宋級常規動力潛艇

(上與下) 039宋級潛艇首艦的照片,具備獨特的二階式圍殼。由於試航顯示二階式圍殼

的流體阻力與噪音都不理想,039後續艇圍殼前部就向上包覆,與後部融為一體。

(上與下) 039宋級潛艇首艦的照片。由於首艇1994年下水後花了較長時間測試,將

修改設計反映到後續艇上,所以大約在2000年之前都沒有看到039的後續艇出現;而首艇

的二階式圍殼外型也因此深入人心。

(上與下)浮航中的039G常規動力 潛艇。後續的039G圍殼設計不再是首艇的二階式,

而改成外型單純的一體式。039G圍殼整體高度與039首艇相近(應該是為了配合頂部通氣管)

,以艇體的尺寸而言算是十分高聳。

三艘039G潛艇編隊航行。

停泊中的039G

一艘039G艦首近照。

一艘039G在武昌船廠舉行下水儀式

一艘裝載於浮動船塢的039G

一艘039G潛艇正在裝填武器

(上與下)一艘039G潛艇裝填魚6型533mm線導魚雷

中俄聯合軍事演習中,一艘039G潛艇與俄羅斯海軍現代級導彈驅逐艦。

某個039潛艇基地的照片,出現在2015年上旬 

(上與下)某個039潛艇基地的照片,兩艘039B分別停靠在碼頭兩側。照片出現於2015年上旬

某個039潛艇基地的照片(約在2015年上旬),039G停在左側,039首艇(320)停在右側。

039首艇的圍殼後部高出一層,形成特殊的兩階造型;而後續的039G圍殼前部加高,

與後部形成一個整體。

青島潛艇基地的照片(約在2015年上旬),畫面中出現七艘歷代039系列常規潛艇。由前而後,

最近處是039宋級首艦, 其後三艘是039宋級改進型,然後是三艘039B改進型元級。

 

2023年8月下旬,中國海軍編隊抵達泰國,準備參加藍色打擊(Blue Strike)2023演習。此唯一艘中國

039宋級的前部近照,背景是泰國查克里.納呂貝特號(HTMS Chakri Naruebet R-911) 航空母艦。

──by captain Picard

艦名 宋級常規動力潛艇

(Song class,Type-039)

使用國/船廠 中國/

320~324、314:武昌造船廠

315、316、318、327:江南造船廠

尺寸(公尺) 長74.9~76.4   寬7.8~8.4   吃水5.3
排水量(ton) 浮航1700

潛航2250

動力系統/軸馬力

MTU 16V 396 SB83或MTU 16V 396 SE8柴油機*3/5000

推進電動機*1

單軸七葉片螺旋槳

航速(節) 水面15

水下22

續航力(海浬)  
最大潛深(公尺) 300
水面偵測/反制系統

潛望鏡組(可能光電感測設備)

I波段平面搜索雷達*1

921A電子支援系統

水下偵測系統 H/SQZ-265艦首中頻主/被動搜索/攻擊聲納

H/SQG-04被動測距聲納

側面被動陣列聲納

作戰系統 整合指揮與武器控制系統
乘員 60
艦載武裝

533mm魚雷發射器*6(其中 二管能發魚-5/魚─6線導魚雷,其餘四管發射魚-4反艦魚雷、鷹擊-82反艦導彈、長纓一型反潛導彈。全艦可攜帶18枚魚雷、導彈或30枚水雷)

數量 目前已知16艘
編號 開工時間 下水時間 服役時間
320 遠征20(長城202)(039) 1992 1994/5/25 1996/5
321 遠征21(長城203)(039G)   1997/8 1999/2
322 遠征22(長城204)(039G) 2000/6/28 2001/4 2001/12
323 遠征23(長城205)(039G) 2001/12 2002 2003/11
324 遠征24(長城206)(039G1)    
314 遠征14 (長城197)(039G1)   2003/11
315 遠征15 (長城198)(039G1)   2004/6/13 2003/12
316 遠征16 (長城199)(039G1)   2004 2005
317 遠征17(039G1)      
318 遠征18(039G1)  
324 遠征24(039G1)     2005
325 遠征25(長城215)(039G1)      
326 遠征26(長城216)(039G1)      
327 遠征27(長城217)(039G1)   2004
328 遠征28(長城218)(039G1)      
329 遠征29(長城219)(039G1)      

 


起源

中國海軍的潛艇部隊草創之初使用轉移自蘇聯的二手潛艇,爾後則在蘇聯技術協助下生產Project 613威士忌級(Whiskey)與Project 633羅蜜歐級(Romeo class)常規動力潛艇(中國稱為033型),並從1970年代以033為基礎自行研製035型潛艇(西方稱為明級)。進入1980年代以後,033或035的技術水平都已經明顯落後於西方國家或蘇聯。在1982年,在劉華清上將接任 中國海軍司令員後,立刻下令研發新一代常規動力攻擊潛艇,並將之列為第二代國產艦艇的重要項目。

當時,中國海軍要求第二代常規潛艇各種技術性能要比035型潛艇有跨代式進步,總體性能水平能趕上1980年代後期至1990年代初的世界水平。為此,中國海軍對第二代常規潛艇提出了細緻技術戰術要求,包括:

1.採用淚滴型艦體形,減低航行阻力以及流體噪音。

2.比照國外先進 潛艇採用單軸七葉片大側斜螺旋槳,以降低空蝕噪音

3.使用數字化的聲納與顯控系統,提高信息處理能力,並實現指揮控制的自動化

4.裝備先進線導反潛魚雷與新型魚雷發射裝置,兼具發射魚雷與 導彈的能力

5.裝備能在水下發射的新型反艦導彈和反潛導彈,以適應現代海戰的需要。

吸取過去核能潛艇配套武裝研製嚴重落後於艦體建造(此情況亦曾發生在江東級護衛艦上)的教訓,當時 中國海軍特別強調武器裝備研發必須達到「五個成套」,即「成套論證」、「成套設計」、「成套定型」、「成套生産」、「成套交付使用」的原則。

039型潛艇研製過程

在1970年代末左右,中國武漢船舶集團和位於武漢的海軍第701研究所(即中國艦船研究設計中心)共同展開了第二代常規潛艇的研製工作,項目代號為039;艇身主體結構由武漢船舶工業公司負責設計工作。

039型潛艇項目總設計師是李連有,他是前一代的035型常規潛艇(算是中國第一種自行開發的常規潛艇)的總師。039型潛艇研製前期(1980年代),中國正處於改革開放的時代,和蘇聯的關係尚未解凍,與西方關係較為密切;因此,當時中國海軍研究人員有較多機會去法、英、德等西方國家的軍工企業參觀交流,開始接觸和學習西方先進的設計觀念;039總設計師李連有曾形容,當時「正處於向西方看的時代」。因此,039項目也受到了西方設計理念的影響(跟同時期進行的第二代國產導彈驅逐艦052型類似),在設計上借鑑西方先進國家比較新的常規潛艇設計理論和技術特點,引進新的科學管理思想和方法,用西方式系統工程理論對潛艇進行最佳化設計,要求做到全艇有機協調,著重於綜合性能,潛艇總體和10個主要系統以全武器系統來設計,將中國潛艇設計、製造以及設備配套能力推向新的高度。

039型潛艇在設計時,流程要求貫徹系統工程理論、控制理論和資訊理論等。在管理上,039依照「設備服從系統」、「系統服從總體」、「總體綜合出現的問題不要帶到部隊去解決」的原則,這些在後來都被證明是成功的設計和管理方法。依照這些管理原則,設備出廠要先進行鑑定,要進行電磁兼容的測試,還要進行可靠性試驗。首次開發的系統要先進行陸上聯合調試,成功後才能安裝上首製艇(052導彈驅逐艦研製也引進相同的理念)。而後續新設計的潛艇可以直接使用既有的設計成果和設備,已經驗證過的系統和裝備不需要再進行陸上調試。

對於035型潛艇來說,039型潛艇有80%的全新設備,許多設備是與潛艇同步研製設計,具有很大的風險和壓力。

首艦的建造合同原訂在1991年9月1日簽署,但由於被認為價格偏高而一度重新審議,稍後達成新協議並適度降價才正式簽約。

039首艇於1992年在武漢造船的青山造船廠開工,1994年5月25日下水,1995年8月開始試航,1996年5月交付東海艦隊,舷號320。此種新型潛艇型號為039,西方稱之為宋級(Song class)。

在1994年5月,美國情報部門從衛星影像發現了在武昌船廠船台上準備下水的039型,並從照片研判出流線型艦體、十字形尾舵組、大側斜七葉片螺旋槳等現代化 潛艇特徵,遂引起西方國家很高的關注,意味著 中國潛艇建造技術的一大突破。

039型首艦下水前時的畫面。平直的艇首類似前一代035潛艇

039型首艦下水前的畫面,注意單軸大側斜七葉片螺旋槳以及十字舵面,與同時期

西方潛艇相似,也是第一種採用此種尾舵、推進器佈局的中國常規潛艇。

039首艇(320)在前期大量測試中,發現存在一些設計缺陷,許多性能指標(包括靜音)沒有達標,經過幾年測試驗證後於1998年才正式服役。

首艘039型持續測試時,相關人員培訓的準備作業也日漸上軌道:根據解放軍報在1997年3月28日的報導,中國海軍潛艇學院已成功研製出039型潛艇的指揮操作模擬器,可進行水上、水下操作的全部模擬,包括水下發射 導彈等特殊科目的訓練,至1997年已經有五個艇員隊完成所有訓練項目。

在1998至1999年,320號潛艇成功進行了水下發射反艦導彈的測試。

基本設計

039型潛艇的線型參考當時西方國家主流的常規潛艇,例如德國HDW的209型潛艇、法國奧古斯塔(Agost)、義大利薩烏羅級(Sauro class)潛艇等普遍採用的過渡型艇型(介於傳統水面船型與純淚滴型之間),俗稱鯨型;而與先前的035相比,039艇型也有一部分延續性。外型上,鯨型艇型的艇艏柱直立(035潛艇已經採用類似的直立艇首設計),艏部線型較豐滿,使艇首上、下有空間能布置較型的聲納設備。一種說法是1980年代巴基斯坦引進法國奧古斯塔90B型潛艦,中國透過巴基斯坦取得一些資料,成為研究039時的參考, 而法方對此舉甚為不悅。

039型潛艇艇長約74.9米,寬8.4米,長/寬比約8.9,與035型潛艇大致相同;不過相較於035型,039艇型在水動力上更為優化,水面航渡與通氣管狀態航行時能夠有效降低興波阻力。039的水面航行速率與035相當,水下航行時由於航行阻力較低,所以水下航速更高於035。039型潛艇採雙殼體結構,儲備浮力較高;外殼與內部耐壓殼之間的非水密區域(含艦體上層與圍殼等)體積較大,為了確保 潛艇在航行或改變深度的靈活性與穩定性,因此需要 較多的流水開口來確保水流進出的速率。039全艇由艇首至艇尾總共分為七個艙區,分別是魚雷/導彈艙、指揮艙、前蓄電池艙、後蓄電池艙、柴電機組艙、推進電機艙和軸系艙。

039型潛艇的指揮塔圍殼設在潛艇長度前三分之一處,且未沿用先前033、035等常規潛艇的艏上水平舵,而是採用中國已在核潛艇上使用的圍殼舵(一對艏水平舵安裝在指揮台圍殼前部、指揮塔之下兩側);圍殼前部是指揮塔,後部空間容納各種升降桅桿,圍殼後緣呈流線型,逐漸與艇體融合。039艇體從指揮塔圍殼後部開始,水線逐漸縮窄,直至尾舵處。

不同於先前033與035類似水面船艦艇尾以及雙軸推進器(尾舵在推進器後方,螺旋槳水流通過水平舵面)等較接近二次大戰時代潛艇,039艇尾與推進器設計完全比照現代化西方潛艇,艇尾是水滴線型的軸對稱迴轉體錐尾,單軸、單螺旋槳推進,十字型艉舵,螺旋槳在十字尾舵之後、艇尾最末端。039的現代化艇尾設計,徹底改善了先前033、035等老式艇尾、槳舵配置水下阻力大、噪聲高、推進效率差的弊病。

033首製艇(320)的技術問題

039型首艇(舷號320),採用高聳的二階式圍殼,可能是從033/035等舊型

常規潛艇演化而來,水下流體特性不良。

039型首艇(舷號320)圍殼近照。圍殼後部與艇體連接處是一個弧形彎角。

039型首艇(320)經過在1994年下水之後,之後數年都沒有同型艇繼續下水,顯示首艦的確存在技術問題。因此一直沒有定型批量生產;而首艇320號則以其獨特的外形逐漸被熟知。

外觀上,039型首製艇的指揮塔圍殼呈現獨特的階梯狀,後部比前部高出一層。此種設計可以聯想成是從033、035型潛艇繼續發展而來,而035與039的總設計師都是李連有,因此可能延續相同的設計。原本033、035的指揮塔圍殼中部有一個凸起的塔狀部位,潛望鏡由此處伸出,並結合了通氣管整流罩;此一設計咸信是為了使潛艇在潛望鏡深度航行時可以離水面相對較遠,所以加長了潛望鏡以及觀測/通信桅杆的長度,導致長度超過指揮塔圍殼的整體高度,沒辦法完全收到圍殼裡,所以才要在圍殼頂上中部設計一個凸起的塔狀結構來容納。而039則以這種設計為基礎,進一步將指揮塔圍殼中間突出結構擴大到圍殼後端,形成比前端高出一整階的部位。320艇圍殼前方(低一階)是指揮塔,指揮塔前方比圍殼基部稍微突出(有點類似033型潛艇)。320艇圍殼後部下方有一個明顯彎角與艇體連結,可能是想增加流線程度、改善此處水流流場。

外部分技術刊物認為,039首艇這種兩階式指揮塔圍殼的線型設計不良,會為潛艇水動力性能會帶來較大弊端。此種階梯狀指揮塔圍殼確實容易導致圍殼頂部層流分離加劇,產生較為顯著的湍流;而高出一階的觀通設備、通氣管整流罩與圍殼也是簡單的垂直相交,此一交界處隨航速提高容易產生渦流;兩者結合後,會大大惡化流經圍殼水流場的均勻性並向後發展,進一步影響潛艇後段的流體性能,惡化水流場進入螺鏇槳盤面的品質,產生較大的噪聲,紊流也影響潛艇的推進效率。

在首艘039型下水之際, 中國也於1994年向俄羅斯訂購四艘Kilo 877EKM常規潛艇,從1995至1998年陸續成軍。自行研製、外購同步進行是中國海軍1990年代以來進行現代化事業的一貫作法,相同情況也發生在水面艦艇上(1997年決定購買俄羅斯現代級 導彈驅逐艦),首先可在國產武器尚未完全成熟之前,先讓艦隊獲得現代化的即戰力,再者也可透過引進國外先進武器而吸收其相關技術,應用於國產武器的研發改進工作。 

039型研改與生產歷程

039後續型(左)以及039首艇(右),外型上最大差異就是後續艇不再採用

首艇的二階式圍殼設計,圍殼造型為單一整體。

根據西方的消息,首艘039型雖然在1996年5月交付東海艦隊,但之後一直在測試並解決技術問題,直到1999年6月才正式形成戰鬥力。

基於首製艇(320)的經驗,039型潛艇從第二艘開始就大規模修改構型;第二艘039(改進型首艇)據說1995年就在武昌造船廠開工建造,舷號321,一說是1999年11月11日才下水,2001年4月 服役,另一說是1997年8月就下水、1999年2月交付解放軍。第三艘039型(改進型二號艇)舷號322,於2000年6月28日下水,2001年12月服役(一說是該艇2001年4月開工)。039四號艇(第三艘改進型)舷號323,於2001年12月開始建造,2002年下水,2003年11月服役。 

三艘039改進型(321~323)都部署於東海艦隊。與原型艦320相較, 這三艘039型在外觀上有不小的差異,西方稱此種改良型039型為039G。外型上,首製艇圍殼的二階式在039G上不復存在,原本低一階的圍殼前部上包,與後部整流罩融合為一個整體,成為一個外型單純的高聳圍殼(仍採用水平圍殼舵);這項修改也印證了首艇原本的二階式圍殼線型的確造成很多問題。此外,改進型039039G指揮塔圍殼前部與艇體接合處有一個小型填角,可使通過該處的流體更平順,降低噪音。而039首艇圍殼後部的弧形彎角,改進型309則予以取消,可能是實際測試顯示作用不大而簡化了設計。

此外,039G艦殼敷設了現代化 潛艇常見的 消聲瓦(咸信是引進Kilo級之後逆向研究的成果),能降低敵方主動聲納的回波。改良型039型的靜音能力顯然較首艦大幅增加 。此外,039改進型也應用了來自Kilo潛艇的輪機彈性減震基座等技術。

在上述三艘039G之後,緊接著出現的039改良型又有若干小幅度修改,並於2004年6月3日由武昌造船廠予以公開,西方稱之為039G1, 而上海江南廠據說也開始建造039型 (至少有315、316、318、327等)。到了2008年,至少有16艘039G1(313~318、324~329)完成 ;從1999年首艘039型形成戰鬥力開始計算,幾乎是平均每年將近兩艘039型進入解放軍服役,生產速率頗高。多數039型部署於南海與東海艦隊,此外北海艦隊據說也分得幾艘。

加拿大漢和信息機構在參訪江南廠建造039型 潛艇時,認為該廠的打磨、焊接工藝優於 武昌廠,平均建造速度也比較快;而據說由武昌廠建造的若干早期型039型,曾經發生必須回到武昌廠改裝的情況。

在2004年5月上旬, 中國南海艦隊與東海艦隊派出的編隊在遠航訓練期間停靠香港昂船洲海軍基地並對外開放(4月30日至5月5日),其中包括兩艘039型潛艇(314與324),這是西方媒體首次得到機會近距離觀察039型潛艇。

在2004年,武昌造船廠推出了新設計的039A元級潛艇(另有專文介紹), 顯示039型的量產作業便到了盡頭。

一艘停泊中的039G

一艘039G浮出水面。

(上與下二張)一艘在乾塢中進行翻修的039G,此時消聲瓦都已經拆除。

技術諸元

039潛艇全長76.4m,寬7.8m,吃水5.3m,浮航排水量1700ton,潛航排水量2250ton,採用鯨型雙殼艦體,十字形尾舵,前水平舵位於圍殼上,單軸七葉 大側斜螺旋槳推進,最大水下航速估計約22節,最大浮航速度15節。 與現代化潛艇相同,039型設有可拋棄壓載,水櫃設有短路高壓吹除系統,在水下一定深度可快速上浮脫離險境,其艙口也有與深潛救生器對接的能力。

操控方面,039型實現了集中航行操作以及自動配平,並採用了電子海圖。指揮管制方面,039型使用高度數字化與自動化的集中顯示、集中控制系統,代替了033/035等早期常規艇集成度低、各自分散的模擬式裝備。039的作戰指揮系統將所有水上、水下傳感器和武器系統集成在一起,有效提高了反應速度,方位解析度以及對目標的偵測、識別、跟蹤、攻擊等能力都顯著提高。039型對作戰全過程可實施集中指揮,並可對多種武器進行綜合控制,還可在一定距離上對來襲魚雷預警。039人員編制估計為60名,估計自動化程度接近同時期世界水平。

039G潛艇表面敷設了類似俄羅斯Kilo潛艇的消聲瓦;此類消聲瓦採用新型合成橡膠製成,內部為空腔或具有填充物,厚度約50-100mm之間,用來降低敵方主動聲波的反射強度與探測距離,並可降低艇內噪音向外傳遞。

後續不同批次建造的039G,設計都不斷調整改進,許多外觀細節如圍殼後緣線條、艇體上部流水孔形式等往往都有細微差別,顯示039潛艇在建造過程中不斷修改。

推進系統 

推進系統方面,先前033、035等老式常規潛艇在水面浮航或通氣管狀態航行時由柴油機直接驅動、通過減速齒輪帶動螺旋槳,水下航行時傳動系統與柴油機脫離,由蓄電池組向推進電機供電,由電機直接帶動螺旋槳工作。此種推進方式結構簡單、容易布置,但此種佈局比較適合在水面航行而不適合於潛航。而二戰後世界常規潛艇的演進方向是純粹的電力傳動,無論潛艇在水面或水下航行,均由推進電機帶動螺旋槳工作;柴油機單純與發電機組成柴油發電機組,不需要減速齒輪來驅動螺旋槳。在純電傳動模式下,潛艇在水上浮航和通氣管狀態航行時,開啟柴油發電機組產生電力,為推進電機供電來帶動螺旋槳,並為主蓄電池充電;在水下航行時,蓄電池組向推進電機供電帶動螺旋槳。039就是中國第一種採用純電力傳動的常規潛艇。

相較於傳統的柴油機直接驅動,柴油發電機組有許多優點:首先,柴電機組更適合使用高速柴油機,高速柴油機的運轉頻率相對較高,高頻聲噪在水中傳播距離相對較短,可降低被敵方探測的距離,同時減低對本艇聲納的干擾;其次,柴油機不需要直接驅動螺旋槳,所以省略了複雜且吵雜的減速齒輪箱,進一步降低成本;此外,柴油發電機組運作時產生電能,可同時為蓄電池充電以及帶動推進電機轉動螺旋槳。 

主機方面,早期039潛艇項目考慮使用的柴油主機包括由陝西柴油機廠(408廠)從法國熱機協會(Pielstick)引進技術的PA6 V 280柴油機,以及山西柴油機廠(616廠)引進技術的西德MTU 396型高速柴油機,最後選擇了MTU 396。在1979年4月,第六機械工業部(六機部)和海軍組織有關單位,在408廠召開「以PA6柴油機發展成潛艇主機技術要求座談會」,初步提出主要設計指標;之後,在1981年10月再度於408廠召開「039潛艇柴油機技術途徑座談會」,會議確定039的柴油機採用離心式壓氣機機械增壓方案。依照總公司軍工部通知,408廠和相關單位進行了關於PA6柴油機方案的完善工作,在1985年10月中旬在武昌召開的協調會議上進行總結會報。同時期,中國船舶總公司組織701所、711所以及408廠進行PA4柴油機的引進預備工作,在1985年9月和11月先後組織與法國Pielstick以及英國帕克斯曼(Paxman)公司的技術座談會。中國船舶工業總公司以及海軍組成的聯合考察團隊,對法國、英國、西德的潛艇用柴油機進行考察;回國後,船舶總公司軍工部和技術部在北京召開039主機選擇補充論證會議;會議中,701所、711所、海軍裝備論證中心與408廠做了039主機選型補充論證報告;此外,原五機部山西柴油機廠(616廠)也報告了由該廠負責、與西德MTU合作的MTU 396型柴油機技術和引進生產現況。在會議中,各單位對潛艇柴油機的選型出現歧見,而作為用戶的海軍傾向使用MTU 396。最後,基於用戶意見,選擇了純以廢氣渦輪增壓的西德MTU 16V 396柴油機,作為039潛艇的主機;而408廠以PA6發展潛艇主機的活動也就此終止。039型配備三具MTU 16V 396 SB83柴油機(另一說是MTU 16V396 SE84,或者MTU2V-493),每具功率為1350KW(1810馬力),重量則為1800kg,並安裝在降低噪音與震動的彈性基座上。據說之後039型的MTU 16V 396柴油機還是在中國陝西柴油機廠實現了國產化。

依照中國工程院馬偉明院士的透露,1990年代初期中國開發039型潛艇時,馬偉明領導的團隊花費五年多時間分析研究,累積數十萬組實驗記錄,最終攻克由德國進口的12相整流發電機的固有震盪問題,建立十二相發電機整流供電系統的基礎理論體系,研製出包含整流負載能力的多相同步電機穩定裝置,根本解決了此種12相電機的固有震盪問題,並取得世界專利,關鍵技術包括穩定性預測、固有振蕩抑制、復合故障診斷、短路保護等,獲得2000年度國家科技進步一等獎(第一名),而德國原廠 (應為西門子)還反過頭向中國購買這項電機穩定的專利。

(上與下三張)一艘039G常規潛艇更換電池的照片,每塊電池單元重數百

公斤,在狹小的艦內空間作業格外費勁。

感測系統

039型潛艇在設計初期就十分注重信息化與自動化等要求,因而配套研製了新型綜合聲納、測距聲納、偵察聲納、雷達、光電潛望鏡,電子對抗設備,先進通信系統等(許多都有參考同時期西方技術),提高潛艇的觀察搜尋與情報通聯能力;此外,在操作控制上,也基本實現了全艇自動化。

聲納方面,在039型之前,中國在1980年代開發了H/SQZ-262整合聲納系統 系列,用於035G改進型明級常規潛艇、09I與09II核能潛艇。033型常規潛艇以H/SQZ-262A型取代老式H/SQZ-105型聲納,H/SQZ-262B型則取代了第一代核潛艇(含091漢級、092夏級)的603、604型聲納,H/SQZ-262262C型則用於配備第二代的035G柴電 潛艇。

在1987年,李啟虎院士又擔負更新的H/SQZ-265綜合聲納系統的主任設計師,此聲納準備用於第二代常規潛艇(也就是039宋級)。H/SQZ-265是中國第一種實現多種功能有機綜合,採用近代陣列佈置和信號處理技術的全數字式聲納,是中國第一種實現人機交互目標被動識別功能的國產聲納,而第二代常規動力潛艇(039)聲納系統也是中國海軍第一種實現綜合顯示和控制的聲納系統。H/SQ2-265A採用艇首圓柱狀陣列,兼具主、被動工作能力,功能包括警戒、搜索、跟蹤、識別、攻擊等。H/SQZ-265的研製工作在1994年結束,之後成為039型常規潛艇的主要探測系統。

039還配備H/SQG-04(204型)的被動測距聲納,這是中國第一種國產潛艇用被動測距聲納,從1987年開始研製,同樣由李啟虎院士院士主持;一種說法是H/SQG-04是中國參考從法國引進的 Thomson-CSF的TSM-2233聲納研製而成,能在30公里距離內追蹤4至12個目標。H/SQG-04採用三元式側面聽音陣列,首度把廣義互譜法測延時的演算法用於對水下目標的被動測距,並在信號處理器中採用一次相關內插、二次相關、互譜法等多種不同的測延時演算法以及數據過濾法,使 中國的聲納技術水平有了飛越的進步,而此測距聲納的多功能信號處理機在1990年獲得中科院科技進步三等獎。此外,039艇首上方設有被動偵察聲納,由四根暴露在外的小型探測元件組成陣列,用於探測敵方潛艇或魚雷主動聲納信號。

039型的伸縮桅杆組包括潛望鏡組(可能整合光電感測裝置,包括電視攝像機、紅外熱成像儀以及雷射測距儀)、I波段平面搜索雷達、912A電子截收警告裝置。039型的作戰指揮控制及顯示系統也 已經高度數位化與自動化,將所有的偵測裝備與武器整合在一起,還配備了HN900數位化資料鏈來傳遞戰術情資,具備與西方現代化常規潛艇相似的特徵。根據2004年中國艦隊訪問香港時的電視台錄影,039型的指揮室內擁有許多大型平面顯示器,採用了電子海圖,意味艦上的指揮作戰系統具備相當的水平。據中國媒體的透露,039型潛艇的作戰系統能在作戰過程中實施集中指揮控制以及同時對多種武器的整合控制,對來襲魚雷也具有自動警告功能。

武器系統

(上與下三j張)039型潛艇正在裝填魚6魚雷。與俄羅斯Kilo潛艦相似,039型

潛艦也是利用艦首上方魚雷管來裝填武器。

(上與下)039型潛艇裝填魚雷的畫面,利用上部的魚雷管將魚雷送入艦內,

需要先在艦首放置浮動的工作平台。

 

 

039型潛艇擁有相當齊全的武裝,大致趕上了西方先進國家的水平。以往中國羅蜜歐級、明級等舊式常規動力 潛艇只配備反艦魚雷,不具備反潛能力,而中國第一種潛艇用反潛魚雷魚-3型(主/被動聲納導引 ,電力推進,沒有導線功能)也只有漢級與夏級核能潛艇能夠使用。039型的艦首裝有六具533mm魚雷管,採用彈射方式,可投射魚雷、潛射 導彈、水雷等各式武裝,據信含魚雷艙空間以及預先儲存在魚雷管,總共可攜帶18件魚雷或導彈,或者換成30枚水雷。039型則則是包括具有在全深度發射線導魚雷、自導魚雷、反艦導彈和布放水雷的多種作戰能力。

除了魚雷之外,039型還裝備有潛射反艦與反潛導彈,是中國第一種可以在水下發射導彈的常規潛艇。039型最主要的導彈是潛射型鷹擊-8反艦導彈(詳見江湖級護衛艦一文),採用終端主動雷達導引,最大射程約45km,戰鬥部165kg,是一種第二代反艦 導彈。至於長纓一 型(CY-1)反潛 導彈則是將鷹擊-8的戰鬥部換成一枚仿美國MK-46的魚-7輕型魚雷,最大射程約20km,不過具體的研發與使用情況不詳。此外,中國隨後又把改良後的鷹擊-82潛射反艦 導彈裝備於039型之上,採用新的固態火箭發動機,射程超過70km。中國官方公佈的新聞畫面中,已經出現039型在水下發射反艦導彈的鏡頭。配備反艦導彈與反潛導彈後,039型具備更遠程的對水面、水下打擊能力,能對敵方艦隊造成更大的威脅。 039型的武器攜行量約為18件,通常爲六枚魚-5線導反潛魚雷、六枚魚-4反艦魚雷、六枚潛射導彈,或者攜帶30枚水雷。

在魚雷方面, 039型裝備有魚-4聲自導反艦魚雷、魚-5型線導/聲自導反潛魚雷。039型的六個發射管中,其中兩個配備線盤等裝置,可以發射線導的魚-5;其餘則發射無線導的聲自導魚雷或導彈。原本中國海軍只有核潛艇配備聲自導反潛魚雷(魚-3),而033/035常規潛艇只裝備反艦魚雷,基本不具備現代化反潛能力(日後035G改良時才可搭配魚-3等聲自導反潛魚雷);而配合039發展的魚-5型魚雷後,中國海軍 的常規潛艇才首度擁有現代化的反潛能力。

魚-5是中國海軍第一種線導反潛魚雷,也是中國第一種供常規潛艇使用的反潛魚雷 。在魚-5之前,中國海軍先為091攻擊核潛艇配套研製了魚-3電力推進聲納導引反潛魚雷(1984年才完成生產定型),只能供核潛艇使用。魚-5可能是俄製TEST71魚雷 (詳見Kilo常規動力潛艇一文)的仿製版,其直徑533mm,長7.9m,全重1820kg,戰鬥部重205kg,使用 鋅銀電池(另一說是熱動力)推進,導引模式包括中途線導與主/被動聲納尋標器,最高航速35~40節,航速40節時射程15km,航速35節時射程20km。

此外,中國 海軍還繼續推出更新一代的魚-6,成為中國第一種採用OTTO熱力發動機且兼具反艦/反潛功能的高速潛射魚雷。魚-6的研發始於1980年代中期,據說是透過一枚中國獲得的美製MK-48反潛魚雷 (可一說是中國漁民在海中撈到)為基礎進行仿製;起初 這個計畫面臨嚴重術瓶頸,加上資金短缺,一度遭到擱置,唯魚雷使用的OTTO II燃油(中國在1985年從美國購入少量MK-46輕型魚雷進行仿製,可能從中獲得OTTO燃油樣本)、魚雷尋標器外罩材料等個別技術仍以小規模繼續發展。在1995年,中國當局恢復魚-6的研發計畫,由705所擔任主合同方,由該所董春鵬任總設計師,最後終於在2005年左右進入中國海軍服役。魚-6由陝西省西安中國造船工業公司(CSIC)旗下的西安精密機械研究所(即705所)主導研發,還有許多其他機構參與,例如上海交通大學研發魚雷外殼所需的新合金,天津橡膠研究所開發尋標器外部的 橡膠消音層,哈爾濱電碳研究所研製發動機閥門等零件所需的石墨材料,而儀征雙環活塞公司則提供魚雷推進系統所需的活塞環。 魚-6面對的一個巨大障礙,是聲納尋標器的外罩(尤其是材料),開始逆向工程時中國在此一領域完全絲毫經驗,早期多數逆向工程嘗試最後都被擱置;此一領域的研究一直在緩慢進行,爾後由天津橡膠研究負責研製魚雷尋標器外罩所需的橡膠材料,由申英俊、侯月華、張建國、馬剛英、張立俠、安家柱和章素琴等7名專家組成小組攻關,終於在1994年10月成功研製出新橡膠以及所需的生產技術;新橡膠各項性能超越了初始需求,密度達1.098噸/立方公尺,傳遞 聲速達到每秒1551m,表面粗糙度為0.16微米;此後,魚-6的開發才得以在1995年重新恢復。推進系統是魚-6面臨的最大障礙,哈爾濱電碳研究所由專家蘇麗、毛元福和王立松組成的三人小組負責開發引擎閥和其他部件所需的高強度輕量石墨材料,在1998年9月研製成功並命名為M130石墨材料;此外,魚-6 的熱力發動機活塞環由位於儀征的雙環活塞環有限公司在2003年研製成功;專家王國治負責領導魚雷降噪研究,他在此領域的成就使他獲得1998年國家科技進步二等獎。魚雷外殼方面,由於魚-6的作戰深度指標比過去中國國產魚雷大得多,因此研製出耐壓強度足夠的合金外殼成為一大難題:在上海交大材料科學教授丁文江的領導下,上海交大團隊成功開發了ZLJD-1S合金並用於鑄造魚-6的外殼;此外,上海交大 賀昱曜教授從1999年起負責領導設計魚-6的新計算機發展動力供應模塊,由於要求的標準高,這一動力模塊費時3年,才在2001年完成。魚-6所需的2/3技術對中國而言都是全新的,因此之前有人嚴重懷疑中國能夠獨自完成此一開發項目。魚-6總設計師董春鵬在研製魚-6期間開發成功18項專利技術,其中4項屬於中國從未涉足的領域;2005年魚-6正式服役,董春鵬隨後在2006年2月底在北京榮獲科技進步獎。此外,魚-6魚雷 也引進了一些俄羅斯技術,例如俄羅斯獨特的尾流導引技術。

魚-6是 中國第一種採用開放式系統架構、模組化設計的魚雷,導引系統採用Intel 80486等級的商規處理器;而開放架構則使魚-6隨後能輕易地進行各項軟硬體升級。魚-6的導引方式包含中途線導、終端主/被動聲納尋標與尾流歸向模式,採用OTTO熱力發動機推進,最大航速據信在50節以上 (一說達65節),最大射程可能在45km以上。先前中國的第一代線導魚雷魚-5在終端鎖定階段或導線斷掉後才轉入使用主動尋標器,而魚-6則能隨時任意在線導、魚雷聲納尋標器之間切換;即便在魚雷進入終端階段前導線因故被切斷,仍能繼續靠儲存在導引系統中的目標信息自動推算目標的新方位並繼續逼近,增強了終端階段魚雷聲納尋標器鎖定目標的機率。魚-6也實現了推進系統變速能力,加速之後可以再減速(中國第一種潛射反潛魚雷──1960年代研製的魚3型,逐漸加速到最大航速之後就無法減速),這是實現反覆攻擊的必要條件,一旦目標對迫近的魚雷採取對抗措施(包括機動迴避或實施干擾),魚雷可以減速並重新回到搜索模式,等再次鎖定目標後再加速攻擊,能大幅提高攻擊成功的機率,或者在高危險海域提前發射魚雷,利用魚雷的尋標器擴大潛艇搜索範圍。由於配套設備的緣故,魚-6只裝備於 中國較新型的潛艇上,包括039型、元級(039A)常規潛艇以及2007年出現的093商級核能攻擊潛艇、094晉級核能彈道 導彈潛艇;至於老一代的091漢級核攻擊潛艇、092夏級戰略核潛艇則繼續使用原有的魚-3型魚雷。

 依照俄羅斯戰略和技術分析中心的期刊「武器出口」在2014年6月底的撰文,俄羅斯武器集團在1994年與5月26日與中國船舶工業貿易公司簽署合作合同,由俄羅斯輸出211TT1型(TT-1)533mm熱力推進魚雷給中國,並結合中方研製的組件;在此項合約中,俄羅斯提供TT-1型魚雷的諸多個別組件,包括使用軸向活塞發動機的推進器,結合中國自行研發的導引和控制系統,而中國國產的魚-6也借鑑了211TT1型魚雷的相關技術;據說中方不使用俄羅斯原裝導引系統的原因,是因為當時俄羅斯各型潛射魚雷導引系統的電子組件都已經老舊,體積大且性能落伍。與TT-1魚雷相較,魚-6使用軟管遙控線圈,與TT-1使用的牽引線圈不同。

 039型一開始就規劃配備能在水下發射的反艦導彈。中國第一種裝備反艦導彈的常規動力潛艇,是1980年代建成、以033潛艇為基礎修改的武漢號(351),裝備六枚鷹擊-8反艦導彈,其舉升發射器安裝在圍殼後方的區域,需要浮上水面上才能發射。之後,中國改進後的鷹擊-8A為基礎,研發出真正能在水下發射的鷹擊-82反艦 導彈,導彈裝在相容於魚雷發射管的特製管狀容器內,從魚雷發射管射出並浮出水面後才讓導彈點火升空,發射方式與西方的魚雷管潛射反艦導彈相同。

此外,潛射的長纓一型反潛導彈(由鷹擊-81導彈搭載魚-7魚雷而成)據說也在1990年代中期試射成功。雖然這些潛射 導彈在首艘039型下水時尚未到位,但仍然跟得上進度,先前夏級核能潛艇完成後枯等巨浪-1型彈道導彈研發的情況終於不再發生。 

服役事蹟

1.逼近小鷹號事件(2006)

在2006年10月26日,美國海軍小鷹號(USS Kitty Hawk CV-63)的航母戰鬥群在前往沖繩進行一次演習的路上,一艘潛艦在距離小鷹號5海里處突然上浮,潛艦上浮時才被小鷹號的戰鬥群發現,美國方面研判這是一艘中國039型宋級潛艦;而隨後小鷹號的戰鬥群也沒能追蹤到這艘039如何撤離。這艘039型潛艦應該是透過情報,事先埋伏在小鷹號準備通過的水道上等待,等小鷹號進入魚雷攻擊的距離之後故意浮上來。美國方面並未透露太多具體細節,但北約官員證實,此事曾對美國國防部造成不小的困擾;而中國官方則否認這是一艘中國潛艦。值得注意的是,這次039潛艇接近小鷹號的事件,發生在美國太平洋艦隊司令格瑞.羅黑德(Adm. Gary Roughead)訪問中國期間,當時格瑞.羅黑德與中國洽談下一次中美海軍聯合演練;此外,當時太平洋艦隊威廉.佛倫上將(Admiral William Joseph Fallon)則準備出席一場有23國參與的國防會議,但當時中國拒絕參加。

在2007年11月21日小鷹號航空母艦原訂停靠香港被中國拒絕之後,這個戰鬥群在23至24日取道台灣海峽返回橫須賀(這是1996年台海導彈危機以來美國航母首度通過台灣海峽),期間中國海軍派出051B導彈驅逐艦深圳號(167)與一艘原本在台灣東部蘭嶼海域活動的039潛艇,在後方一路尾隨小鷹號戰鬥群通過海峽,雙方曾發生對峙。這艘039的活動是被美軍從日本起飛的P-3C巡邏機發現的。

2.撞斷美軍驅逐艦拖曳聲納(2009)

在2009年6月11日,美國海軍麥克凱恩號(USS John S McCain DDG-56)驅逐艦在南中國海、距離菲律賓蘇比克灣144海里的海域作業時,遭到一艘中國海軍潛艇(咸信為039型)撞上了拖曳陣列聲納;意外發生後,麥克凱恩號仍能收回受損的拖曳陣列聲納,但沒有對外透露收回的陣列否完整。這次事件被認為是意外,美國方面不認為中國 潛艇蓄意撞斷麥克凱恩號的拖曳陣列聲納,因為拖曳陣列很可能絞入潛艇的螺旋槳推進器,使潛艇喪失動力而造成巨大危險。例如1983年10月25日,美國海軍麥克.克勞號(USS McCloy FF-1038)反潛護衛艦在北卡羅萊納州外海追蹤一艘蘇聯Victor III核動力攻擊潛艇K324時,第一次部署拖曳陣列聲納時成功獲得接觸,隨後收起聲納到新陣位重新部署拖曳陣列時,K324正好從陣列下方通過,鋼纜絞入螺旋槳推進器,導致該艇立刻失去動力被迫上浮。美國海軍沒有明確說明當時麥克凱恩號是否正在追蹤這艘中國039潛艇。

日後中國海軍裝備發展研究中心的伊卓少將評論認為,麥克凱恩號應該沒有發現這艘中國 潛艇(因為在中國潛艇如此地靠近之下,麥克凱恩號並沒有召喚美軍其他的空中反潛支援),而中國潛艇在跟蹤時可能也以為麥克凱恩號沒有部署拖曳陣列聲納(伊卓認為蘇聯解體後美國反潛壓力下降,照常理麥克凱恩號這類非 反潛艇艇,就不會攜帶拖曳陣列聲納),所以未能保持適當的距離,導致意外撞斷拖曳聲納。這次事件顯示中國海軍力量日漸成長、活動頻繁,而且有能力悄然靠近美國海軍的重要艦艇(不過實際上,美國驅逐艦本身追蹤敵方潛艇,不一定會立刻召喚空中反潛支援)。

3.315艇意外事故

在發生039潛艇撞斷美國驅逐艦聲納之後,解放軍報和新華社隨即報道一起兩年前的潛艇事故:在2007年10月19日,解放軍海軍315號潛艇(039G)接受全訓考核,包含突破敵水面艦艇反潛封鎖、潛對潛攻擊、戰鬥航行損害管制等,連續19個小時通過十多個海上複雜課目演練。凌晨三時半,潛對潛對抗考核中,突然聲納兵發現潛艇掛斷了魚網鋼纜。蔡一清令潛艇浮上海面,只見潛艇前甲板被刮出一道三指寬、近1尺長的劃痕,敷設在艇外的消聲瓦中有一塊翻起。隨後潛艇在返航途中,蔡一清與聲納班長陳曉剛在甲板查看受損情況,冷不防一個湧浪把陳曉剛打下海;蔡一清拉住扶手欄去救,然而扶手欄杆先前已經被被漁網鋼纜刮扯鬆動因而斷裂,兩人都落海犧牲。

依照該篇報導,蔡一清艇長16年軍旅生涯中,先後獲得首屆全軍優秀指揮軍官等四十多項榮譽,一次榮立二等功,四次三等功;先後創下人民海軍新型潛艇訓練史上「六個首次」,摘得支隊軍事訓練八項桂冠;在「和平使命:2005」中俄聯合軍演中,他率戰艇在大洋深處實射三枚導彈,準確命中敵艦,是解放軍潛艦發射導彈首次公開亮相。軍報曾披露在一次重大演習中,315艇液壓系統突然失靈,幸虧舵液壓戰位新兵劉濤在一分鐘內成功轉換舵壓,避免了事故。

其他

2009年4月23日,039G型潛艇長城218號在中國海軍建軍60周年閱兵儀式上公開亮相。2016年5月下旬,北海艦隊039潛艇321號艇在演習中,首次實現單艇四發反艦導彈連射。2018年4月12日上午,中國在南海海域舉行海上閱兵,中國國家主席習近平乘坐052D導彈驅逐艦長沙艦(173)驅逐艦檢閱艦隊,其中包括兩艘039G型潛艇。

德國對中國出口軍艦用柴油主機的爭議

在2021年11月6日,德國媒體ARD以及Welt am Sonntag報導,長年來德國發動機製造商不斷提供中國船艦用柴油主機,裝備中國海軍多型船艦與潛艦,包括MTU以及法國Volkswagen的子公司MAN。這兩家廠商歷年來都對媒體宣稱,他們所有出口活動都服從規範,相關紀錄都是公開資料。近年來中國激進地在南中國海地區實施主權聲索,連帶使美國與歐盟在印太地區的盟邦與中國的關係日益緊張;而裝備德製柴油機的中國海軍船艦,自然頻繁在南中國海地區出沒。

MTU向中國提供船艦用柴油主機的紀錄都可在斯德哥爾摩國際和平研究組織(Stockholm International Peace Research Institute,SIPRI)查到。例如,中國海軍052系列導彈驅逐艦(包含第一代的052到最新的052D)都使用MTU巡航用柴油主機,供貨至少直到2020年;除此之外,中國039系列常規潛艇長年來也使用MTU 16V 369 SB83柴油機。對此,MTU高層告訴ARD以及Welt am Sonntag ,他們絕對已經停止出口潛艦用柴油主機,而且他們絕對沒有與中國軍方或任何武裝力量進行交易。不過在2010年,中國與MTU建立合資企業,為中國海軍以及海警船艦提供海用柴油發動機。

相似地,法國皮爾史迪克SEMT Pielstick(2006年被MAN購併)從2002年起為中國海軍提供PA6系列柴油機供多種中國護衛艦(054系列以及056)使用。

依照SIPRI資料,MTU提供給中國的軍艦用發動機,名目都是雙用(軍民兩用)技術,並不需要出口合約;SIPRI組織Siemon Wezeman表示,這是個灰色地帶。德國科隆(Cologne)的律師及出口專家Sebastian Rossner對德國媒體ADR表示,雖然歐盟對中國實施軍事禁運(始於1989年六四天安門事件之後),但並沒有明文制訂禁運項目內容,所以某些項目(如海軍船艦主機)仍可以出口到中國;如果要阻改變這種狀態,歐盟必須變更軍/民兩用技術規範,或者正式對中國明文制訂軍事禁運條文。依照SIPRI的資料,從1993年到2020年,光是MTU廠就出口超過100具MTU柴油機給中國,安裝水面船艦與潛艦上。