秦級核動力巡航導彈潛艦
By Kirov
性能諸元: 排水量:基準排水量7826噸,滿載排水量10295噸 規格:全長116.9公尺,全寬14.3公尺,吃水深10.8公尺 動力:兩座906C高溫氣冷核聚變反應爐,兩套大永磁電機(採用可在攝氏-7.5度~+236度使用的常溫超導體),可同時輸出174000匹軸馬力再加上全艦所須電力472.8MW,一具磁流水反應噴射推進器。兩套950式奈米電池,可支持秦級SSGN以19節潛航速連續航行12600浬,其它系統則靠自身備用電力運作,作為反應爐因任何因素停止輸出電力時的備用動力系統;自身備用電力是屬於無污染奈米材料電池,使用後會產生無毒化合物,以反應爐航行時即自動充電(1小時內即可充電完成),可重復充電使用100次以上,如果反應爐因故無法在航行時修復,就以19節潛航速(<1000公尺深度)快速脫離;950式奈米電池因儲電容量大(較同體積鉛酸電池高出300~350倍左右)、無污染(不會排放有毒物質及無需將氣體排出艦外)。每座906C高溫氣冷核聚變反應爐(含冷卻系統、減振/吸音系統)長10.21公尺、最寬3.68公尺、高3.25公尺、重30719公斤。另在X形尾舵端各有一具淚滴狀夾艙(類似俄國Akula、Victor SSN,但只有不到一半大小),之中有一具小型磁流水反應噴射推進器,作為備用推進器,擁有與主推進器相同的靜音及反向推進設計(減速、倒退)。
航速:水面航速46.5節,水下航速72節 加速度性能:從10節加速至60節只需35秒
運作:每次航行在不接受中途補給情況下可於水面下連續潛航90天,而執行完一次任務只需要進行5天的短期維修補給即可再執行下次任務;每使用十年進行一次為期30天的大修和系統升級;每二十年在進行大修和系統升級的同時更換核聚變反應爐的燃料(航行約3062000浬),並且只會因此增加1天不到的工作時間;短期維修人力約22.5人/小時,大修和系統升級人力約60.4人/小時;依照如此進行操作可以保證至少有40年的使用壽命,以及每使用100000小時才會有0.9885次關鍵故障。 潛深:2000公尺 戰鬥深:1600公尺 最大噪音量級:75分貝
運動性能:在1600公尺深處,進行極速轉彎其半徑僅要470公尺;出港後6秒可完全潛入水下,下潛速19.2公尺/秒。
人員編制:60人(另有保留23人的居住空間;但平時可作儲物用,需要時六名士兵花35~40分鐘即可改裝完成)。
武裝:8具685公釐多用途發射管(6具向前,2具向後),若加上發射管中的八枚,共可以裝備48枚彈長10.15公尺以下的飛彈或魚雷,而每個魚雷儲存位置可放置2枚錨九型系列多用途自走雷/水雷;24具巡弋攻陸飛彈/反艦飛彈垂直發射器,24枚彈徑700公釐.彈長11.3公尺以內的巡弋攻陸飛彈/反艦飛彈;2具90公釐誘餌發射器,16枚06A/B式誘餌;8具(前後各2、左右各2)水下高超音速震波反水下目標發射器,使用由核聚變反應爐產生的巨大電力為能量來源,發射器內的瞬間產生一道5826公尺/秒初速度的''渦流水注'',可在6500公尺內保証擊毀任何一種魚雷水雷及仍在水中的飛彈(包含潛射洲際飛彈),甚至是將SS、SSN/SSGN、SSBN的壓力殼打個洞,但因為耗能頗大(每發須要2946KW的電力)且有損發射器(每發射400次就必須更換其內的發射管),操作規定限制除非有緊急戰況,否則一次巡航(無中途補給&維修)只能發射40次。 射速:685公釐多用途發射管,採用電磁推進式發射法,並配備快速裝填設備,6具向前發射管內的6枚魚雷可在8秒內發射完畢,40秒後發射第二批;飛彈垂直發射器,每次可同時發射2枚,之後每隔2秒再射下一批;誘餌發射器,每次2枚誘餌在1.2秒內射完,5秒後發射下一批;高超音速震波反水下目標發射器,可連續以12發/秒速度發射。
聲納:873型逆合成孔徑聲納系統(ISAS),有效搜索方位角160度、俯仰角160度,對於噪音值85分貝的目標有效跟蹤距100公里,對水面艦隊更高達480公里以上,跟蹤鎖定目標速度需在400節以下(若要以高超音速震波反水下目標發射器作自動反擊則要低於320節),能同時跟蹤100個目標並同時導引24件武器攻擊其中的12個目標,距離、深度誤差在+1公尺以內,整套聲納採用相位陣列設計,由3968個接收發射組組成,每8個接收發射組組成1個次陣列,每個目標由4個次陣列以4種相異頻率進行聯合跟蹤鎖定,每個接收發射組失效間隔高達5000小時以上;因為ISAS的特性,每個被跟蹤的目標都會有解析度約0.06~0.08公尺的三維影像,並依據影像辨識出目標種類,若不是資料庫中的既有資料(資料庫中有包含商用船隻、各國軍艦、潛艦等800餘種的外形特徵、聲紋等資料),則由電腦自動存入、並給予暫時性名稱和編號。874A型合成孔徑被動聲納陣列,陣列面積共288平方公尺,分佈在全艦表面共12處地方(兩側各3、腹部2、帆罩前後各2),有效搜索方位角360度、俯仰角360度(無死角),對於噪音值85分貝的目標有效跟蹤距160公里,對水面艦隊更高達570公里以上,跟蹤鎖定目標速度需在400節以下,能同時跟蹤300個目標並同時導引20件武器攻擊其中的10個目標,可以作為指揮高超音速震波反水下目標發射器的耳目,距離、深度誤差在+1公尺以內,整個陣列共有9920個接收組組成,每8個接收組組成1個次陣列,每個目標由4個次陣列進行跟蹤鎖定,每個接收發射組失效間隔達12000小時以上,利用西安電子科技大學特設INSA/ISA/SA(干涉逆合成孔徑/逆合成孔徑/合成孔徑)偵測技術研究所、北京環境特性研究所、青島科技研究所三方聯合研究出的自動化三維影像偵搜辨識技術(automatic 3D target's image investigate&search recognition),使被動聲納亦能快速依據3D影像辨識出目標種類;874A型合成孔徑被動聲納陣列中各個大陣列另配置1536組被動聽音聲納陣列,作為以聲紋辨識、追蹤之用。875型托曳式自走聲納陣列,因為前兩者的性能表現優異,雖然875型托曳式自走聲納陣列也是一時之選、亦可進行搜索及鎖定,但仍淪為備用系統,可是不因此稍減它的強大性能,其具有被動聽音、被動搜索鎖定等功能,除了各式功能有效作用距離比874A型合成孔徑被動聲納陣列少8~11%外,其餘性能相差無幾。
帆罩內光電系統:890式搜索潛望鏡,內含全天候光學(兼具第V代微光/第IV代紅外線偵搜觀測功能)高解析度影像儀(白天有效觀測距達18600公尺,影像解析度可達0.005~0.07公尺;夜間有效觀測距達11000公尺),有數位照相、數位攝影功能,另外附加一具CO2雷射測距儀(能提供15500公尺內、誤差+1公尺以內的精準數據);兩具890A攻擊型潛望鏡,由890式搜索潛望鏡修改而來,再精進所有性能、均增強15~20%的功效,和強化抗EMP、致盲雷射的能力;兩種潛望鏡均以自動/手動改良式油壓舉升系統操作,上升/下降時只有人類聽不到的噪音60~65分貝。兩具UHF/VHF衛星通訊系統天線,可在水面下40公尺以上作13.7Mb/sec的雙向加密通訊,且因UHF/VHF特性無法被超大接收天線外的設施攔截;一套鋪設在艦體背部上的平面低頻/超低頻收發天線陣列,由768組收發元件組成,可在水面下800公尺以上進行104.2Kb/sec的雙向加密通訊。一具ESR-3BS小型相位陣列三維搜索導引雷達,ESR-3BS是由中華人民共和國新一代驅逐艦、巡洋艦、航空母艦所使用的ESR-3系列相位陣列三維搜索導引低空補盲/砲彈著校正雷達修改而來,有效搜索方位角360度、俯仰角360度(無死角),對於RCS(雷達截面積)-20dB的空中目標有效跟蹤距110公里,對水面艦隊更高達270公里以上,跟蹤鎖定目標速度需在10Mach以下,能同時跟蹤100個目標並同時導引24件武器攻擊其中的12個目標,探測距離、高度誤差在+1公尺以內。所有可能露出水面上的物體都塗有北方化學工業超細粉體技術開發中心開發的奈米匿蹤塗料,不但耐晶間腐蝕、耐腐蝕性疲勞極佳,可有效降低25~30dB的雷達截面積。
作戰系統:ZKJ-9BG型作戰操控系統,利用商高超級電腦、全艦光纖網路(長春光電材料研究所開發,雙向傳訊頻寬37.29TB/sec)使ZKJ-9BG成為強大的先進作戰系統;ZKJ-9BG能夠統整所有偵測射控系統,解算出最具威脅性目標、以及攻擊的最佳途徑,至少可同時處理2000個目標、導引400件武器攻擊400個不同目標;而航行的操控由舵手藉由多重光傳操控系統、光纖/雷射複合式陀螺儀、衛星導航(艦上有可同時接收北斗系列導航衛星、俄國GLONASS導航衛星、DGPS三種導航信號的平面接收天線陣列)、雷射雷達(LADER,由中國海軍潛艦學院朱海博士研發,1998年獲得用於潛艦上的初步成功)組成的先進水下導航系統可輕易操縱,亦可以內建的精細水下地形3D地圖(解析度50mm)作自動航行;另外各個系統(主要為:武器、偵測、通訊、動力、維生等幾大系統)亦可靠自身電腦作為,但主要由兩套商高超級電腦為主要運算系統,商高擁有每秒作6738.9兆次的浮點運算能力,配合快取記憶體512GB、主記憶體340TB及熱插拔技術設計,作為商業超級電腦都綽綽有餘。戰情指揮室有兩具1.8公尺x1.35公尺電漿戰情顯示器,其它電腦(艦長起居室、聲納、電戰等等)也有21吋電漿顯示器;各式各樣地/海圖均以3D圖像存在電腦中,可在戰情顯示器等處顯示,但也有傳統繪製圖紙備用。
安全性:全艦採用鈦鉑合金一體成形壓鑄殼體,足以使潛艦在2000公尺深處以60節高速連續長時間航行,曾經以一段長約11公尺的試製全擬真艦體段接受安全測試,一艄武漢級裝備測試潛艦發射一枚650公釐魚雷(購自俄國,改裝後成靶彈),但是魚雷以65節高速撞上艦體段時:外層殼體先是凹陷、但尚未與壓力殼接觸就馬上反彈,魚雷在離艦體段約20公尺處斷裂成2截、再自爆;這種鈦鉑合金代號143號超合金,經過特殊的奈米處理程序,使它較傳統鈦合金優良、但是加工及焊接更容易,變形強度6713兆帕,抗拉強度12446兆帕,塑性佳、膨脹系數低、耐晶間腐蝕\耐應力腐蝕\耐腐蝕疲勞性均遠遠超越任何一種材料,雖然有如此眾多優點,但是成本(含材料本身製造-熔解&鑄造、加工、施工等等工續)只有與俄國Alpha級SSN所用之鈦合金同級(原本考慮由俄羅斯引進技術、但在談判進行一半時中央軍委會得知143號超合金成功即終止、亦無任何解釋、使俄國人和打聽到消息的美國人都摸不著邊)。全艦外表97.6%覆蓋奈米合成複合材料吸音瓦及奈米匿蹤塗料,新型的奈米合成複合材料吸音瓦除了比早期吸音瓦的吸音效能強大數十倍外、也較不易脫落(即使在試航時以60節高速在水面下2000公尺長程奔馳719小時),比日本親潮級SSK所使用的便宜56%,再加上外形以類似Akula、Alpha級SSN的方式處理帆罩與艦體連接處,使其較圓滑,全艦除了各個艙門處沒有任何一個齒輪(全以無接觸式液態/磁性複合軸承、油壓/氣壓原理機械組件代替),讓降噪達到極致;另外在對抗磁異偵測手段方面,因採用不含磁性金屬(例如:鐵、鈷、鎳等)的143號超合金製造外殼及間隔艙壁已有先天優勢,再以3~7層隔絕磁性材料層包覆有可能產生磁性的地方,使得磁異偵測無法偵測到;另外,因為全艦沒有任何化學物質需要排出,故亦無法以探測化學物質方式得知航跡。在帆罩前及靠近艦尾處各有一具逃生艙,每具逃生艙可搭載48人逃出,人員進去後僅需花不到5秒即能關閉水密艙門,按下艙內逃生鈕後、逃生艙以8具水反應燃料噴射動力推離艦體,可在水深4500公尺以上、任何姿態下逃出,艙內有可供48名人員生活7天的壓縮乾糧及清水、另有2套可過濾海水的濾水器(可至少過濾1100公升海水),逃生艙浮上水面時即開始發出求救訊號至少連續350小時,並有2具可調頻道的無線電台(能通話和聽廣播),2具衛星電話。全艦每個水密艙門可由每個艙間的電腦控制開關、或以手動操作(其餘系統機器亦同)。
發展過程:093型核動力攻擊潛艦於2001年第一艄正式進入北海艦隊服役,之後基本上依九五計劃訂定之時程建造,頭6艄由上海造船廠建造,之後因葫蘆島造船廠的加入而速度加倍,第12艄比預計還早3個月完工,追加的4艄也在2009年以前完成(均由為建造核動力船艦而在上海造船廠第二廠區新增的兩條全套生產線負責),共16艄的093型核動力攻擊潛艦分別在三大艦隊服役,分別是:北海艦隊6艄,東海艦隊6艄,南海艦隊4艄;而保持77.5%的適用武力,使093型核動力攻擊潛艦成為當時中國王牌之一。但是中央軍委會也了解到093型核潛艦與歐美先進核潛艦相較,雖應高溫氣冷核反應爐的實現使得航速大增達到45節,仍舊有靜音性能不夠(115分貝)、潛深不足(400公尺)、武器件數少(30件)等,所以早在2001年9月就定出。095級核潛艦(即後來的秦級核動力巡航導彈潛艦)計劃,隔月就交由1組擁有造船工程師、應用材料專家、核科學專家等等頂尖專業人士組成的百人團隊負責。 整個095級核動力攻擊潛艦計劃先是九院(核子研究院)得到突破,2003年3月25日凌晨1:24,全世界唯二的兩座代號金烏核聚變反應爐(JW-800)成功地連續運轉3年,期間通過了數次故意製造的意外,包括:冷卻系統故障(每次至少有24小時反應爐在無冷卻系統情況下正常輸出能量運作)、失火(反應爐直接接觸攝氏1500度的火燄)、撞擊(運作中遭受7000psi等級的同時數處、數點撞擊)等等嚴苛的考驗,不但以完美的成績通過,也在重重精密檢驗下證實反應爐完好如初;這兩座核聚變反應爐包含冷卻系統僅高2.65公尺、寬1.73公尺,但可連續輸出880MW的龐大電力,如此優良的性能表現使JW-800只須要極少改變即可作為軍用核動力的來源。由JW-800改良而成的906C高溫氣冷核聚變反應爐除了裝備在095級核潛艦上外,預計可能裝上鄧世昌級航空母艦、甚至蒙恬級攻擊巡洋艦作為第一次大修/系統升級的動力改進。 其餘的各大系統中以武器有最巨大變革,專為685公釐多用途發射管發展的魚雷-魚十三型超重型魚雷(Yu-13)、飛彈-鷹擊3000巡弋攻陸飛彈/反艦飛彈(YJ-3000);魚十三型超重型魚雷(Yu-13),彈長8.5公尺,彈徑685公釐,發射重4946公斤,彈頭重415公斤,使用革命性的水反應固態燃料搭配噴射推進器,不但比前一代的OTTO安全,也俱備更強、更耐久的推力,最大航速460節(射程30公里),85節速度下有效射程135公里(搜索距165公里),可在水下1600公尺發射(HY-250合金鋼外殼內襯高張力複合材料),採用第II代尾流追沿航跡歸向(可更靈敏地追蹤水面艦及潛艦)/光傳主被動聲納聯合導引系統,對於速度65節以下水面艦及潛艦若在有效射程內平均命中率>85%,415公斤水中高爆彈頭(彈頭中心有一個10.5公斤鈉藏在保護殼中,只有特殊雷管才能引發)足以擊沈任何30000噸以下水面艦及潛艦,或換上當量50萬噸乾淨型氫彈(利用比高能炸藥還強上百餘倍的核同質異能素取代小型核分裂裝置作為引爆器)。鷹擊3000巡弋攻陸飛彈/反艦飛彈(YJ-3000),彈長7.75公尺,彈徑682公釐,發射重3682公斤,彈頭重1100公斤,採用匿蹤外形(有點類似AGM-86B,但兩側似F-22機頭部份有弧度、但正切面近於菱形、也與J-21有些相似)、四面有衝壓進氣道(同採匿蹤外形,兩側各一對相連)、加塗奈米匿蹤塗料,一具融合4套極音速衝壓發動機的渦輪扇引擎(先由火箭助推器推升至35~45公尺高,速度1435公尺/秒以上,接著開動渦輪扇引擎加速至2086公尺/秒以上,再啟動4套極音速衝壓發動機),巡航速>3569公尺/秒,巡航高度30~35公尺,接戰終端速4380公尺/秒,接戰終端高度5~7公尺,有效射程3200公里,接戰距離120~260公里,導引系統-複合衛星導航(可同時接收北斗系列導航衛星、俄國GLONASS導航衛星、DGPS三種導航信號的平面接收天線陣列)/主動ISAR(逆合成孔徑雷達,可鎖定RCS-5dB以上目標)/星光慣性(比洲際飛彈上小的多)複合導航系統,能在發射載臺上以電腦/手控選擇攻陸或反艦模式,平均命中率>92.5%,CEP<3公尺,1100公斤高爆彈頭、金屬氫彈頭(金屬氫是指在一定壓力下氫氣會轉變為固態晶體、性質穩定、在一般溫度下無須密封即可保存很久,爆炸威力是TNT的30倍)、當量50/130萬噸乾淨型氫彈頭、穿甲標頭彈頭(內部預置2.2公斤重鎢合金穿甲標頭400枚,可散佈在長徑560公尺短徑400公尺的橢圓形範圍內,每個標頭可保證穿透4000公釐均質裝甲鋼板)。 其它諸如-偵搜系統、電腦系統......等等,都是最先進的技術、但仍保持較其他國家成本低的優良傳統;在耗費設計、新技術開發...等的研發費用96.3億人民幣後,第一艄095級核動力攻擊潛艦於大連造船廠在2006年4月2日開始建造,同年10月14日下水,11月30日完工(10月19、11月16日第二艄、第三艄開始建造),12月5日進行由解放軍未來的艦長帶著成員進行海上測試,2007年3月7日正式移交加入東海艦隊,從開工到形成戰力僅花費340日,第二、第三艄更縮短至332、321日,每艄成本22.6億人民幣,預計建造12艄。 第一及第二艄095級核動力攻擊潛艦於2008年6月16日抵達海參威外海,陪同三艄093級核動力攻擊潛艦、一艘鄧世昌級航空母艦、兩艘旅海4級反潛驅逐艦、兩艘旅海3級驅逐艦、兩艘衛青級防空巡洋艦、一艘蒙恬級攻擊巡洋艦、三艄江洋級巡防艦、一艘蘇州級綜合補給艦、一艄日喀則級支援艦,其中五艄核潛艦更是在中國軍方不願暴光下全程保密到家(五艄核潛艦在演習完後直接深潛返航,美國只有由特種間諜衛星拍到四張只能知道卻有五艄參與演習、而無法辨識的影像)地參與史無前例的中俄美三國聯合海上演習;演習為期20天,中俄扮演紅軍與扮演藍軍的美國進行20天的擬真對抗演習,帶領美國雷根號航空母艦(CVN-76 RONALD REAGAN)戰鬥群的指揮官理查.錢德勒在演習前誇下海口說:「我將以最完整的隊形擊潰殘弱不堪的中俄兩國主力艦隊。」但是最後在演習結束後,每個國家比對隨艦記錄器(由中俄法美英德義加日九國專家2006年會商制定規格,能記錄船艦在演習中航行、模擬武器發射、攻勢有無效果等等,演習完畢後,取下記錄器、插入判讀電腦,再以類似動畫方式呈現出來,由參與演習各方判斷),最後公認結果-中國損失一艘旅海4級反潛驅逐艦、一艘旅海3級驅逐艦、兩艄江洋級巡防艦、一艄日喀則級支援艦、一艄?級核潛艦(中國只給編號,為093級核潛艦),俄國損失一艄史達林級核子動力航空母艦、一艄基洛夫級巡洋艦、一艄現代II級驅逐艦、一艄勇壯級反潛驅逐艦、三艄克里法克III級巡防艦、兩艄勝利III級攻擊核潛艦,美國損失一艄尼米茲級雷根號航空母艦、一艄提康德羅加級飛彈巡洋艦、一艄柏克級飛彈驅逐艦、一艄補給級快速戰鬥支援艦、一艄維吉尼亞級核子動力攻擊潛艦、一艄洛杉磯二級核潛艦;除了美國戰績沒事先誇口的好,更令美國人難堪的是-明明中國派出五艄核子動力攻擊潛艦,但只找到3艄093級核子動力攻擊潛艦,不但沒擊沉一艄(維吉尼亞級核子動力攻擊潛艦、洛杉磯二級核潛艦分別被中國「不知名潛艦」及俄國水泥潛艇擊沈),另兩艄根本連根毛都找不到,使美國人為之氣結。 095級核動力攻擊潛艦(秦級核動力巡航導彈潛艦),代表中國擁有領先於世界的材料、核子科學......等等技術,並能整合利用,使中國徹頭徹尾的與美國在國際舞台上競爭。
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