'美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?'

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

潛艇內部構造(示意)

關於採用了全壽期反應堆真實的優越性,我們可以拿“俄亥俄”級核潛艇和“哥倫比亞”級核潛艇作對比。據資料顯示,美國現役的“俄亥俄”級核潛艇在中修期由於需要更換核燃料使得中修期長達到4 年之久,而“哥倫比亞”級核潛艇,因採用了全壽期反應堆,所以中修期縮短至2年時間。也正因此,更高的在航率,實現了12 艘"哥倫比亞"級核潛艇就能替代目前在役的14 艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇的戰略值班任務需求,保證其核威懾。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

潛艇內部構造(示意)

關於採用了全壽期反應堆真實的優越性,我們可以拿“俄亥俄”級核潛艇和“哥倫比亞”級核潛艇作對比。據資料顯示,美國現役的“俄亥俄”級核潛艇在中修期由於需要更換核燃料使得中修期長達到4 年之久,而“哥倫比亞”級核潛艇,因採用了全壽期反應堆,所以中修期縮短至2年時間。也正因此,更高的在航率,實現了12 艘"哥倫比亞"級核潛艇就能替代目前在役的14 艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇的戰略值班任務需求,保證其核威懾。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

不需要更換燃料意味著有更長的在航時間

技術特點三:採用全電力推進系統

說起全電力推進系統,可以說是當下最熱門的話題,而各國爭相研製電力推進技術,也預示著全電力推進系統可能會成為未來艦船的主流形式。美國是較早涉足電力推進研究的國家,且收穫頗豐。美國在執行“先進的水面戰艦裝置規劃”的過程中,發現了IED(綜合電力推進系統)系統的不足而提出了更加先進的“美國的綜合電力系統”(Integrated Power System,IPS)。該系統將推進功率和日用負載兩方面的發電、配電、儲能和變電綜合為一體,構成了綜合電力系統。整個電力系統被分成七部分:發電、儲能、變電、推進電力、配電、電力控制管理及平臺負載,並相對應的開發了這七種模塊。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

潛艇內部構造(示意)

關於採用了全壽期反應堆真實的優越性,我們可以拿“俄亥俄”級核潛艇和“哥倫比亞”級核潛艇作對比。據資料顯示,美國現役的“俄亥俄”級核潛艇在中修期由於需要更換核燃料使得中修期長達到4 年之久,而“哥倫比亞”級核潛艇,因採用了全壽期反應堆,所以中修期縮短至2年時間。也正因此,更高的在航率,實現了12 艘"哥倫比亞"級核潛艇就能替代目前在役的14 艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇的戰略值班任務需求,保證其核威懾。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

不需要更換燃料意味著有更長的在航時間

技術特點三:採用全電力推進系統

說起全電力推進系統,可以說是當下最熱門的話題,而各國爭相研製電力推進技術,也預示著全電力推進系統可能會成為未來艦船的主流形式。美國是較早涉足電力推進研究的國家,且收穫頗豐。美國在執行“先進的水面戰艦裝置規劃”的過程中,發現了IED(綜合電力推進系統)系統的不足而提出了更加先進的“美國的綜合電力系統”(Integrated Power System,IPS)。該系統將推進功率和日用負載兩方面的發電、配電、儲能和變電綜合為一體,構成了綜合電力系統。整個電力系統被分成七部分:發電、儲能、變電、推進電力、配電、電力控制管理及平臺負載,並相對應的開發了這七種模塊。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

某電推船

除此之外,美國在電力推進實用化的路上也是走在了前面,如科幻戰艦“朱姆沃爾特”級驅逐艦(DDG-1000),即採用了整合式全電力推進系統。而此次把全電力推進系統引入“哥倫比亞”級核潛艇,必將帶來質的飛躍。具體的提升如下:一,有利於減振降噪,實現進一步降噪;二,優化潛艇總體佈置,節約大量空間;三,能採用新型推進器,實現更高的推進效率,四,能為未來高能武器的上艇鋪平道路。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

潛艇內部構造(示意)

關於採用了全壽期反應堆真實的優越性,我們可以拿“俄亥俄”級核潛艇和“哥倫比亞”級核潛艇作對比。據資料顯示,美國現役的“俄亥俄”級核潛艇在中修期由於需要更換核燃料使得中修期長達到4 年之久,而“哥倫比亞”級核潛艇,因採用了全壽期反應堆,所以中修期縮短至2年時間。也正因此,更高的在航率,實現了12 艘"哥倫比亞"級核潛艇就能替代目前在役的14 艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇的戰略值班任務需求,保證其核威懾。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

不需要更換燃料意味著有更長的在航時間

技術特點三:採用全電力推進系統

說起全電力推進系統,可以說是當下最熱門的話題,而各國爭相研製電力推進技術,也預示著全電力推進系統可能會成為未來艦船的主流形式。美國是較早涉足電力推進研究的國家,且收穫頗豐。美國在執行“先進的水面戰艦裝置規劃”的過程中,發現了IED(綜合電力推進系統)系統的不足而提出了更加先進的“美國的綜合電力系統”(Integrated Power System,IPS)。該系統將推進功率和日用負載兩方面的發電、配電、儲能和變電綜合為一體,構成了綜合電力系統。整個電力系統被分成七部分:發電、儲能、變電、推進電力、配電、電力控制管理及平臺負載,並相對應的開發了這七種模塊。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

某電推船

除此之外,美國在電力推進實用化的路上也是走在了前面,如科幻戰艦“朱姆沃爾特”級驅逐艦(DDG-1000),即採用了整合式全電力推進系統。而此次把全電力推進系統引入“哥倫比亞”級核潛艇,必將帶來質的飛躍。具體的提升如下:一,有利於減振降噪,實現進一步降噪;二,優化潛艇總體佈置,節約大量空間;三,能採用新型推進器,實現更高的推進效率,四,能為未來高能武器的上艇鋪平道路。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“朱姆沃爾特”級驅逐艦

技術特點四:綜合隱身技術應用

在反潛技術高度發達的今天,隱身性能既是潛艇的生命力和戰鬥力。為此,“哥倫比亞”級核潛艇特別強調安靜性。據資料顯示,“哥倫比亞”級核潛艇可能將繼承發展“弗吉尼亞”級核潛艇上採取的成熟隱身技術,如艇體外表面敷設消聲瓦,艇上裝備泵噴推進器,艇內採用浮筏式減振的整體模塊設計等有效減少艇上噪聲的措施。另外,其裝備美國最新研製的S1B 型核反應堆,該反應堆在S9G 反應堆基礎上提升了功率密度,也極大可能繼承S9G 反應堆的自然循環能力,使“哥倫比亞”級核潛艇在中低速航行時不使用主循環水泵,降低機械噪聲。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

潛艇內部構造(示意)

關於採用了全壽期反應堆真實的優越性,我們可以拿“俄亥俄”級核潛艇和“哥倫比亞”級核潛艇作對比。據資料顯示,美國現役的“俄亥俄”級核潛艇在中修期由於需要更換核燃料使得中修期長達到4 年之久,而“哥倫比亞”級核潛艇,因採用了全壽期反應堆,所以中修期縮短至2年時間。也正因此,更高的在航率,實現了12 艘"哥倫比亞"級核潛艇就能替代目前在役的14 艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇的戰略值班任務需求,保證其核威懾。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

不需要更換燃料意味著有更長的在航時間

技術特點三:採用全電力推進系統

說起全電力推進系統,可以說是當下最熱門的話題,而各國爭相研製電力推進技術,也預示著全電力推進系統可能會成為未來艦船的主流形式。美國是較早涉足電力推進研究的國家,且收穫頗豐。美國在執行“先進的水面戰艦裝置規劃”的過程中,發現了IED(綜合電力推進系統)系統的不足而提出了更加先進的“美國的綜合電力系統”(Integrated Power System,IPS)。該系統將推進功率和日用負載兩方面的發電、配電、儲能和變電綜合為一體,構成了綜合電力系統。整個電力系統被分成七部分:發電、儲能、變電、推進電力、配電、電力控制管理及平臺負載,並相對應的開發了這七種模塊。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

某電推船

除此之外,美國在電力推進實用化的路上也是走在了前面,如科幻戰艦“朱姆沃爾特”級驅逐艦(DDG-1000),即採用了整合式全電力推進系統。而此次把全電力推進系統引入“哥倫比亞”級核潛艇,必將帶來質的飛躍。具體的提升如下:一,有利於減振降噪,實現進一步降噪;二,優化潛艇總體佈置,節約大量空間;三,能採用新型推進器,實現更高的推進效率,四,能為未來高能武器的上艇鋪平道路。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“朱姆沃爾特”級驅逐艦

技術特點四:綜合隱身技術應用

在反潛技術高度發達的今天,隱身性能既是潛艇的生命力和戰鬥力。為此,“哥倫比亞”級核潛艇特別強調安靜性。據資料顯示,“哥倫比亞”級核潛艇可能將繼承發展“弗吉尼亞”級核潛艇上採取的成熟隱身技術,如艇體外表面敷設消聲瓦,艇上裝備泵噴推進器,艇內採用浮筏式減振的整體模塊設計等有效減少艇上噪聲的措施。另外,其裝備美國最新研製的S1B 型核反應堆,該反應堆在S9G 反應堆基礎上提升了功率密度,也極大可能繼承S9G 反應堆的自然循環能力,使“哥倫比亞”級核潛艇在中低速航行時不使用主循環水泵,降低機械噪聲。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“弗吉尼亞”級核潛艇

當然,“哥倫比亞”級採取的全電力推進系統也為隱身性能加分不少。因為省去了傳統的減速齒輪箱等機械設備噪聲源,降低艇體機械噪聲。而全電力推進系統也為潛艇推進器的無軸化,提供了可能。現階段潛艇推進器的無軸化主要集中在新型電機驅動上(無軸輪緣驅動)。如早在2005年,美國海軍在發佈的“Tango Bravo“計劃時,就提出以”無軸輪緣驅動推進器“作為新一代潛艇發展首要關鍵技術。這麼多年過去了,美國的”無軸輪緣驅動推進器”(Shaftless Rim-Driven Thruster)到底發展到什麼如何水平,可能無人知曉,但是就它的整體規劃而言,“哥倫比亞”級採用基於“輪緣驅動”技術( Rim-Driven)的無軸泵噴推進器也不是不可能的。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

潛艇內部構造(示意)

關於採用了全壽期反應堆真實的優越性,我們可以拿“俄亥俄”級核潛艇和“哥倫比亞”級核潛艇作對比。據資料顯示,美國現役的“俄亥俄”級核潛艇在中修期由於需要更換核燃料使得中修期長達到4 年之久,而“哥倫比亞”級核潛艇,因採用了全壽期反應堆,所以中修期縮短至2年時間。也正因此,更高的在航率,實現了12 艘"哥倫比亞"級核潛艇就能替代目前在役的14 艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇的戰略值班任務需求,保證其核威懾。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

不需要更換燃料意味著有更長的在航時間

技術特點三:採用全電力推進系統

說起全電力推進系統,可以說是當下最熱門的話題,而各國爭相研製電力推進技術,也預示著全電力推進系統可能會成為未來艦船的主流形式。美國是較早涉足電力推進研究的國家,且收穫頗豐。美國在執行“先進的水面戰艦裝置規劃”的過程中,發現了IED(綜合電力推進系統)系統的不足而提出了更加先進的“美國的綜合電力系統”(Integrated Power System,IPS)。該系統將推進功率和日用負載兩方面的發電、配電、儲能和變電綜合為一體,構成了綜合電力系統。整個電力系統被分成七部分:發電、儲能、變電、推進電力、配電、電力控制管理及平臺負載,並相對應的開發了這七種模塊。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

某電推船

除此之外,美國在電力推進實用化的路上也是走在了前面,如科幻戰艦“朱姆沃爾特”級驅逐艦(DDG-1000),即採用了整合式全電力推進系統。而此次把全電力推進系統引入“哥倫比亞”級核潛艇,必將帶來質的飛躍。具體的提升如下:一,有利於減振降噪,實現進一步降噪;二,優化潛艇總體佈置,節約大量空間;三,能採用新型推進器,實現更高的推進效率,四,能為未來高能武器的上艇鋪平道路。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“朱姆沃爾特”級驅逐艦

技術特點四:綜合隱身技術應用

在反潛技術高度發達的今天,隱身性能既是潛艇的生命力和戰鬥力。為此,“哥倫比亞”級核潛艇特別強調安靜性。據資料顯示,“哥倫比亞”級核潛艇可能將繼承發展“弗吉尼亞”級核潛艇上採取的成熟隱身技術,如艇體外表面敷設消聲瓦,艇上裝備泵噴推進器,艇內採用浮筏式減振的整體模塊設計等有效減少艇上噪聲的措施。另外,其裝備美國最新研製的S1B 型核反應堆,該反應堆在S9G 反應堆基礎上提升了功率密度,也極大可能繼承S9G 反應堆的自然循環能力,使“哥倫比亞”級核潛艇在中低速航行時不使用主循環水泵,降低機械噪聲。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“弗吉尼亞”級核潛艇

當然,“哥倫比亞”級採取的全電力推進系統也為隱身性能加分不少。因為省去了傳統的減速齒輪箱等機械設備噪聲源,降低艇體機械噪聲。而全電力推進系統也為潛艇推進器的無軸化,提供了可能。現階段潛艇推進器的無軸化主要集中在新型電機驅動上(無軸輪緣驅動)。如早在2005年,美國海軍在發佈的“Tango Bravo“計劃時,就提出以”無軸輪緣驅動推進器“作為新一代潛艇發展首要關鍵技術。這麼多年過去了,美國的”無軸輪緣驅動推進器”(Shaftless Rim-Driven Thruster)到底發展到什麼如何水平,可能無人知曉,但是就它的整體規劃而言,“哥倫比亞”級採用基於“輪緣驅動”技術( Rim-Driven)的無軸泵噴推進器也不是不可能的。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

輪緣驅動推進器

技術特點五:X型尾翼(舵)的應用

說起來,X型艉翼,其實並不是什麼新技術,但筆者曾看過一份資料,美國曾測試過X型艉翼,雖對其操縱性大加讚賞,但是出於控制系統過於複雜,可靠性等問題的考慮,並沒有應用。而此次“哥倫比亞”級核潛艇採用X型尾,表明美國核潛艇的操縱自動化控制技術方面已經取得了巨大進步。而採用了X型艉翼後,對“哥倫比亞”級核潛艇的操作性能帶來很大的提升,具體如下:相較於傳統的十字形艉翼其舵葉面積可以做的更大,在保證產生操縱力的前提下儘量不超寬,通過對4個舵葉的聯合控制,使得每個舵葉受力更均勻,機動性更強;X型尾翼的每個獨立舵葉均具有垂直和水平操縱能力,在卡舵等情況下安全冗餘度更高。

"

2016 年12 月,美國海軍部長“Ray Mabus”正式將下一代新型彈道導彈核潛艇命名為“哥倫比亞”級核潛艇(USS Columbia),且預計首艇於2030 年服役。這標誌著美國第5代彈道導彈核潛艇,也是美國海軍有史以來建造的最大潛艇,已經進入實質性的研究設計階段,並按照預定的節點穩步推進。同時,“Ray Mabus”也透露了 "哥倫比亞"級核潛艇將採用最新技術,是國家“三位一體”戰略中的最強支柱。當下,在世界絕大多數國家都還沒有追上“俄亥俄”級的時候,美國又開始採用新技術來發展新的戰略核潛艇,那麼“Ray Mabus”口中的最新技術有哪些?是否依然能讓它在未來很長一段時間裡獨步全球?為此,筆者就美國披露出來的一些信息,再結合國內外學者的研究成果,挑選其中幾個具有代表性的技術,做一下講解。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“俄亥俄”級戰略核潛艇

盤點“哥倫比亞”級戰略核潛艇的一些技術特點。

技術特點一:模塊化

模塊化是現代武器裝備發展的先進理念,通過模塊化的設計能提高武器裝備的通用性,降低研發成本;同時,通過靈活的戰鬥模塊搭配,能輕易實現作戰能力的多元化。如美國的"獨立"級瀕海戰鬥艦即採用了模塊化的設計。美國把模塊化的理念引入到“哥倫比亞”級核潛艇:採用ITH 技術(集成發射筒和艇殼建造技術),與英國聯合開展共用導彈艙(CMC)、戰略武器系統(SWS)設計等。屆時,美國“哥倫比亞”級將搭載16具導彈筒,而英國下一代“繼承者”級(原SSBN(R))將搭載12具導彈筒。這樣設計的好處是:可實現模塊化設計和建造,降低全系統研發、建造、維修和使用費用,並更容易實現作戰能力的多元化,滿足未來海軍多樣化的作戰需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“獨立”級瀕海戰鬥艦

技術特點二:採用了全壽期反應堆

大家都知道,以往的核動力潛艇在中修期間,核反應堆需要更換核燃料。而對於核潛艇來說,更換核燃料絕對是個大工程,因為想要更換核燃料就必須要對潛艇進行“開膛破肚”。“哥倫比亞”級核潛艇首次提出反應堆與潛艇同壽命(期望的壽命週期為42 年)。這樣做的好處:在核潛艇中修期無需更換核燃料,避免損傷艇體,因此,可大幅縮短中修準備時間,減少全壽期維修費用,並有利於保證艇的在航率,保障彈道導彈核潛艇的戰備值班,滿足美國安全需求。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

潛艇內部構造(示意)

關於採用了全壽期反應堆真實的優越性,我們可以拿“俄亥俄”級核潛艇和“哥倫比亞”級核潛艇作對比。據資料顯示,美國現役的“俄亥俄”級核潛艇在中修期由於需要更換核燃料使得中修期長達到4 年之久,而“哥倫比亞”級核潛艇,因採用了全壽期反應堆,所以中修期縮短至2年時間。也正因此,更高的在航率,實現了12 艘"哥倫比亞"級核潛艇就能替代目前在役的14 艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇的戰略值班任務需求,保證其核威懾。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

不需要更換燃料意味著有更長的在航時間

技術特點三:採用全電力推進系統

說起全電力推進系統,可以說是當下最熱門的話題,而各國爭相研製電力推進技術,也預示著全電力推進系統可能會成為未來艦船的主流形式。美國是較早涉足電力推進研究的國家,且收穫頗豐。美國在執行“先進的水面戰艦裝置規劃”的過程中,發現了IED(綜合電力推進系統)系統的不足而提出了更加先進的“美國的綜合電力系統”(Integrated Power System,IPS)。該系統將推進功率和日用負載兩方面的發電、配電、儲能和變電綜合為一體,構成了綜合電力系統。整個電力系統被分成七部分:發電、儲能、變電、推進電力、配電、電力控制管理及平臺負載,並相對應的開發了這七種模塊。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

某電推船

除此之外,美國在電力推進實用化的路上也是走在了前面,如科幻戰艦“朱姆沃爾特”級驅逐艦(DDG-1000),即採用了整合式全電力推進系統。而此次把全電力推進系統引入“哥倫比亞”級核潛艇,必將帶來質的飛躍。具體的提升如下:一,有利於減振降噪,實現進一步降噪;二,優化潛艇總體佈置,節約大量空間;三,能採用新型推進器,實現更高的推進效率,四,能為未來高能武器的上艇鋪平道路。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“朱姆沃爾特”級驅逐艦

技術特點四:綜合隱身技術應用

在反潛技術高度發達的今天,隱身性能既是潛艇的生命力和戰鬥力。為此,“哥倫比亞”級核潛艇特別強調安靜性。據資料顯示,“哥倫比亞”級核潛艇可能將繼承發展“弗吉尼亞”級核潛艇上採取的成熟隱身技術,如艇體外表面敷設消聲瓦,艇上裝備泵噴推進器,艇內採用浮筏式減振的整體模塊設計等有效減少艇上噪聲的措施。另外,其裝備美國最新研製的S1B 型核反應堆,該反應堆在S9G 反應堆基礎上提升了功率密度,也極大可能繼承S9G 反應堆的自然循環能力,使“哥倫比亞”級核潛艇在中低速航行時不使用主循環水泵,降低機械噪聲。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

“弗吉尼亞”級核潛艇

當然,“哥倫比亞”級採取的全電力推進系統也為隱身性能加分不少。因為省去了傳統的減速齒輪箱等機械設備噪聲源,降低艇體機械噪聲。而全電力推進系統也為潛艇推進器的無軸化,提供了可能。現階段潛艇推進器的無軸化主要集中在新型電機驅動上(無軸輪緣驅動)。如早在2005年,美國海軍在發佈的“Tango Bravo“計劃時,就提出以”無軸輪緣驅動推進器“作為新一代潛艇發展首要關鍵技術。這麼多年過去了,美國的”無軸輪緣驅動推進器”(Shaftless Rim-Driven Thruster)到底發展到什麼如何水平,可能無人知曉,但是就它的整體規劃而言,“哥倫比亞”級採用基於“輪緣驅動”技術( Rim-Driven)的無軸泵噴推進器也不是不可能的。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

輪緣驅動推進器

技術特點五:X型尾翼(舵)的應用

說起來,X型艉翼,其實並不是什麼新技術,但筆者曾看過一份資料,美國曾測試過X型艉翼,雖對其操縱性大加讚賞,但是出於控制系統過於複雜,可靠性等問題的考慮,並沒有應用。而此次“哥倫比亞”級核潛艇採用X型尾,表明美國核潛艇的操縱自動化控制技術方面已經取得了巨大進步。而採用了X型艉翼後,對“哥倫比亞”級核潛艇的操作性能帶來很大的提升,具體如下:相較於傳統的十字形艉翼其舵葉面積可以做的更大,在保證產生操縱力的前提下儘量不超寬,通過對4個舵葉的聯合控制,使得每個舵葉受力更均勻,機動性更強;X型尾翼的每個獨立舵葉均具有垂直和水平操縱能力,在卡舵等情況下安全冗餘度更高。

美國最新的戰略核潛艇有哪些技術革新?這又是要領先世界多少年?

採用X型艉翼的潛艇

結語

從美國戰略核潛艇的發展脈絡來看,以技術革新驅動戰鬥力,是保持對敵國優勢的主流思路。而在失去了強勁對手後,“哥倫比亞”級核潛艇採用成熟技術延續發展和新技術應用相結合的模式,在保證經濟性的同時,又提升了戰鬥力,可謂是“小步快跑”。就新技術而言,全電力推進、全壽期反應堆和模塊化是最亮眼的部分,如果這些技術在“哥倫比亞”級上應用成功,相信在它正式服役後,在很長一段時間裡,它都將是海上最強霸主。

申明:本文部分圖片來源網絡,如有侵權請聯繫刪除。

作者:小船人的夢想 2019年7月21號

"

相關推薦

推薦中...