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解放军海军水下主力潜艇:039B型常规潜艇_空中网

首页> 军事新闻> 中国军情> 解放军海军水下主力潜艇:039B型常规潜艇 来源:腾讯军事2015-08-17 11:02 编辑:鱼化石 分享到: 555彩票官网首页 1 555彩票官网首页 2 555彩票官网首页 3 555彩票官网首页 4 555彩票官网首页 5 555彩票官网首页 6

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图注:本次阅兵式中的039最新型改进型潜艇

  039系列常规潜艇通过小步快跑的不断改进已经逐渐完善

在中国人民解放军海军70华诞之际,海上阅兵活动在山东青岛举行。首先接受检阅的是水下“撒手锏”——潜艇群,其中第三梯队和第四梯队的4艘常规潜艇,都属于我国第二代国产常规潜艇——039系列,它自1992年首制艇问世后20多年来不断升级改进、推陈出新,不但已经成为中国海军潜艇部队的中坚力量,而且其最新型号的技术水准,已经达到世界领先水平。

  今年是抗日战争胜利70周年,中国将于9月3日在北京举行盛大阅兵式,届时将展出众多新式装备,《讲武堂》特推出《大国兵器》系列文章,介绍新中国近年海陆空与二炮部队最新式武器的性能与其背后的故事。第十五期——039B型常规潜艇。

小步快跑的039型潜艇

  039B型常规潜艇是中国海军最先进的常规动力攻击潜艇,该型潜艇是一种大型AIP潜艇,具备水下作战能力强、噪声低、探测设备齐全等优点。

039型常规潜艇项目研制始于上世纪80年代中后期,目的是为了替代仿制自俄国的033型潜艇和自主建造的第一代国产潜艇035型。039型常规潜艇于上世纪90年代初开始建造,1996年服役。由于在常规潜艇设计、建造技术上还存在许多不足,在039项目研制建造之初,我国军工科研单位采用了在核潜艇和水面舰艇研制中取得成功经验的“小步快跑”技术路线,039型潜艇在研制成功后仅制造了一艘,随后便进行了紧锣密鼓的升级改进工作,1999年,经过大幅改进的039G改进型潜艇首艇成功服役,由于这次改进非常成功,平台技术性能成熟可靠,于是大批量生产装备,039G型潜艇与进口的基洛级潜艇一起,完全替代了033、035型潜艇,完成了我军潜艇部队主战装备的全面更新换代。

  对于中国海军来说,目前核动力攻击潜艇数量和质量尚且不足,因此在新一代核动力攻击核潜艇服役之前,039B可以说仍然是中国海军远海作战能力的骨干。

图注:039A型常规潜艇

  上世纪90年代之前,中国海军常规动力潜艇主要装备是033和035两种常规潜艇,它们都是在前苏联R级潜艇的基础上研制而成,战术技术指标已经落后,难以满足新时期海军作战环境,尤其是80年代以后,国外先进常规潜艇在中国周边国家和地区的扩散趋势已经十分明显。

图注:039型常规潜艇首制艇420艇,其最鲜明的外形特征就是阶梯状的指挥围壳

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039G型潜艇陆续服役的同时,我们的军工科研部门瞄准了当时世界上最先进的AIP动力技术,打算在039G的成功平台基础上采用AIP技术,使039型的动力技术达到世界常规潜艇先进水平。本世纪初,经过科研攻关和努力,2004年,安装了AIP动力装置中的斯特林发动机的039A型改进型潜艇成功下水。由于这型潜艇综合技术性能相比039G又有大幅显著提升,北约甚至重新将其命名为“元”级潜艇,以与之前的039G“宋”级潜艇相区别。

039型潜艇与外军潜艇性能差距大,设计并不完善

图注:039G型常规潜艇

  在这种情况下,中国相关科研单位研制了国产第二代常规动力潜艇——039型常规动力攻击潜艇,与国产第一代常规潜艇相比,采用了综合降噪措施,安静性能更好,配备了综合作战指挥系统,实现了探测、火控、导航系统的一体化,水声系统也得了升级提高,武器增加了线导反潜鱼雷、潜射反舰导弹,通过这些改进,039型潜艇的综合作战能力比国产第一代常规潜艇有了较大的提高。不过考虑到当时国内经济技术水平、工业基础情况一般,039型潜艇还存在一些不足,例如,它采用了过渡型艇体,而不是水滴形艇体,因此潜艇性能方面有一定的限制,降噪声措施仍旧不完善,安静性能有待提高,指挥塔围壳高度偏大,影响潜艇的稳定性和机动性能,艇艏鱼雷发射管设计有待完善,限制了艇艏综合阵的安装。

然而,039型潜艇的改进之路并未就此止步,本世纪10年代,针对039A型常规潜艇在水声系统、流体力学设计、武器系统等方面存在的不足,又推出了039B型常规潜艇,它在综合性能上,不逊于“基洛”级改进型潜艇、214型潜艇等外国竞争对手,达到了世界领先水平。

  为了提高国产常规潜艇的研制起点,同时迅速扩充中国海军新型潜艇的数量,从上世纪90年代起,中国海军从俄罗斯引进了12艘基洛级潜艇,基洛级的突出特点就是安静性能好,艇体大型化,因此通过消化、吸收该艇设计特点,相关单位研制了039A型潜艇。

图注:039型潜艇装填鱼-6鱼雷

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039最新改进型潜艇有多强?

基洛级潜艇是一个较好的范本,中国吸收其技术研制了039A型潜艇

039B型潜艇是在039A型潜艇的基础上研制建造的一种AIP常规潜艇。本级艇首艇于2013年底下水。它主要有几大改进升级:

  039A型潜艇最大的特点就是采用了水滴线型艇体,这是国产常规潜艇第一次采用了这种艇体,它提高了潜艇的水下作战能力,它还有一个技术突破就是采用了AIP推进技术,根据海外的资料,039A潜艇的AIP系统是斯特林发动机,这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程,可以不依赖于空气进行工作,可以长时间在水下潜航,部分解决了常规潜艇需要频繁步浮充电的缺点,它的配备让国产常规动力潜艇的水下作战能力有了一个质的飞跃,不过039A型潜艇由于采用了较多的新技术,因此在研制过程之中,不可避免的存在许多问题,所以相关科研单位通过对这些问题的分析和研究,有针对性的进行改进,研制成功了更加先进的039B型潜艇。

第一,艇体拉长,采用长水滴形设计,更加适合大洋作战环境。它艇体相对较长,相应的长宽比较大,这样设计主要是为了提供较大的内部空间,可以让艇体设备的安装更加方便,也可以配备更多的载荷,改善艇员工作环境,但缺点是航行阻力有所增大,对于潜艇的机动性能也有所影响。

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第二,指挥围壳设计修型,进行了技术优化。指挥台围壳的线形进行了优化,部分按照三元流体线形设计进行了优化,指挥台围壳顶部平滑,与潜艇主体的连接处加装了填角结构,这样就不容易引起水动力噪声,也有助于改善指挥台围壳前缘水流分离现象,抑制涡流产生,这种优化使指挥台围壳对潜艇尾流的影响也减少,从而提高潜艇的安静性能,增强了潜艇的隐蔽能力。此外指挥台围壳的体积和高度减小,阻力也相应减少,有助于提高潜艇的稳定性和机动性。这一技术,在美俄先进核动力潜艇和少数先进常规潜艇上已经得以应用,取得了良好的效果,是世界最先进潜艇一个显著的外形设计标志之一。

039B围壳外形平滑,可以减少水下航行时的噪音

图注:039B型常规潜艇,指挥围壳结构与艇体连接部分采用了填角结构,过渡更加圆滑流畅

  从相关图片来看,039B型潜艇仍旧采用了水滴线型艇体,与基洛级略微不同的是,039B型潜艇采用的是长水滴形设计,也就是艇体相对较长,相应的长宽比较大,这样设计主要是提供较大的内部空间,可以让艇体设备的安装更加方便,也可以配备更多的载荷,改善人员工作环境,但缺点是航行阻力有所增大,对于潜艇的机动性能也有所影响。指挥塔围壳是039B型潜艇一个重点改进的方向,指挥塔壳的线型进行了优化,部分采用了三元流体线型设计进行了优化,它的顶部平滑,不容易引起水动力噪声,也有助于改善指挥塔前缘水流分离现象,抑制涡流产生,这样指挥塔对于潜艇尾流的影响减少,从而提高潜艇的安静性能,提高了潜艇的隐蔽能力,另外就是指挥塔的体积和高度减小,阻力也比较小,有助于提高潜艇的稳定性能和机动性能。

第三,动力系统方面,继续优化升级,在国产化斯特林发动机的技术基础上,大胆改进,提升器功率和可靠性。039B型潜艇继续采用了039A潜艇的AIP推进系统,系统采用单轴柴-电间隔推进,AIP系统为斯特林发动机,与039A型的系统相比,主要在功率、可靠性和静音性能方面有进一步的提高,进一步提高了潜艇的水下作战和静音性能。

  作为中国海军远洋作战能力骨干,039B型潜艇可能要面对国外最先进的攻击核潜艇和常规潜艇,所以它在静音方面有了进一步的提高,首先是对线型进行优化,包括前面提到的指挥围壳设计优化,还有就是艇体配备消声瓦。有资料说039B潜艇配备的消声瓦是国内研制的新一代消声瓦,其覆盖频率更低,以对付日益广泛装备的低频主动探测声呐,在其他方面,039B型潜艇采用了多层浮筏减振、管路吸声、七叶大倾斜螺旋桨等新技术,进一步降低了潜艇的噪声,提高它的静音性能。

第四,水声系统大升级。水声系统是潜艇的“耳目”,也是我国潜艇技术一直以来的短板之一,039B最新改进型,在水声系统技术上取得了重大突破。为了配套新型鱼-6重型鱼雷的使用,039B型潜艇还配备了较为完善的水声系统,在艇艏安装了较大的阵声呐。由于鱼-6的射程较远,因此要求艇艏阵声呐能够在最大射程范围之内为鱼雷提供火控解算和目标指示,这样就需要较大的基阵来提高声呐的探测距离,另外艇艏阵声呐是全艇距离机舱最远的地方,在这个地方安装也有助于提高艇艏阵的被动监听能力,采用较大的基阵也有助于降低声呐的工作频率,提高探测距离。

  实际上是静音措施广泛、深入的运用,也是039A/B潜艇吨位急剧上升的一个主要原因。对于现代常规潜艇来说,主要采用浮筏减振系统来提高潜艇的静音能力,为了保证较好的减振降噪效果,这样需要较大、较厚的基座,根据国内外相关工程经验来看,基座和中间体要达到设备体积重量的一半以上才能达到比较好的效果,如潜艇的推进电机重量在80-100吨左右,那么采用了减振降噪措施重量可能就在50吨左右,这些都会增加潜艇的吨位。

第五,静音技术取得突破。039B型潜艇作为中国海军远洋作战的骨干力量,可能要面对世界上最先进的攻击核潜艇和常规潜艇,所以它在静音方面必须有进一步的提高,首先是对线形进行优化,包括前面提到的指挥台围壳设计优化,还有就是艇体配备消声瓦。有资料说039B潜艇配备的消声瓦是中国研制的新一代消声瓦,其覆盖频率更低,以对付日益广泛装备的低频主动探测声呐,在其他方面,039B型潜艇采用了多层浮筏减振、管路吸声、七叶大侧旋螺旋桨等新技术,进一步降低了潜艇的噪声,提高了静音性能。

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结语

斯特林发动机不同于内燃机,可以使用压缩氧气,能在水下长期使用

039型系列潜艇的研制成功,改变了我国常规型潜艇落后于世界的局面。通过高起点的设计,诸多突破性新技术的采用,让我国的常规动力潜艇第一次接近了同时期世界先进常规动力潜艇水平。039系列常规潜艇目前已为我国潜艇部队的主力装备。

  动力系统方面,039B型潜艇继续采用了039A潜艇的AIP推进系统,系统采用单轴柴-电间隔推进,AIP系统为斯特林AIP系统,与039A型的系统相比,主要在功率、可靠性和静音性能方面有进一步的提高,进一步提高了潜艇的水下作战和静音性能。

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鱼6是039型潜艇的主要武器

  039B的主要武器是艇艏6部533毫米鱼雷发射管,它的布置与基洛级相同,采用上二下四布置, 这样可以腾出较大的艇艏空间给艇艏主/被动综合声呐系统,039B型潜艇配备的是国产鱼6大型线导反潜/反舰多用途鱼雷,根据国外的资料,鱼6是国内新一代热动力鱼雷,在国产大型鱼雷之中首次采用了OTTO-2燃料和开式循环周转斜盘活塞发动机,泵推推进系统和对转螺旋桨,在确保鱼雷具备较好的高速、远程性能的同时,也具备较好的安静性能。鱼6具备较好的大深度、高速和远程攻击性能,最大速度超过50节,高速航程情况下射程超过25公里,战斗部重量超过200公斤,具备对抗国外新一代核潜艇的能力。

  鱼6配备了线导加末段主/被动声自导系统,传统鱼雷对距离远、速度大、机动性能强的目标,在目标运动要素测定误差较大、鱼雷本身发射散布较大或自导作用距离较短时,鱼雷捕捉目标的概率将迅速降低,而线导鱼雷发射后,潜艇通过导线传输控制鱼雷的航向、航速、航深和姿态的指令;鱼雷通过导线向潜艇台连续传回自身的工作状态、位置、运动姿态,以及攻击目标的方位、距离和干扰情况等信息。由于潜艇可以直接操纵鱼雷,因此可以一直引导鱼雷冲向目标,大大提高了捕捉目标的概率,末制系统方面则采用了预成形多波声自导系统,可以形成多个波束,具备较宽的搜索范围,根据简氏防务周刊的说法,鱼6鱼雷配备了第一套国产鱼雷数字制导系统,也是中国第一种采用模块化设计和开放结构软件编程理念设计的鱼雷,具备较好的性能和升级潜力。

  为了支持鱼6的使用,039B型潜艇还配备了较为完善的水声系统,039B型常规潜艇配备有较大的艇艏阵,由于鱼6的射程较远,因此要求艇艏阵能够在最大射程范围之内为鱼雷提供火控解算和目标指示,这样就需要较大的基阵来提高声呐的探测距离,另外艇艏阵是全艇距离机舱最远的地方,因此这个地方也有助于提高艇艏阵的被动监听能力,采用较大的基阵也有助于降低声呐的工作频率,提高探测距离。

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039B潜艇试航后归来

  艇艏阵受到潜艇内部空间限制,因此其工作频率难以降到较低的范围之内,对付现代化安静型潜艇能力受到限制,所以从相关图片来看,039B型常规潜艇在艇体中下部有一个明显的线型突起,从国外常规潜艇的情况来看,这个突起很大可能是潜艇舷侧阵,如德国的U212潜艇安装的FAS-2舷侧线列阵,舷侧阵的优点就是基阵较长,工作频率较低,可以提高潜艇的探测距离,覆盖范围更大,可以在更大范围之内为潜艇提供水下能力,装在艇壳,可以随时处于工作状态,不需要复杂的收放机械,也不存在影响潜艇的机动问题,不占用艇的空间,特别是可以分别利用两舷的基阵各自探测两舷的目标,因此不存在拖曳线列声呐的左右舷模糊的问题。

  从我国出口的S20常规潜艇来看,国产常规潜艇已经具备拖曳线列声呐的能力,这样国产常规潜艇就具备了包括艇艏阵、舷侧阵、拖曳阵在内的综合探测系统,拖曳阵的基阵更长,工作频率更低,探测距离更远,因此039B可能也会配备拖曳线列阵,这样它的声呐就可以对潜艇周围形成全向的覆盖,并且探测性能更好,可以更好的对抗现代化的安静型潜艇。

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