳,围壳具有良好的流线型,其上装有水平舵。尾操纵面为X型。

德国常规潜艇按传统长期采用单壳体结构型式。但212A级潜艇则一反常规,采用了双壳体结构。耐压体由前后两个直径不同的圆筒组成。圆筒之间采用加厚板制成的耐压锥体连接,耐压壳体前后两端均采用模压球形封头。前段直径较大,其底部与非耐压壳体合二为一,壳体内设双层铺板;后段直径较小,只设一层铺板。耐压壳体用高强度低磁不锈钢制造,壳体内未设高强度耐压隔壁。总体布置

212A级潜艇按照用途可划分为4个舱室:Ⅰ舱是居住舱与武器舱;Ⅱ舱是指挥舱;Ⅲ舱是燃料电池舱;Ⅳ舱是动力舱。除了动力舱外,其余各舱均分三层布置。

Ⅰ舱上层是艇员住舱;中层前部布置有6具鱼雷发射管,后部左舷为备用鱼雷存放区,右舷为住室,厨房和餐厅;下层为蓄电池室,其前方布置有纵倾平衡水舱。

Ⅱ舱上层是操纵控制和作战指挥中心;中层前部布置有各类电子仪器室,后部为艇务操纵设备;下层布置有贮存室、液舱和其他设备。

Ⅲ舱位于耐压圆锥分段内。氢氧贮存柜布置在动力舱外的甲板下面,氢贮存柜布置在动力舱外下部的舷间。燃料电池系统的主要设备亦分3层布置。

Ⅳ舱上层前部安装有柴油发电机组及其配套的辅助设备,这部分设备装在一个无需人操纵的专用密封舱内。后部安装推进电机及其相应的附属设备;下层布置有燃油舱、淡水舱、纵倾平衡水舱等多种液舱。

该级艇的首部非水密空间比较大,被动声呐的圆柱形声呐基阵布置在底部;探雷声呐基阵布置在顶部。艇的尾部布置有轴系、螺旋桨及尾舵操纵杆等设备。指挥台围壳内布置有攻击潜望镜、搜索潜望镜、通气管装置、雷达天线、鞭状天线桅杆等升降装置,还有侦察声呐基阵和拖曳线列声呐的收放装置等。压载水舱分别布置在舷间、首部和尾部。动力装置

212A级潜艇的动力装置是由燃料电池动力系统和柴-电动力系统组成的混合动力系统。燃料电池动力系统由9组固态聚合物燃料电池、14吨液氧贮存柜和1.7吨气态氢贮存柜等三部分组成。燃料电池装置本身由热交换器、排出泵、冷却水泵、催化剂罐、燃料电池电子设备、开关板、斩波器、逆变器、冷却水箱和废水箱等设备组成。

该系统的工作原理是,将氢燃料和氧化物放到特殊燃烧室内进行电化学反应,直接转换成电能,输出的直流电直接驱动电动机,电动机带动桨轴,推进潜艇航行。该系统无需发电机及变压器、电能转换率达60%。

212A级潜艇采用的聚四氟乙烯燃料电池的输出功率为每组34千瓦,总功率306千瓦。

柴电动力系统由柴油发电机组、蓄电池组和配电设备组成。柴油机是德国MTU公司生产的1台16V396型废气增压高速柴油机,功率3120千瓦,转速2000转/分。发电机是带串联整流器的无电刷交流永磁同步电机;推进电机为低转速直流电动机,额定功率2850千瓦,最高转速200转/分。

柴电动力系统中的蓄电池组能满足潜艇高低速航行及全艇电网供电要求。

212A级潜艇安装有新型的潜艇集中操纵控制系统。该系统由计算机、总线、传感器、指令装置、显控台和控制板组成。将船、机、舵的操纵控制综合为一体,由1人在中央控制台操纵,可控制潜艇的深度、航向、航速、纵倾和补重等参数与状态,操纵控制过程完全自动化。电子设备

212A级潜艇装备的声呐系统主要有,DBQS-40声呐系统,包括一个中频探测柱面阵、一套TAS-3型拖曳线列阵和一套FAS-3中低频舷侧阵;主动高频探雷使用MOA3070声呐;艇上还装有被动测距声呐和侦听声呐。探雷避雷声呐系统是一部高分辨率的主动声呐,它能对水雷进行精确定位,保证潜艇避开水雷安全航行。本艇的噪声监测控制系统的水听器布置在艇的各个重点部位,它能随时监测该处的噪声。

主要电子设备包括1台雷达侦察仪,1台FL1800U型电子对抗仪。雷达侦察仪的天线安装在潜望镜上,随其一同升降。导航系统主要有1007型导航雷达,攻击潜望镜、搜索潜望镜、卫星导航定位系统,无线电综合导航系统:电罗经、计程仪和测深测冰仪等。通信系统包括高频单边带电台、超高频和甚高频收发信机、高频接收机、中、低频接收机和水声通信机等。艇上还安装有可伸缩的棒状天线,主要用于收发信号。武器系统

212A级潜艇首部装有6具533毫米鱼雷发射管,发射装置采用水压式,发射深度与该级艇的下潜深度一致。既可采用液压方式发射,又可采用自航方式发射。装载的鱼雷是前联邦德国研制的DM2A4重型鱼雷,备雷12枚。该型鱼雷是由STU型与SST-4型鱼雷改型后重新设计的。鱼雷的动力装置是大功率热动力推进系统,还装有新研制的智能化电子系统和改进的声学系统与引信系统。

艇上备有自动化鱼雷快速装填装置。该级艇能携载24枚水雷,这些水雷布置在位于非耐压壳体内两侧的两个特制的玻璃钢水雷输送布放装置内。布雷是通过水雷投掷器进行的,由艇内操纵,可在浅海区有效地执行布雷使命。

该级艇装有MS1-90U型火控系统,该系统可实现对多批目标运动要素解算和两批目标的攻击,并具有模拟训练功能。它还能对武器系统实行集中控制和管理。

技术特点

结构布置合理

212A级潜艇船体外形平滑光顺,流体性能极佳,不仅阻力小,机动性好,在给定的功率下能获得高航速和好的操纵性,而且湿表面积小,可减少被主动声呐探测时的反射面积,从而增加了潜艇的隐身性。

前联邦德国潜艇以往通常采用单壳结构形式,但212A级潜艇进行了新的尝试,采用双壳体结构。

艇体采用高强度低磁不锈钢,结构之间焊接工艺高超。由于结构布局合理,艇体材料性能先进,所以该级艇的结构具有较好的抗冲击能力。隐身性设计卓有成效

为了降低212A级潜艇的目标特征,设计时采取了一系列行之有效的措施。在降低本艇噪声方面,主要采取了以下措施:

除了采用流体噪声极小的最佳流线型艇体外,在外壳几乎未设突出附体,甚至艇体与指挥台围壳上的开孔也减少到最少。对于指挥台围壳大切口、升降装置开口、主压载水舱进排水口、鱼雷发射管出口等较大的开孔,都装设了活动盖板。因盖板能自动启闭,并采取无缝连接,故使开孔处的涡流噪声降低。

尾部装有性能先进的大侧斜低噪声7叶螺旋桨,使潜艇的三大噪声源之一的螺旋桨噪声大幅度下降。

艇上的所有机械设备都经过严格的降噪设计。为了减少振动机械和结构向艇外传递振动能量,所有的设备均安装在高效能的弹性减振基座上。与艇体相连的所有系统的管路都采用局部挠性连接。

对另一主要噪声源(动力系统噪声源)进行了重点设计,将主辅机集中布置在密封的动力室内,采用整体“浮筏”技术进行专门减振降噪。仅此一项措施,就使结构噪声降低了40分贝,传递力减少了97%以上,大大地增加了潜艇的安静性。

在减小本艇的反射强度方面,采取了多项措施,如:在外壳体与升降装置外表面涂敷了新型的吸收声波和雷达波等特种涂料,使敌方声呐与雷达的探测距离明显缩小;除了外壳体采用低磁钢材料外,在艇上安装了可靠的高性能消磁系统,它能随时监测本艇的磁场强度,并发现磁异常现象,可及时为本艇消磁,从而能缩减敌方磁探测器和磁引信武器的作用距离。

212A级潜艇安装了燃料电池动力系统后,相对向海水辐射的热能很少,因此,其红外特征很小。该系统基本不向艇外排放废物,尾流特征亦很小;其声信号特征比柴·电推进装置的声信号低些,燃料电池动力系统能超安静运行。混合动力系统性能优越

212A级潜艇的燃料电池动力系统用于水下长时间巡航,水下续航力成倍增长;柴-电动力系统用于该艇作战时高速航行。该级艇使用的燃料电池尺寸小、无腐蚀、功率密度大,使用寿命长。单靠燃料电池航行时,航速可达8节。当以4.5节航速潜航时,该电池还可提供11千瓦的生活用电。同时续航力可达1250海里。潜航时间达278小时。

柴电动力系统的发电机重量轻、体积小、功率高。推进电机配备有性能良好的无级调速装置,可任意调节该艇的航速。仅使用柴-电动力系统的蓄电池组供电时,水下最大航速达21节,续航力提高8%,以4.5节巡航速度航行时,续航力只提高3%,表明这种改进的蓄电池组最适用于大电流放电。

上述两种动力系统既可单独使用,又可联合使用,并能相互补充。同时工作时,使潜艇的水下持续航行时间增加到364小时以上,续航力达到1638海里,比209级1200型潜艇的水下续航力提高了4.4倍。使该级艇的生命力与战斗力有很大提高。电子设备配置完善、功能齐全

212A级潜艇的综合声呐系统由三部声呐组成。被动探测声呐是一部全方位的中频声呐,主要用于对中、近距离目标进行探测和跟踪,可同时跟踪4批目标,显示其真实方位、相对方位和方位/时间记录;被动测距声呐用于测量中远距离目标的方位和距离,对目标实施精确定位。

在探测跟踪4批目标的同时,将信号传递给火控系统;不过该声呐只能在两舷-60舷角范围内工作。侦察声呐是一部高频声呐,主要用于捕捉突然出现的鱼雷等高频脉冲信号。上述3部声呐能覆盖声信号的大部分频段,能接收除低频和超低频外的所有海上目标信息,对所收到信息进行分类处理和显示。

低频探测声呐系统由2部声呐组成:舷侧阵声呐是一部中、低频被动探测声呐,基阵长约28米,布置在两舷的下部。它只能在两舷方向探测和跟踪目标,而探测距离较远。

拖曳线列阵声呐是一部低频和超低频的被动探测声呐,阵长40多米,用拖缆拖于指挥台围壳后面。该声呐主要用于远距离目标的探测,探测距离可达100千米以上。

本艇噪声监测控制系统的水听器,在发现噪声超标和异常时,能对异常噪声特性进行及时分析,并采取相应的措施加以消除,以避免本艇噪声超标而被敌人发现。

212A级潜艇上装备的1007型雷达具有良好的探测能力,主要用于导航和对海搜索,兼有对空目标搜索和指示能力。该级艇的攻击潜望镜是209级潜艇潜望镜的改进型。两根新型潜望镜改善了光学通道的性能,较大地提高了光传输能力和分辨率。在搜索潜望镜上加装了红外探测和微光夜视装置,提高了潜望镜的观测精度和夜间观测能力。鱼雷性能优良、发射方式灵活

212级潜艇装备的DM2A4重型鱼雷由水压式发射装置发射,发射深度可达200米,发射方式液压与自航两便。该型鱼雷的性能有很大提高,具有航速快、射程远、声学性能好等特点,还具有“智能化”自导处理能力。

该型鱼雷既能攻击水面目标,又能攻击水下潜艇,因此,212A级潜艇是一艘既能反潜,又能反舰,还能攻势布雷的最现代化的常规潜艇。

212A级常规潜艇以其潜航时间长(2~3周),隐蔽性好,作战能力强而著称于世。这是其他常规潜艇所不具备的优势,将倍受各国海军青睐。

该级潜艇不仅将成为21世纪德国海军的主力,而且将是未来国际军贸市场继209级潜艇之后德国推出的又一个出口型“拳头”产品。该级潜艇必将成为世界潜艇发展史的新里程碑。

此外德国在212级基础上还设计了一级改进型AIP潜艇,命名为214级。该级潜艇也面向国际市场,并于1998年取得希腊海军3艘的订单,首艇由德国建造,将于2006年交付,后续艇交由希腊船厂建造。

212A级潜艇长55.9米,宽7米、吃水6米;水上排水量1450吨,水下排水量1830吨;水面航速12节,水下最大航速20节,AIP推进时,最大潜航速度8节;续航力为1250海里;下潜深度200米;自持力49天;艇员编制27人。

德国214级常规潜艇

214型设计的许多初始数据是在分析德国海军和其他国家潜艇的性能数据的基础上得出的,外形是对流体动力和目标强度参数进行优化处理之后加以确定的,在此基础亡确定了指挥台围壳的最佳几何形状。

当214型以2-6节航速进行水下巡逻时,燃料电池系统能使其在水下连续潜航3个多星期。在通气管状态以6节速度航行时,燃油储备可使其具有12000海里续航力及12个星期的海上续航时间。

214型的长时间水下自持力依靠混合推进系统来完成,包括燃料电池AIP系统、主推进电机/柴油发电机组和两组大功率铅酸蓄电池等。主推进电机是永磁电机,其功率比212型的功率增加了20-30%。

214型潜艇配备西门子研发的第二代BZM-120型质子膜燃料电池系统,它由两组功率各120千瓦的燃料电池模块构成。由于它比德国首艘212型(U-31)的第一代PEM燃料电池更为先进,因此持续航行时间达到U-31号的三倍。

214型布置了8具533毫米首鱼雷发射管,可发射STN阿特拉斯鱼雷和反舰导弹,鱼雷与反舰导弹装载总数为16枚。装备的ISUS90型作战指挥控制系统,可利用高性能的数据总线把声呐、攻击潜望镜等传感器、鱼雷和反舰导弹发射系统以及艇上的导航系统与中心计算机联系起来,接收并分析所有输入数据信息,并把各种数据信息经处理后自动形成作战指令。

该系统的基本传感器是声呐系统,它由探测目标距离和方位的主动声呐、中频圆柱状被动声呐、中低频的舷侧阵被动声呐、DTA50数字式低频拖曳阵声呐以及计算目标数据的被动测距声呐等几部分组成。

艇上的探雷声呐系统可为潜艇提供近距离的导航数据。另外,还装备了一个带有光学测距仪、热成像传感器和综合ESM或GPS设备的光电桅杆,以及一个带有光学测距仪的攻击潜望镜。作为自卫手段,则是鱼雷对抗系统。

214型的减振降噪特性十分突出,艇上采用低噪声机械和设备,保证了安静运行。此外,装备的西门子公司研制的永磁型主推进电机具有稳定性能,在调整航速过程中,不会产生瞬态的转换噪声,从而降低水下声信号的特征强度。另外,机舱内的所有机械设备都被安装在一个在声学方面与耐压艇体绝缘的整体浮筏式减振基座上,艇上的管系和电缆也采取了相应的减振措施。外部艇体表面上的开口,采用挡板结构以便尽可能地减少海水流动噪声。这些有效措施使214型自身形成了一个安静的水下平台。此外,最佳的外形及涂在艇体外表面的专用声波能量吸收涂层材料也对大幅度降低水下目标强度发挥了很大的作用,从而减少了被敌人探测的几率,增加了自身的声呐探测范围。

在总布置方面,对人机环境给与了格外重视,前部配备供30名艇员居住的标准舱室,每个艇员都有自己的固定床位。艇员居住舱室的后面则是位于中部的指挥与作战情报中心,声呐显示屏、武器以及潜艇控制系统的控制台都设置在指挥与作战情报中心内。在该中心与艇员住舱之间设置了耐压舱壁。尾部没有布置艇员舱室,在那里实行的是无人操作,主要布置的是与推进装置和潜艇操纵有关的系统和设备。

214型潜艇长65米,宽6.3米,吃水6米;排水量水上1700吨,水下1980吨;潜深超过400米;航速水下最高。动力装置,装备2台MTUl6V396柴油机主机,其功率为6.24兆瓦,此外,还装备1台西门子电机;武器8具533毫米首鱼雷发射管,可发射STN阿特拉斯鱼雷和反舰导弹,鱼雷与反舰导弹装载总数为16枚;编制30人;自持力50天。

意大利“萨乌罗”级常规潜艇

研制历史

“萨乌罗”级潜艇是意大利于第二次世界大战以后发展的第二代常规潜艇。第一代潜艇“托蒂”级是1965年建造的,与德国205/206型500吨级小型近海防御型潜艇相当,其主要任务是反潜。“萨乌罗”级则是一型远洋攻击型潜艇,其设计要求是,吨位和续航力比“托蒂”级大,居住性好,能突防进入敌方控制的海区。根据地中海的具体使用条件,要求这级潜艇吨位相对较小,但应具有较高的水下航速和良好的机动性,还应具有深潜能力,以利用温跃层躲避敌方声呐探测。此外,还要求噪声要低。

1983年3月,意大利海军又订购了2艘,以替换即将退役的由美国转让的“刺尾鱼”级潜艇,起初这两艘潜艇准备采用一种全新的设计,但因时间关系决定还是在“萨乌罗”级潜艇的基础上进行改进,这就是改进型“萨乌罗”级潜艇,该潜艇与“萨乌罗”级的主要不同之处在于长度和排水量稍有增加,传感器也有所改进。

1988年7月,意大利海军又决定订购两艘改进型“萨乌罗”级潜艇,这两艘又与前2艘改进型“萨乌罗”级有所不同,长度和排水量又有所增加,以容纳潜射“鱼叉”导弹。在建造改进型“萨乌罗”级潜艇的同时,意大利海军还对最早建造的四艘“萨乌罗”级潜艇进行了现代化改装。“萨乌罗”级和改进型“萨乌罗”级潜艇都由意大利造船集团蒙法尔科恩造船厂建造。

目前,“纳萨里奥·萨乌罗”号已用作试验艇,艇员减少,不具备作战能力;“费西亚·迪·科萨托”号计划用作AIP系统的试验艇。4艘改进型“萨乌罗”级潜艇中首艇“萨尔瓦特雷·佩罗希”号于1984年5月24日开工,1986年12月29日下水,1988年7月14日服役,其余3艘为“朱利亚诺·普里尼”号、“普里莫·隆戈巴尔多”号和“戈扎纳·普里亚罗吉亚”号,分别于1989年11月11日、1994年5月20日和1995年4月12日服役。“萨乌罗”级潜艇的使命是在广阔的海洋上执行攻击水面舰船、潜艇、破袭海上交通线和侦察等任务。总体装备“萨乌罗”级潜艇“萨乌罗”级潜艇采用现代水滴型艇,单轴、尖尾、十字型尾翼、7叶螺旋桨。首水平舵装在指挥台围壳两侧,艇体采用单壳体结构,减少了排水量,耐压艇体的前半部为圆柱形,后半部为圆锥形,首、尾两个端面采用半球形模压头。采用HY-80高强度钢制造,使最大下潜深度超过250米。

耐压艇体内部设有一耐压舱壁,位于首鱼雷舱和指挥舱之间,将耐压舱体分为两个耐压水密舱段。该级艇耐压舱体共分5个舱室,分别为鱼雷舱、柴油发电机舱、配电和辅机舱、推进电机舱。

鱼雷舱分两层布置,上层前面为鱼雷发射管,其后装有6枚备用鱼雷,下层为首纵倾平衡水舱、燃油舱和声呐室,顶部设有鱼雷装载舱口和出入逃生舱口。

指挥舱分三层布置,上层为指挥室、军官住舱和餐厅,中层为辅机舱,下层中间为速潜水仓和调整水仓,中层与下层前后两端为双层蓄电池舱,布置有两组共296块铅酸蓄电池,指挥舱顶部设有一个逃生出入舱口。

柴油发电机舱分两层布置,上层布置有3台发电机,下层为燃油仓和滑油仓。配电和辅机舱上层为推进系统的配电系统,下层为后辅机舱。推进电机舱布置有1台主推进电机,其下方为燃油仓,后部为尾纵倾平衡水仓。“萨乌罗”级潜艇装备6具直径533毫米的首鱼雷发射管,采用液压发射方式,可在最大工作深度发射鱼雷,装6枚备用鱼雷。鱼雷为白头公司制造的A184电动线导鱼雷,主、被动声自导,航速24节时射程为25千米,航速38节时射程为17千米,弹头重250千克,可攻击水面舰艇和潜艇。

该级艇还可装备24枚VSSM600型水雷,这种水雷采用复杂的感应引信,能识别各种水面舰艇和潜艇的声、磁和压力特性信号。

该级艇装备BSN716(V)1型数据处理系统和CCRG火控系统,该系统具有显示10个目标和控制1枚线导鱼雷攻击目标的能力。该级艇装备1部SMA BPS704型雷达,Ⅰ波段,用于对空搜索和导航,该级艇还装备BLD727型电子战系统。

该级艇起先装备IPD70型综合声呐系统,该系统由IPD70型主、被动声呐、MKl00 MKl型被动测距声呐、INl00A型低频侦察声呐、ISO100型高频侦察声呐、IS100型水声通信声呐和CM100型声呐距离预报装置等多部声呐组成,现代化改装时换装了新的IPD70/S型综合声呐系统,与改进型“萨乌罗”级上装备的相同,该系统在IPD70的基础上主要对显控台进行了重新设计,把分散的机柜综合成一个统一的机柜,成为名副其实的综合显控台,台上设有2个彩色显示器,利用此台可集中控制显示上述6部声呐的多种信息、数据和图形,跟踪多批目标,使该系统的自动化程度得到进一步提高。

艇上装有英国皮尔金顿公司生产的CK31型搜索潜望镜和CH81型攻击潜望镜各一套。通信系统为EM型综合通信系统。改进型“萨乌罗”级潜艇

改进型“萨乌罗”级潜艇的主尺度为:艇体长64.4米(后两艘为66.4米),型宽6.8米,吃水5.6米。水面排水量为1476吨(后两艘为1653吨);水下排水量1662吨(后两艘1862吨)。发射管长度的增加是后两艘艇长度增加和排水量增大的直接原因,以便发射潜射“鱼叉”型反舰导弹。与“萨乌罗”级潜艇相比,除艇体加长、排水量增大和能发射“鱼叉”反舰导弹外,改进型“萨乌罗”级潜艇的主要改进之处在于:

首先,装备了美国科尔摩根公司生产的S76型搜索和攻击潜望镜,其中攻击时所用的Mod322型采用激光测距和电子侦察设备,搜索时所用的Mod323型采用雷达测距和电子侦察设备。该潜望镜可用于观察搜索、测目标距离和舷角、装定鱼雷发射提前角、摄影录像、天文导航和卫星导航、电子侦察预警等。

其次,装备了BSN716(V)2型火控系统,该系统是A184鱼雷火控系统的改进型,能同时显示30个目标并选择其中10个作为进一步跟踪的对象。

第三,后两艘艇艇体表面敷设了一层消声瓦,并准备在适当的时候装备拖曳声呐基阵。

第四,采用PL41惯性导航系统。前、后两艘分别采用费伦蒂公司和塞帕公司的奥米加导航和子午仪。技术特点“萨乌罗”级和改进型“萨乌罗”级潜艇具有吨位小、航速高、机动性好、噪声低和居住条件比较舒适等优点,“萨乌罗”级按改进型标准经现代化改装后,装备的电子、武器系统比较先进,综合协调性能较好,是地中海海域活动的一级较好的远洋常规潜艇。该级艇具有如下特点:隐身性较好

采取的主要措施有:改进了通气管装置的形状,减小了对雷达波反射强度;加强了通气管状态的快速充电能力,使艇的暴露时间大大缩短;艇的外形光顺平滑,上层建筑较小,减小了声呐探测的目标反射强度;采用低转速7叶低噪声螺旋桨,减小了高速航行时空泡产生的几率。改进型“萨乌罗”级潜艇的后两艘艇体表面还敷设了消声瓦。采用弹性减振方式

艇上所有设备均采用弹性减振安装方式,广泛地应用减震器、挠性管接头、弹性基座和夹具,机舱内敷设有吸音隔声材料,从而大大地减少了机械噪声,并且增强了抗冲击能力。居住性及安全性较好

在居住性方面,重点改善了环境条件,所有的工作舱室和住舱全部装上了空调设备,其他空间则采用了机械通风。在安全性方面,舱上增强了高压空气系统,可使所有的压载水舱均能使用压缩空气吹除,以保证潜艇发生事故时能从最大深度浮出水面。“萨乌罗”级潜艇最初是1967年订购的,随即开展了设计工作,由于经费和时间原因,意大利海军直到90年代后半期才引进德国212A级设计,建造新一代潜艇。

实际上,除后来新装备的作战和电子系统外,“萨乌罗”级及其改进型潜艇只反应出60年代末和70年代初的技术设计水平。“萨乌罗”级经现代化改装后,将服役到2005年以后。在不远的将来,该级潜艇将由212A级潜艇取代。“萨乌罗”级潜艇的主尺度为:艇体长63.9米,型宽6.8米,吃水5.7米。水面排水量为1456吨,水下排水量1631吨。水面航速11节,水下19节,通气管航速12节。以11节航速在水面航行时续航力为11000海里,以4节航速在水下航行时续航力为250海里。艇员编制49人(含军官6名)。艇上装有3台GMT210.16NM柴油机,2460千瓦;3台交流发电机,2160千瓦;主推进电机为2360千瓦,采用单轴柴电推进方式。

日本“亲潮”级常规潜艇

研制历史

日本是一个传统的潜艇技术国家,二战之前和之中曾建造过60艘潜艇。战后从50年代中期开始恢复潜艇研制能力,1960年以来平均每隔6年左右推出一级常规潜艇,以此追求在役潜艇的技术先进性,并逐步向大排水量方向发展。

日本20世纪90年代初在建造“春潮”级的同时便着手研制下一代潜艇,首先推出的是“春潮”级的改进型。“春潮”级的改进型艇长增加了1米,水面和水下排水量增大了100吨,并作为“春潮”级的第七艘(即“朝潮”号)于1992年投建,并已于1997年服役。

日本海上自卫队认为“春潮”级改进的幅度还达不到预想的结果,因此提出建造排水量更大的新一级潜艇的计划,即与其二战之后建造的第一艘潜艇“亲潮”号同名的“亲潮”级建造计划,以替代即将陆续退役的“夕潮”级潜艇,以便在21世纪初继续保留16艘常规潜艇的兵力水平。

1993年,“亲潮”级建造计划得到批准,拟建8艘,从1994年开始,以每年一艘的速度投建,并从1998年开始以每年一艘的速度服役。2005年8艘全部都已服役。与日本其他武器装备一样,由于受到严格的出口禁止,“亲潮”级将只供装备日本海上自卫队。“亲潮”级的使命是在近海巡逻,执行水下侦察和防御任务。就其排水量和武器装备而言,它是一级远洋作战的多功能潜艇,可以遂行反舰、反潜、布雷等多项使命。总体装备动力装置

该级艇采用单轴柴电推进方式。主机为2台川崎公司的12V25S柴油机,功率4100千瓦;2台川崎公司的交流发电机,功率3700千瓦;2台富士公司的电动机,功率5700千瓦。武器装备

该级潜艇的主要武器装备是位于首部声呐舱上部的6具533毫米鱼雷发射管,用于发射日本的89型线导鱼雷和美国麦道公司的“鱼叉”潜射反舰导弹。89型鱼雷采用主被动寻的方式,速度为55节时航程为50千米,战斗部重267千克。麦道公司的“鱼叉”潜射反舰导弹属改进型,采用主动雷达寻的,射程130千米,战斗部重227千克。该级艇共携带20枚导弹和鱼雷。电子设备

该级艇装备SMCS型火控系统。对抗措施采用ZLR7型雷达预警设备。雷达采用日本无线电公司的ZPS6对海搜索雷达。声呐ZQQ5B/6舰壳声呐和舷侧阵列声呐,主被动搜索和攻击,中低频,并装备仿制美国弹道导弹核潜艇上使用的类似于BQR15的ZQR1型被动搜索拖曳线列阵声呐,甚低频。

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