前幾天黃浦江上出現了一艘模樣怪異的新潛艇,就像戴了個大檐帽。
美國軍事網站迅速地給它找了個爹:瑞典的A26型潛艇,中國媒體則反諷說A26要到2024年才完工,我們的潛艇都下水了,到底誰抄誰?
這個問題可能還真不是表面所見先下水爲強這麽簡單,今天就在兩篇“女王”級的文章中間插個隊說一說A26和它的圍殼。
所有資料及圖片均來自公開網絡,所有分析均爲個人觀點,不存在泄密問題。
大起大落的A26
A26型潛艇是薩博·考庫姆公司爲瑞典開發的下一代常規動力潛艇,爲“哥特蘭”級(A19型 – 1996年服役)的後繼艇。考庫姆公司是瑞典老牌軍工企業,在此之前已經建造了7級70余艘潛艇,廣泛服役于北歐國家和亞太地區,它同時也是著名的“維斯比級”輕型隱身護衛艦的建造商。
> 水面狀態的“哥特蘭”級
早在90年代初期,瑞典海軍就展開了“U艇2000”項目,希望在進入新千年時獲得新一代潛艇。但是隨著冷戰的結束,蘇聯紅海軍的強大壓力迅速消失,新潛艇的需求被擱置了多年,直到2000年代中期才重新啓動以替換服役近20年的“西約特蘭”級(A17型)。
> 一艘“西約特蘭”級正駛入斯德哥爾摩郊外的穆斯科潛艇洞庫,攝于90年代
4艘“西約特蘭”級中後2艘在2003-04年間進行了重大改裝升級,插入了12米長的斯特林發動機艙段,重新命名爲“索德蒙蘭”級(A17S型),服役到新潛艇完工的2020年;前2艘于2005年出售給新加坡海軍後也接受了類似的改裝,更名爲“弓箭手”級。
> “索德蒙蘭”級改裝示意圖,上爲原型“西約特蘭”級
當時斯堪的納維亞國家計劃聯合研制“維京”級潛艇,由瑞典考庫姆公司牽頭和挪威康斯伯格防務及宇航公司、丹麥奧登斯造船廠共同組建維京潛艇公司,從2005年起分別爲三個國家生産2艘、4艘和4艘,芬蘭作爲項目觀察員也是潛在買家。這種“哥特蘭”級的後繼型造價將只有德國214型的1/3。但是丹麥海軍于2006年進行重大重組,因爲國防預算的削減結束了長達95年的潛艇運作,放棄發展未來潛艇的能力,于是“維京”級也胎死腹中,考庫姆只好獨自繼續開發。
> “維京”級模型,采用X型尾舵,圍殼外形和093改相當接近
2010年2月,考庫姆公司和瑞典國防物資管理局(FMV)簽訂合同,啓動下一代A26型潛艇的整體設計階段。4月瑞典國防大臣宣布將采購2艘A26,首艇于2012年開工,2018-19年服役,替換2艘“索德蒙蘭”級;同時計劃對2艘“哥特蘭”級進行中期升級,加長艇體,引入A26的部分系統以提高作戰能力;是否采購更多新艇替換“哥特蘭”級留到2020年後再決定。
> “哥特蘭”級的升級示意圖
但新潛艇的正式訂單一直沒有下達,2013年9月瑞典官方宣布A26項目因建造問題被推遲,首艇無法在2020年之前完工。背後的真實原因是一直由瑞典國家控股的考庫姆公司于1999年被出售給德國哈德威造船廠(HDW – 206型到216型的建造商),2005年HDW又被軍火巨頭蒂森·克虜伯收購,瑞典人引以爲傲的潛艇大廠考庫姆變成了一家德國公司。
自1999年後考庫姆就一直發展不順,它的瑞典客戶FMV和德國母公司之間存在諸多矛盾。FMV希望將集成了瑞典先進技術的A26推向國際市場;德國方面則認爲該項目存在很高的風險,FMV對很多創新技術保密,無法預測的開發成本可能失控。
在全球商業戰略方面,克虜伯要求考庫姆停止大型潛艇的建造,集中研發小型潛艇。考庫姆內部匿名消息人士直接道出克虜伯收購的目的根本不是和HDW強強聯合,而是爲了消滅主要競爭對手。
> HDW的王牌産品212型
雙方爭執經年,FMV于2014年2月取消了向考庫姆訂購A26的計劃,理由是克虜伯堅持每一個潛在買家都必須支付全部開發費用,拒絕瑞典和其它國家合作分攤,導致售價過高。
隨後瑞典政府開始接觸本國軍火巨頭薩博公司,薩博爲自己的海軍分部招聘了大批來自考庫姆的頂尖潛艇工程師,准備另行建造一級新潛艇。克虜伯海洋分部向FMV請求阻止薩博的挖牆腳行爲,但4月2日瑞典政府宣布正式終止和克虜伯的任何談判。
4月8日,瑞典政府以武裝護衛突然襲擊的方式從考庫姆公司強行收回了所有屬于FMV的設備和保密圖紙、資料,把這出頗爲狗血的商業紛爭推向了高潮。
4月14日,約200名工程師離開克虜伯加入薩博,媒體接著爆出薩博和克虜伯開始談判收購考庫姆事宜。6月份薩博和FMV簽署了2015-2024十年間發展瑞典水下作戰能力的意向書,秘密重新啓動A26計劃(9個月後才被媒體得知)。
考庫姆收購談判進展很快,7月22日正式宣布以3.4億瑞典克朗(僅約4千萬美元)成交,新公司名爲薩博·考庫姆。
薩博投資徹底改造了考庫姆位于卡爾斯克魯納的造船廠,當年12月收到FMV的合同采購傳感器系統。2015年6月30日,瑞典國防大臣視察考庫姆並正式簽署2艘新潛艇的采購合同,總造價76億瑞典克朗(8.67億美元),2024-25年交付。9月4日,首艇舉行鋼板切割儀式。這一連串的動作非常迅速,如果不是已經擁有成型的設計和建造工藝是絕不可能在短短13個月內完成從新公司組建到潛艇開工的諸多流程。
> A26開工的鋼板切割儀式
2019年1月,FMV宣布新潛艇將被命名爲“布萊金厄”級,前兩艘艇名分別是“布萊金厄”號(HSwMS Blekinge)和“斯科讷”號(HSwMS Skåne)。瑞典海軍傳統上采用沿海省份命名潛艇,這兩個省位于瑞典本土的最南端。
先進設計
在全球常規潛艇大型化的浪潮中,近幾年新設計建造的日本“蒼龍”級、韓國“島山安昌浩”級、澳大利亞“短鳍梭魚”級和中國039各型水下排水量都已接近甚至達到4千噸。A26還保持著典型的歐洲中型潛艇風格,水下排水量1930噸,長63米,寬6.4米,均略大于前型“哥特蘭”級(水下排水量1600噸,長60.4米,寬6.2米),和德國214型幾乎相同。
> “哥特蘭”級和A26的對比
但是在艇體內部,A26的革新幾乎是顛覆性的,按照薩博·考庫姆的宣傳資料,主要有以下四大特點:隱身性、AIP不依賴空氣動力系統、先進指揮通信系統和模塊化結構。
【 隱身性 】
潛艇賴以生存並克敵制勝的根本就是隱身性,包括水面狀態的雷達、光學、紅外隱身和水下狀態的聲學隱身。A26采用了考庫姆專利的GHOST®整體隱身技術,具備低級的水動力、紅外和雷達信號特征。耐壓殼體內部兩層甲板及上面的所有設備都安裝在懸挂式整體浮閥上,最大程度地阻絕了內部振動及噪音對外傳播;另一方面也可以抵禦近距離水下爆炸産生的巨大沖擊力,提高生存能力。
> 艇體剖面圖顯示側面浮閥支架懸挂起整個甲板
A26外觀最有個性的地方就是它的圍殼,開創性地采用了突出的棱角構型,上部加寬且前後突出形成複雜的多面體,各個相對斜面和折線采用了平行原理,圍殼前後側的坡度形成填角和艇身圓滑過渡,圍殼後端的突出程度比前端大不少。
瑞典官方從未公開解釋過這種構型的原理,考庫姆隱晦地提到過圍殼外形能夠控制雷達波反射,而且采用了和自家“維斯比”輕型護衛艦艦體相同的碳纖維和乙烯基酯(熱固性塑料)複合材料,具備低雷達探測特性。
> “維斯比”輕型護衛艦是全隱身水面艦艇的先驅
不過現代潛艇在戰時處于水面狀態的時間非常少,雷達隱身的需求並不大。常規動力潛艇相對最脆弱的是通氣管航行狀態,此時必須升起通氣管進排氣,無法做大幅度機動。潛艇在水下十幾米的近海面深度航行時艇體及圍殼會與海面波浪及淺層水流形成相互幹涉,水動力環境比“幹淨”的深水區複雜很多。高速水流向圍殼兩側流動時因爲壓力變化形成“馬蹄渦”,外形規整的常規圍殼在這種湍流有規律的敲擊下會受激産生特定頻率的噪聲,增大被聲納發現的幾率。
> 最簡單的圓柱體在水流中産生馬蹄渦的示意圖,潛艇圍殼的流場更加複雜
考庫姆開發異型圍殼是計算機流體力學優化的結果,通過外形變化改善圍殼周圍的流體壓力場分部,可以有效抑制流激噪聲,其作用原理和戰鬥機上的DSI鼓包進氣道有異曲同工之妙(參見話說殲-20 – 1、氣動布局 (上))。
除了流場和噪音方面,另一個附帶的好處是突出的棱線形如水平舵的延伸部分,而且增大了圍殼的濕面積,在相當程度上增強了潛艇的橫向穩定性,有利于高海況下淺水區航行、水下高速轉向和垂直發射導彈。
下面來討論一下這種圍殼設計誰先誰後的問題,雖然我並沒有答案。考庫姆在2010年仍屬于克虜伯時公布的A26造型還是傳統的圍殼,沒有突出結構,其它參數都和現在建造中的實艇相同。
新設計最早見諸媒體媒體是2015年3月份,在A26訂單下達之前。考庫姆歸屬德國的15年間一直處于動蕩之中,FMV對同樣擁有HDW的克虜伯在技術上有很多保留,所以基本可以認爲新圍殼設計是在2014年7月考庫姆回歸瑞典控制之後才應用到A26的實艇設計上,當然FMV的概念性研究可能早已開始。而A26拖延到2024年才建成並不是技術原因,是瑞德兩國和兩個軍工巨頭之間各種博弈造成的。
再來看一下我國,因爲潛艇的高度敏感性,無法知曉具體的發展時間線。039A型最早出現在2004年,首艇于2006年服役。圍殼采用圓角、填角處理的039B型在2011年開始大批量服役,到今年6月份采用039艇體的“大頭”潛艇出現在武漢江面隨後又在上海大方亮相,之間相隔了十年。按照我國的裝備發展規律,039B服役之時肯定會啓動下一代裝備的研制。但是如果技術上出現突破,我們也會打破正常進度及時采納,003的蒸彈改電彈就是一例。
> 039B型的圍殼
尺度大近一倍的國産新艇在圍殼細節上和A26有很多不同,高度更大,頂部平坦不帶弧線,前後緣的傾斜角度比較小,圍殼舵位置非常靠前,保留了舷窗。這些都說明它和A26並沒有什麽血緣關系,可能是殊途同歸,也可能是理論上的相互借鑒。
鑒于我國的斯特林發動機就是80年代從考庫姆引進的,雙方私下保持技術交流,或者2015年後從媒體上看到新A26設計方案借鑒其圍殼設計理念也是有可能的。大體上雙方在差不多時間段內各自開發出目前世界上唯二公開的兩種異型潛艇圍殼,不過我們具體實施的速度要快得多。
新艇的圍殼和背脊上並沒有敷設消聲瓦,表面質感及光滑程度和艇體有很大差別,啞光的圍殼前後緣、頂部及艇體背脊可能采用了複合材料。垂直尾舵頂部末端出現了一個圓型開口,和核潛艇的尾舵接近,加上背脊變得更寬大平整,暗示新艇配備了常規潛艇上很少裝備的拖曳聲納列陣。圍殼尾部凸起部有一片綠色的殼體,上面開有很多流水孔,這其實是柴油機水面排氣口。這些變化顯示新艇力圖增強近海面/水面狀態的隱身能力和開闊水域全向探測能力,其目標作戰區域是邁出第一島鏈後更寬廣的戰場空間。
事實上前兩年網絡上還流傳過一張采用這種圍殼的093改型照片,真僞難辨。不論這是一艘臨時改裝的試驗艇還是軍事愛好者的P圖,都暗示我國對異型圍殼有著相當深入的研究,尤其是在沒有近海面深度作業需求的核潛艇上應用,引人遐想啊。
【 AIP系統 】
考庫姆公司擁有獨步天下的斯特林發動機技術,A26安裝了V4-275R Mk3型發動機,體積比“哥特蘭”級上的Mk2型縮小了30%,單位功率提升了近一倍。在AIP工況下A26可以10節的巡航航速航行6500海裏,使用常規柴電動力最大水下航速20節,潛深超過200米。這令A26擁有了“藍水”遠洋作戰能力,可以在世界任意海域航行。而過去所有瑞典潛艇都在航海方面受到不少限制,因爲它們的主要作戰區域被設定爲幾乎全封閉、平均水深僅55米的波羅的海。
【 先進指揮通信系統 】
A26的艇員只有17人,現代化程度非常高。因爲采用了非穿透性光電桅杆,指揮中心不必布置在圍殼正下方,而是位于艇體最前部,這樣的好處就是艇員前後走動時不必經過指揮艙,減少對指揮控制空間的幹擾。
指揮艙的布局非常科幻,和傳統印象中陰暗壓抑的潛艇艙室完全不同。艇上所有管理和控制系統都通過GMSS通用管理服務系統聯網,由指揮艙內的MFC通用多功能控制台操作。
A26配備了先進的艇艏及舷側主被動聲納陣列,通過多種網絡化通信手段和陸上、海上、空中的其它作戰單位聯網交換數據,協同作戰。
【 模塊化結構 】
A26的模塊化設計做得非常徹底,從整體結構到任務載荷都實現了模塊化配置,具備很高的任務彈性。
薩博·考庫姆在2017年推出了面向出口的3種A26變形,分別是A26 Pelagic(瀕海型)、A26 Oceanic(大洋型)和A26 Oceanic ER(大洋增程型),采用相同的動力系統、傳感器和圍殼,通過增減任務模塊艙段形成一個適合不同用戶需求的艇族。
中間的Oceanic型是以瑞典海軍“布萊金厄”級爲藍本的基型,艇長65米,載員17-35人,水上排水量2000噸,AIP狀態續航力爲6500海裏/10節,AIP水下自持力大于30天。
Pelagic型的名稱pelagic是雖然遠洋、開闊水域的意思,但它實際上是針對瀕海區域任務進行優化的縮短型,配合X型舵和異型圍殼,淺水機動性更高。艇長小于50米,載員17-25人,水上排水量1000噸,AIP狀態續航力爲4千海裏/10節,AIP水下自持力大于20天。
Oceanic ER將Oceanic的艇體增長到超過80米,載員20-50人,水上排水量超過3000噸,AIP狀態續航力爲1萬海裏/10節,AIP水下自持力大于50天。
所有三個型號都可以插入一個特殊的導彈垂直發射艙段,長10米,模塊重量400-500噸,和“弗吉尼亞”級Block V的VPM艙段類似,內含3具6聯裝垂直發射筒,可發射“戰斧”對陸攻擊巡航導彈,令A26成爲爲第二種裝備垂發系統的常規動力潛艇,從而獲得戰略級攻擊能力,參見:聊一聊093攻擊型核潛艇(4):展望095 (上)。這個垂發艙段既可以在新艇建造時安裝,也可以在舊艇中期改造時加入,除了發射導彈還可以用于儲存、施放無人水下載具或者搭載特種部隊,多任務能力幾乎等同于一艘縮小的“弗吉尼亞”級。
A26之所以能這樣靈活地增減模塊和內部獨特的構造有關。它的耐壓殼體分爲前後兩個部分,前部是指揮艙、武器艙和艇員生活艙,後部是動力艙。兩個耐壓艙段中間是一小段縮窄的連接段,連接段頂部有逃生通道,四周非耐壓殼空間是調節水艙。這個設計在內容積相對較小的常規潛艇中非常罕見,反而和“吉米·卡特”號的蜂腰段非常像(參見聊一聊093攻擊型核潛艇(3):小龜背裏面到底是什麽?),將耐壓殼體分成兩段可以比較方便地在前後艇體各加入分段模塊。
A26的魚雷艙也與衆不同,在艇艏下半部水平安裝了4具553毫米魚雷發射管,除了發射常規的薩博62型553毫米魚雷外,還像其它瑞典潛艇一樣具備發射次口徑400毫米輕型線導魚雷的能力,每具發射管可以同時裝填2枚,攻擊同一個或者不同目標。瑞典潛艇至今仍保持著單艇同時發射線導魚雷的最高數量記錄,這種能力在淺窄複雜的群島海區尤爲寶貴。
在4具魚雷發射管中間是一具長6米、直徑超過1米的MMP多任務門戶(Multimission Portal),它實際上是一個靈活載荷閘室,既可以用于儲存、釋放、回收多種水下無人潛航器,也可以供特種部隊或者潛水員更方便舒適地進出潛艇,執行特種任務,今後還有計劃在安裝適配器後同時容納4具553毫米魚雷發射管,令發射管數量翻倍。
> 魚雷發射管後部是靈活儲存空間,可以適配各種類型的武器和裝備
A26在支持水下特戰方面尤爲用心,三個型號的潛艇在17-20名艇員的基礎上可以分別搭載8-30名額外的特戰隊員或者潛水員。圍殼前方的上層建築內部專門設置了兩個魚雷管狀的特種部隊容器,在艇體頂部開有大型艙門,蛙人出艇後可以遊到此處取出水下裝備,而不用費勁地通過狹窄的魚雷發射管或者MMP轉運。這個設計甚至比“弗吉尼亞”圍殼上的外部儲存櫃更加科學且人性化。
A26在僅僅2千噸的艇體內集成了諸多核潛艇上才能見到的先進設計和作戰能力,隱身性、多功能性、模塊化、信息化都達到了極高的水准,顯示出考庫姆公司深厚的功力,爲世界常規潛艇的發展樹立了新的標杆。