09III型商級攻擊型核潛艇/09IV型晉級戰略型核潛艇

中國在2007年7月底首度公開的09III型商級攻擊型核潛艇的照片,注意水櫃開口已經改為靜音性能較佳的縫線式。

一艘停泊中的09III型。

(上與下二張) 一艘09III型浮航的照片,出現於2014年8月底。艦體兩側的流水線縫開口總共有五段。

一艘09III型與一艘054A導彈護衛艦並排航行。

第一次清楚公開09IV型晉級核能彈道 導彈潛艇 主要特徵的照片,其背部彈道導彈容艙外觀明顯與09II夏級不同,而水櫃

排水口等特徵也與09III潛艇類似,巨浪-2型導彈發射器共12管,低於原先預期的16管。

從後方看09IV

(上與下)2012年出現的一組09IV航拍照片。

美國海軍情報辦公室(ONI)在2009年11月公布的中國海軍報告中,關於中國核能潛艇靜音能力評比的圖表。由此可見

美國海軍對09III/09IV靜音能力的評價不高,甚至不如蘇聯在1970年代的三角洲-III(Delta-III)戰略型核潛艇。

為了配合新造的核能潛艇,中國在2000年代擴充了在海南島三亞海軍基地的潛艇碼頭。畫面右側停泊了一艘

09III攻擊型核潛艇與一艘09IV彈道飛彈潛艇,畫面右側有一些039宋級常規潛艇。

一張攝於海南島三亞南海艦隊基地的照片,居中是一艘09III攻擊型核潛艇,其後有一艘09IV戰略型核潛艇。

(上與下)一組攝於海南島三亞的照片,影像中有兩艘09III(左側與右側)以及一艘09IV(居中)。

(上與下)一組2016年初的中國核子潛艇基地照片,左邊的潛艇明顯較為粗大

, 排水口細節與09III不同,圍殼後方與艦體連接部位有一突出的結構,似乎是中國新造的09IIIB等新核潛艇。

右邊可能是一艘09I漢級攻擊型核潛艇。

2015年中的google earth中國新型核潛艇衛星圖。 注意三艘潛艇的圍殼後方部位都有突起的構造,

畫面最上方的一艘可觀察到圍殼前、後端都有傾角。此照片可能是09IIIB或09V攻擊型核潛艇。

在2016年6月下旬首度在網路上曝光的09IIIB攻擊型核潛艇。相較於以往的09III,09IIIB的圍殼前部有一傾

角,圍殼頂部前、後採用更圓滑地過渡,圍殼後方有一個突出物。注意艦體側面上部有兩個突出的被動聲納陣列

主要用途可能是測距)。艦首上部有四門魚雷管,艦首下部空間應用來設置大型陣列聲納的音鼓。

在新聞視頻中曝光的09IIIB核攻擊潛艇。這是09IIIB的較早型號,圍殼後方的突出結構較為明顯(與上圖應為同一型)。

注意艦體兩側流水線縫開口與早期的093有所不同。

在2018年6月8日中國海軍公布的海軍招生宣傳片畫面中曝光的093B型模型照片(由中船重工第719研究所贈)。

體側面上部有兩個突出的被動聲納陣列主要用途可能是測距),此外艦體下部兩側還設有長條形的被動陣列聲納。   

 

(上與下)2018年4月12日上午,中國中央軍委在南海舉行大規模海上閱兵,由國家主席習進平校閱;此次演習有48艘艦艇

、76架各型軍機與一萬多人參加。此照片前方是09IV改進型戰略型核潛艇,注意圍殼底部的填角以及圍殼頂部前端的

圓滑過渡。後方是09IIIB核攻擊潛艇,圍殼前方有同樣的圓滑措施。

2018年4月12日中國南海大閱兵中出現的09IV改進型戰略型核潛艇前部近照。

(上與下三張)2018年4月12日中國南海閱兵時出現的兩艘09IIIB核攻擊潛艇。這兩艘09IIIB是進一步改良的型號,

圍殼後方艇體的突起部位十分平緩,與艦體輪廓良好融合。注意艦體兩側艦體兩側各只有一道連續的流水縫線開

,而非09III與早期09IIIB型的分段式。

(上與下三張)094B戰略核潛艇的浮航照片

 

(上與下)2018年6月11日中國國家主席習進平視察北部戰區海軍,登上停泊在港內的兩艘09IIIB型核攻擊潛艇長征15號與

長征16號視察。此照片為長征16號。

(上與下)09IIIB型核攻擊潛艇長征16號的艦體輪廓;這屬於09IIIB的改良型號,圍殼後方突出的構造平緩

,與艦體輪廓良好融合。

09IIIB型核攻擊潛艇長征15號,可以清楚觀察圍殼前部的彎角、圍殼後方艇體一段突出結構,以及圍殼兩側艇體上

的測距聲納。

(上與下)2018年6月11日中國國家主席習進平參觀09IIIB核攻擊潛艇長征16號魚雷艙的畫面。

 

(上與下)浮航中的09IIIB核攻擊潛艇

 

 

──by captain Picard


 

起源

中國海軍在1970年代裝備了自製的第一代攻擊型核潛艇──09I漢級,而其第一種戰略型核潛艇夏級則在1980年代初期問世。這兩種潛艇技術簡單而陽春,噪音極大,也沒有良好的偵測裝備,不過仍為 中國核能潛艇部隊累積了相當的技術與操作經驗。

隨著1980年代起中國海軍大力追趕與世界先進水平的差距,研發新一代核能攻擊/彈道 導彈潛艇乃是必然;只不過,中國當局對此保密到家, 其第二代核能潛艇──包含代號09III的攻擊型核潛艇以及09IV的彈道導彈潛艇,早在1990年代初期就有種種傳聞出現,然而直到2000年代中期以來,連一張照片都沒流傳出去,外人根本不清楚其研發、服役的進度以及性能數據。雖然近年來關於09III、09IV的報導日漸增加,不過都僅止於一些沒有根據的推測。遵循以往的慣例,西方國家將09III型賦予「商級」的代號,並稱09IV型為「晉級」。

依照後續消息,中國中央軍委和中央專委在1994年決定,將新型魚雷攻擊型核潛艇和戰略導彈核潛艇列入國家專項,也就是09III與09IV。 據說在1999年美國誤炸南斯拉夫大使館之後,中國海軍幾個驅逐艦、護衛艦計畫都加快了進度,中國國家主席江澤民也立刻指示重新啟動第二代核潛艇計畫,也就是09III攻擊型核潛艇與09IV戰略型核潛艇。

基本構型

作為中國海軍第二代核潛艇,09III與09IV的戰術技術指標以及裝備技術水平自然全面超過第一代的09I攻擊型核潛艇與09II戰略型核潛艇。

去西方對09III/09IV的推測乃根據中國技術水平與國力而來,這些推論包括:得到俄羅斯的技術協助,09III以前蘇聯Victor-III型(蘇聯第一種在現代化程度上接近西方水準的攻擊型核潛艇)為基礎發展而成,而09IV則是以09III型的設計再加上一段配備彈道 導彈的艦體 ,兩者盡可能地使用共通的裝備與技術,艦體由高張力鋼板製造(不太可能是昂貴且高難度的鈦合金)。根據早期西方的推測想像,09III採用淚滴形 艦體,採用與美國洛杉磯級或中國改良型宋級類似的垂直圍殼,前水平翼位於圍殼之上,此外還擁有十字尾舵與高曲度七葉螺旋槳等構型;而09IV則跟蘇聯三角洲(Delta)系列核能彈道 導彈潛艇一樣,艦體中段為了容納彈道導彈而加高一截。噸位方面,Victor-III型水下排水量為6000ton,因此西方推測09III差不多也是這個噸位,進而可推估09IV約在9000至10000ton左右。 目前西方推估09III的尺寸為:長107m,寬6m,估計09IV的尺寸則為長129m。

前述西方對09III、09IV的早期推測多半以前蘇聯/俄羅斯類似潛艇當作參照物,然而依照日後更多的信息,中國與俄羅斯之間對潛艇技術的交流不太可能到核能潛艦的等級,而中國對各項常規、核子潛艇技術的發展改進,也都是自主發展加上參考特定機會獲得的外來技術(包括從俄羅斯購買Kilo系列常規潛艇等)為主,並沒有俄羅斯方面主動提供較現代化核能潛艇技術的明顯跡象。依照2009年7月在香港舉行的中國軍隊裝備模型展所透露的數據,09IV艦長135m,寬12.5m,浮航排水量9000噸,潛航排水量11500噸,水下航速達26節,潛航深度300m;不過鑑於該展覽中其他展出艦艇的數據疑問頗多,因此這個09IV的噸位尺寸數據也僅供參考。

在2007年7月舉辦的「建軍八十週年成果展」中,中國首次公開09III潛艇的照片,這是中國官方首度公開09III攻擊型核潛艇的部分資訊;而在同一個月, 中國官方亦證實09IV型潛艇已經建造完成,隨後亦有相當清晰的高品質照片陸續流出,顯示為中國官方授意對外釋放的資訊。這一連串關於中國新型核能潛艇的官方證實動作,引發了各界高度的關注,不過對於09III/09IV的技術諸元卻依舊守口如瓶。 根據照片,09III採用與先前09I漢級攻擊型核潛艇類似的淚滴艦體輪廓,圍殼的線條完全垂直,前水平翼面位於圍殼上,尾舵為十字形;魚雷管設置於艦首,數量可能為六具。 結構方面,由於09III艦體表面共有五段長縫型流水開口,涵蓋艦首至艦尾大部分空間,意味耐壓殼與外殼之間有大量非水密空間,顯然09III仍沿用過去中國潛艇慣用的雙殼構造;由於這五段流水開口並不連續,在 圍殼後方位於艦體中段的位置明顯上移,顯然這一段艦體的水櫃結構並不連續, 可能是中段為了騰出容納反應器與輪機的空間,導致艦體中段水櫃被擠到上部;以往09I漢級攻擊型核潛艇的流水開口便是前後直線連貫,而09III艦體中段騰出更多空間給輪機,除了可能是由於主機體型/功率更大之外,也可能用來容納可降低噪音震動的減震浮筏基座。 此外,相較於漢級的整段式流水開口,09III分為五段的設計大幅降低了各縫線開口的長度,有助於提高各段開口處的強度,並降低縫線在較高航速下的流水震動。 由潛艇外觀構型判斷,09III顯然是以中國自有的潛艇基礎發展而來,與西方先前推測的VictorIII型並無關連。而09IV的公開照片也清楚顯示其艦體係以09III為基礎,於中段插入一段容納12管巨浪二型彈道 導彈發射器的船身 。

輪機

動力方面,早期中國的報導盛傳09III/09IV採用新型高功率「氣冷快中子反應爐」(GFR),最大航速超過40節,但這種毫無根據的推論顯然難以取信於人。GFR屬於尚未實用化的最先進第四代反應器,這是因為中國 已經將GFR作為核能工程發展重點之一,北京清華大學也有一座GFR實驗用反應器,才會產生這種聯想。GTR的核子燃料並非做成燃料棒的形式,而是製成一顆顆燃料球(中間是鈾,外層包覆一層層材料),而直接與爐心接觸並帶走熱量的第一級熱交換介質則是 氣體,因而獲得氣冷反應器的稱號 ;第一級交換氣體的選擇包括二氧化碳乃至於惰性氣體氦氣,後者由於較為安定,在輻射環境下不容易產生二次輻射問題,可以直接拿來推動渦輪。 氣冷式快中子反應器以快中子撞擊,不需要任何緩速劑,爐心填充的全部是燃料球;而原理類似的超高溫反應器(VHTR)同樣也使用燃料球與氦氣熱交換設計,只是後者以慢中子產生核分裂反應,因此在燃料球之中填入石墨球來當作中子緩速劑(另一種形式則是以六角柱狀的石墨塊包覆燃料球,然後將這些石墨柱堆疊在爐心內),反應爐壁也增加一層厚厚的石墨障壁來讓中子減速與反射。

相較於以往反應器的燃料棒設計,GTR球狀堆疊的燃料中間有不少空隙,使負責熱交換的 氣體的接觸面積大大增加;而以氣體作為熱交換媒介,免除了液體的沸騰問題,因此氣體的溫度可高達近千度,上述原因使高溫氣冷反應器的效率遠高於傳統的壓水(PWR)或沸水(BWR)反應器。一般壓水式反應器的發電效率約為33~34%,如果採用雙級迴路的GTR(第一級 氣冷迴路接觸爐心,帶出熱量傳給第二級水迴路產生蒸汽推動渦輪),發電效率可達40~42%;如果直接以氣冷一級迴路推動渦輪,發電效率更可達46%,並省下二次熱交換器的體積與重量。此外,燃料球設計也能讓反應器不需停機就可替換燃料,可在反應器下方設置一個檢測槽,當燃料球的消耗超過規定值時,就將耗盡的燃料球排出,再從頂端補充新的燃料球 ,這是現行清水/壓水核能反應器辦不到的。 氣冷反應器也比清水/壓水反應器更為安全,即便熱交換迴路的加壓泵停止,反應器也能自行達到熱平衡,不需要插入控制棒來吸收中子,而傳統清水/壓水反應器如果不使用控制棒或其他緊急冷卻/停機手段介入,分裂反應就會趨於發散,最後導致過熱融毀並引發事故。此外,氣冷反應器的核燃料使用率高達90%,廢料處理問題遠低於傳統清水/壓水反應器。

然而,至2000年代為止,氣冷反應器並未普遍 (中國第一座商用氣冷反應器,是2008年4月1日在山東省榮成市開工建造的華能山東石島灣核能電廠,2013年開始運轉發電;該廠包括380萬KW的高溫氣冷反應器機組和400萬KW傳統壓水反應器機組,長期規劃的發電容量為780萬KW),這是因為氣冷反應器的工作溫度比傳統反應器更高,導致材料的成本與工程難度大增,而且 第一級迴路使用的氦氣也非常昂貴 ;更重要的是,作為熱交換介質的氣體,佔用體積比壓水反應器使用的水大得多,因此在相同功率之下,氣冷反應器的體積遠比壓水反應器龐大,現階段無法用於核能潛艇。

目前世界上只出現過兩種航速超過40節的軍用潛艇──前蘇聯1960年代推出的帊帊級(Papa)與1970年代出道的阿爾發級 (Alfa),兩者均使用質量輕的鈦製船殼來減輕重量。帊帊級裝備兩具VM-5M壓水式反應器,以80000馬力之多的驚人功率推動區區5200ton的艦體,締造 潛艇史上最高的44.7節潛航極速。阿爾發級則採用 兩具功率達38000馬力的OK-550液態金屬快滋生反應器 ,最大航速可達43節。OK-550反應器以鈾238與鈽239做為燃料,以高溫融化的鉛鉍合金作為反應器迴路中的熱交換流體;由於液態金屬交換劑不需要蒸發與加壓過程,因此重量比同功率等級的壓水式反應爐低了300ton之多,也節省了加壓所需的能量消耗。此外,液態金屬比熱低、導熱快,能在一分鐘內達到最大功率輸出,而且能提供的溫度大大高於水;因此這種功率/重量比高、加速快的反應爐,能賦予 潛艇更高的航行性能。然而, 這類快滋生反應器的熱交換迴路必須永遠保持加熱在攝氏上百度的高溫,因為液態金屬一旦稍有冷卻就會在管路中凝固,造成非常嚴重的後果;因此,配備此種反應器的潛艇即便在港口停機,都需要從岸上灌入蒸汽 來為熱交換迴路加熱,不僅相當昂貴麻煩, 也讓機械維護作業更加困難。此外,液態金屬對管路的腐蝕、外洩也是個問題 ,因為高溫的液態鉛鉍合金含有劇毒,萬一洩漏則後果十分嚴重,而高活性的鈉金屬一旦外洩更極容易失火爆炸;當潛艇除役後,凝固在熱交換系統內的液態金屬也難以處理。由於阿爾發級艦內空間太小,使得例行的修護工作幾乎無法進行。無論是帊帊級或阿爾發級在當時都難以實用化,兩者的鈦合金船殼均昂貴而難以施工,帊帊級由於太過昂貴,被蘇聯海軍戲稱為「黃金魚」,首艘原型艦耗費六年時光完成後,後續艦計畫便全數取消;而阿爾發級也只在1970年代建造六艘,首艦在服役的第一年便發生反應器意外,導致液態金屬逐漸冷卻, 難以進行維修。早在1973年,出道未久且仍在建造中的阿爾發級就因為太過昂貴,加上動力系統太難維護,失去了蘇聯海軍的信賴,整個服役期間的出勤率也不高 ,也曾發生停泊在港裡的阿爾發級出現液態金屬在熱交換管路中凝固(此時溫度約攝氏100度)的意外。美國 方面也進行過液態金屬反應器的相關研究,繼全球首艘核能潛艇鸚鵡螺號(SSN-571)之後的第二艘核能潛艇海狼號(SSN-575)配備了以液態鈉作為熱交換流體的 快滋生反應爐, 之後也由於太過危險麻煩而沒有繼續發展;而日本用於實驗的「文殊」陸上液態鈉快滋生反應器(非軍事用途)也發生過好幾次鈉金屬外洩並導致火災的意外 ,而且燃料需要經常更換,無論安全性或經濟性都完全不及格。

 既然中國在核能工業乃至於核能潛艇領域並非世界領先地位,自然不太可能在同類型陸地商用反應器出現之前,一步登天、超英趕美地在核能 潛艇用上太新奇的花樣,因此使用的應該還是傳統的壓水式反應器。根據中國機械工業聯合會網站的記載:「瀋陽水泵廠負責09III潛艇的反應爐所需的主水泵」,使得09III/09IV使用壓水式反應爐的可能性提高。09III的最大潛航速率約在30節上下,而09IV則慢個幾節;雖然當不成「阿爾發第二」,但這具反應爐只要夠安全、夠穩定、夠安靜,就已經夠格當「好爐」了。

靜音能力推測

至於潛艇的第二生命──靜音方面,09III與09IV是中國第一批具備靜音特徵的核能潛艦。 早期西方認為09III/09IV的水準應該與蘇聯1970年代末期推出的Victor-III型(Victory-III,蘇聯第一種堪稱靜音化的核能潛艇)相當,對等於美國在1970年代建造的鱘魚級攻擊型核潛艇 ;此外,曾傳言指出中國意圖引進俄羅斯最新型鯊魚級(Akula)攻擊型核潛艇的技術,因此也有人認為09III/09IV的靜音能力將介於Victor-III與鯊魚級之間,相當於美國早期型洛杉磯級的水準。

根據公開的照片,09III的艦體表面裝有 消聲瓦來降低敵方主動聲納的回波,由於此項技術早已應用於改良型039宋級常規潛艇,因此出現在09III上顯然不讓人意外。此外,09III採用縫線式水櫃開口,而非 中國 常規潛艇慣用的格狀開口;相較於格狀流水開口,線縫式開口的流水噪音較低,不過由於這是一個連續而無支撐的結構,受力條件較為嚴苛,故加工難度比格狀開口高 ,成本也比較昂貴,因此過去中國只在核能潛艇上(如09I漢級、09II夏級與09III/09IV)使用這種設計,常規潛艇上向來使用格狀流水開口,直到2010年9月一艘在武漢下水的新 常規潛艇才使用了線縫開口。09III的主機也應該應用了減震浮筏基座,可 減少輪機的噪音與震動。

而09IV型潛艇則是以09III的艦體為基礎,插入一段容納彈道導彈的艦體;由於09III噸位與尺寸較為有限,巨浪二型彈道導彈的長度與直徑又比較大,因此09IV只能採用類似夏級或前蘇聯洋基/三角洲級彈道 導彈潛艇的設計,將彈道導彈發射艙大幅突出艦體,形成一個高聳而顯著的「龜背」結構;雖然這個「龜背」採用較為流線的斜坡式設計,但無論如何勢必增加水流通過艦體時的阻力與噪音,且這個「龜背」結構兩側設置大量柵狀排水口,又進一步使水流噪音增加,因此09IV雖然透過七葉片高曲度螺旋槳、 消聲瓦以及輪機減震浮筏基座等技術,使靜音性能比夏級提升,但與美國俄亥俄級、英國先鋒級與法國凱旋級等 造型光滑的歐美最先進彈道導彈潛艇相較,顯然注定有一大段差距。

聲納/武器系統

H/SQG-207側舷陣列聲納

聲納方面 ,09III/09IV配備艦首主/被動搜索與攻擊聲納,而且艦體兩側設有被動陣列聲納,聲納涵蓋面較漢級大幅提昇。根據中國方面的官方文獻,中國 在1990年決定為研製中的第二代核能潛艇(09III、09IV)研製H/SQG-207側舷被動陣列聲納系統,被中央軍委列為09III核潛艇的兩項重大關鍵技術之一,由中船總公司715所、聲學所組成的團隊聯手研發,由中國水聲信號處理專家李啟虎擔任副總設計師;H/SQG-207可能以先前中國從法國引進的側舷線性被動陣列聲納為基礎,應用了時變自適應抵銷技術來抵消本艦產生的噪音與振動,可改善聲納的使用效能。依照文件,H/SQG-207側舷陣列聲納是一種多線性陣列式聲納系統,潛艦每側至少裝置三排陣列,每排陣列至少裝置三個線性陣。在2005年,H/SQG-207聲納裝備於第一代的09I漢級攻擊型核潛艇上進行測試 。日後H/SQG-207用於09III/09IV核潛艇以及039A常規潛艇,但又有一說是日後H/SQG-207並未用於09III潛艇,用於09III的是另一種更先進的側面被動陣列聲納系統。此外,據說09III/09IV還有配備新開發的206A型線性拖曳陣列聲納。 依照日後公布的09IIIB核攻擊潛艇照片(實艦與模型),09IIIB艦體側面上部有兩個突出的被動聲納陣列(主要用途可能是測距),此外艦體下部兩側還設有長條形的被動陣列聲納(長度涵蓋艦體前半)。

武裝方面,09III/09IV艦首配備4至6具魚雷發射管,可能配備在2005年服役的魚-6反艦/反潛魚雷(詳見宋級/元級柴電攻擊潛艇一文)、反艦導彈甚至陸攻巡航 導彈;而09IV的「終極武器」則是巨浪二型(JL-2)潛射彈道導彈(見下文),每艘搭載數量 維持在與夏級相同的12枚(最初西方預估為16枚)。巨浪二型採用安全而整備快速的固態燃料,三級火箭發動機 ;依照1986年中國首度進行遠程潛射彈道飛彈論證(見下文)時的資料,巨浪二型射程約8000km級,外界估計每枚可攜帶3至6枚威力相當於20萬噸級黃色炸藥的核子彈頭。相較於射程僅2000km、只能攜帶單一30萬噸黃色炸藥威力核子彈頭的巨浪一型彈道 導彈,巨浪二型可謂具有 意義上真正比較像樣的第二次核子打擊能力。

不過由於太平洋面積太過遼闊,以巨浪二型的射程,09IV必須太平洋上向東深入5000海里通過第一、第二島鏈才能攻擊美國本土各州,在此前必須突破西太平洋上嚴密的美日反潛體系;即便是攻擊阿拉斯加,09IV也必須推進到中國北方領海的最北端,而如果要攻擊夏威夷,09IV則必須前進到日本海,極易遭到美日反潛網發現與攔截。 因此,以巨浪二型的射程,要攻擊美國仍嫌吃力,但如果將09IV部署在南海,則可對印度本土形成威脅。

 

建造、工藝技術

09III與09IV由中國核能潛艇發展重鎮──位於葫蘆島的渤海造船廠(431廠)建造。根據 中國相關國營機構各種片面公開資訊,09III的配套研製工作可能始於1997年,其中沈陽鑄造研究所參與了09III核子反應爐的屏障體所需的高硼鑄鋼屏障材料以及熔煉、鑄造、熱處理等技術的研發;遼寧省渤海造船廠的09III工程總設計報告提到了部分09III艦體所需的材料技術,包括通過加入稀土和金、改善出鋼條件、使用活性石灰等方面的工藝研究以提高鋼材的質量,並透過選擇合理的熱處理工藝參數、雙重正火、或擴散退火預熱處哩,提高鋼材的熱處理效果;嘉興電器控制設備廠曾在1990年代從日本、德國引進先進的T系列塑膠殼斷路器、PX200C小型斷路器,FIN和FI/LS漏電保護開關,作為052驅逐艦、09III核能 潛艇等重點國家軍事工程使用;國營908廠則在1998年左右完成了09III型潛艇所需的大型環境綜合控制系統,其中廁所空氣淨化過濾器使用MH-97-1吸附劑;而哈爾濱焊接研究所則承擔「60萬千瓦核電焊接材料」、「09IV核能 潛艇反應堆焊接技術」、「三峽工程水輪機不鏽鋼轉輪焊接技術」等研製項目,為此還聘請了烏克蘭巴頓研究所的一流專家進行指導,在焊接中防止熱裂紋發生、提高抗腐蝕能力、選擇焊接材料等方面取得較大突破;而瀋陽水泵廠負責09III潛艇的反應爐所需的主水泵,1999年進行測試,至於海水泵、空調淡水泵、大型潛水電泵的生産則由長沙水泵廠負責生產。

另外,根據相關文獻記載,09III/09IV是中國首種採用自動化電力控制系統的核能 潛艇,原本電力控制系統沿用舊式的旋轉式直流交流轉換器作為主要(交流)/電池(直流)電力系統的切換裝置,然而 此種舊式系統切換電源性能不穩且無法手動啟動,因此改用技術難度大、以往只有歐美先進國家能生產的高功率逆變器,可能是集成門極換流晶閘管(Integrated Gate Commutated Thyristor,IGCT),係由大功率積體電路、可控硅等組成的直/交流變換器,沒有過去旋轉式直/交流轉換器的活動部件,不僅 啟動容易,體積、重量與故障率大幅減低,且切換電流時更為平穩可靠,諧波大為減少。成功研究出自主的逆變器,是中國機電產業的一大突破。

部署進度

第一艘09III下水時的照片。09III首艦命名為長征7號,是中國海軍擁有的第七艘核潛艇

(先前總共有五艘09I核攻擊潛艇與一艘09II戰略型核潛艇)。

09III與09IV的建造與部署進度也受到美國方面的關注。最初西方推測09III的首艦於1997或1998年下水,在2001年左右投入服役;然而,同一時間 中國海軍的漢級核子動力潛艇陸續返回渤海造船廠進行現代化改裝,使得09III的建造受到延誤。根據2000年代初期美國政府每年出版的中國武力報告書,09III的首艦在2002年下水,當時估計在2005年左右加入北海艦隊服役 (實際上在2006年底)。09III的首艦命名為長征七號,舷號407。值得一提的是,09III型核攻擊潛艇在研製過程中曾發生嚴重失泄密事件,艇載作戰系統的全套文件丟失,引起政府中央和軍委高層的震怒,指示限期破案;最後查明這是個別人員瀆職所致,並未造成嚴重後果,當事相關人等事後均被判刑處分。

美國情報單位在1999年11月察覺渤海造船廠正準備進行建造首艘09IV型,因此估計首艦可望在2005至2006年左右服役;然而到了2000年12月,09IV首艦的建造工作卻明顯落後,巨浪二型也沒有進行的試射。根據Bill Gertz在2004年12月的報導,09IV的首艦於2004年7月底下水,但是巨浪二型的研發工作卻 嚴重落後,雖然陸地平台與水上試射成功,但水下試射則屢戰屢敗,因此美國國防部估計09IV型要等到2010年代以後才能真正形成戰鬥能力 。 至2008年4月,偵測衛星在海南島亞龍灣長期觀察一艘09IV潛艇,根據其吃水深度狀況,顯然還沒有安裝巨浪二型導彈。從先前夏級開始試航到自身發射巨浪一型潛射彈道 導彈,總共花費五年時間,顯示09IV與巨浪二型的整合勢必會花費一段時間──至少得等到巨浪二型趨於穩定。鑑於早年裝備於09II夏級彈道導彈潛艇上的巨浪一型只有三次公開的試射紀錄,而且有兩次失敗,顯示 中國在研發潛射彈道 導彈的道路上並不順遂。

09III/09IV的具體性能數據、數量與服役狀況究竟為何,仍無法確切得知。 根據2007年9月公開的消息,首艘09III於2006年12月正式成軍服役。依照日後中國方面公開的核能潛艇開工紀念幣照片,首艘09III應是在1998年12月在渤海造船廠開工。在2007年底至2008年4月,國外媒體表示首艘09IV(也可能是09III)在南海海域進行了多次大深度潛航測試,並可能進行大深度魚雷發射測試 ; 在2009年秋季,該艦完成極限深潛、水下高速航行、深海發射戰雷等測試與訓練考核。

依照美國國防部提交國會的2013年度中國軍力報告書(Annual Report to Congress on The Military Power of the People's Republic of China for 2013),表示此時有三艘09IV投入服役,估計巨浪二型在2013年底達成初始作戰能力(IOC),並推測中國在開始推展更新一代09VI核能彈道飛彈 潛艇之前,還會繼續建造五艘09IV。

2013年4月中國國家主席習近平視察南海艦隊的照片,正登上長征九號核潛艇

(應為09IV戰略型核潛艇首艇)。

2013年4月中國國家主席習近平在長征九號核潛艇的控制室參觀。

在2016年6月下旬,印尼海軍監視到一艘中國09III攻擊型核潛艇以浮航狀態通過麻六甲海峽。

注意這艘09III圍殼前面增加了一個彎角,這是用來降低流水噪音的設計;這有可能是最早完成的

兩艘在後續降噪改進工程時加裝。

瞰一艘094戰略核潛艇,此照片清楚顯示12個彈道導彈發射井艙蓋。

 

巨浪二型潛射彈道導彈的發展過程

巨浪二型潛射彈道導彈試射的照片。

巨浪二型潛射彈道導彈出水升空的瞬間,發動機尚未點火。

外界推測巨浪二型約在2005年以前進行了陸上測試,包括陸上發射實驗以及陸上模擬潛艇發射管發射實驗等 。日本讀賣新聞表示在2005年6月20日,巨浪二型在青島附近的海域進行了了一次測試,彈著點位於塔克拉馬干沙漠,發射台可能是專用於測試的海上平台或一艘改裝過的高爾夫級 (Golf)彈道導彈潛艇;這似乎是整個2000年代被美日偵測到的巨浪二型海上試射中,唯一成功一次,有報導指出是水下測試,但也有消息指出是水上測試。在整個2000年代,美日兩國公開的巨浪二型試射記錄只有四次,分別在2003、2004、2005與2008,除了2005年 成功的那次之外,其餘都以失敗收場。 以2008年為例,在該年6月,外媒 報導中國於5月29日在朝鮮半島西方的黃海海域試射了一枚巨浪二型,隨後獲得美國五角大廈與日本防衛省的證實,推測此次試射由一艘高爾夫級潛艇充當平台;日本防衛省聲稱,在 中國進行此次試射前,美國五角大廈已經先行告知日本,中國可能在5月30日進行潛射彈道 導彈試射。日本防衛省 也表示,根據偵測數據,2008年五月底試射的巨浪二型發射後的彈道過低,落入黃海,試射宣告失敗;然而依照日後中方宣稱的資料,此次水下搖測彈試射是成功的。以上情報顯示巨浪二型的開發曾遇到嚴重瓶頸。

在2012年8月21日,美國網站華盛頓自由燈塔(The Washington Free Beacon)有文章披露,中國海軍一艘09IV潛艇在前一週的週四(8月16日)於渤海成功進行了巨浪二型的試射,而一個月之前解放軍第二砲兵則在7月24日進行東風-41(DF-41)洲際彈道飛彈的試射。依照華盛頓自由燈塔這篇文章,在8月8日至8月9日,上海已經有媒體報導一艘09IV潛艇攜帶巨浪二型飛彈展開航行,隨後遼寧省當局在8月13日發佈通報,8月16至17日於渤海海域有軍事演習活動;在8月19日,中國網路上傳來09IV潛艇成功試射巨浪二型的消息。在2013年11月20日,中國海軍某基地官兵在北京人民大會堂報告「人民海軍先進事蹟」,其中透露曾進行潛射彈道飛彈的水下連續發射。 在2013年12月22日,遼依照寧海事局在渤海海峽黃海北部發布的禁航區命令和沈陽飛航情報區的NOTAM報告,中國海軍可能在當天從渤海老鐵山水道發射一枚巨浪二型彈道飛彈,目標是新疆的導彈靶場,飛行距離粗估2850km。 依照日後消息,中國在2011與2013年都成功進行了巨浪二型潛射彈道飛彈的試射,2011年那次是在7月20日進行,咸信由200號試驗潛艇(改裝的高爾夫級)進行試射,而2013年則由09IV戰略型核潛艇進行,發射地點都是在渤海老鐵山水道。

依照後續中方的消息,中國中央軍委早在1976年就已經批准發展巨浪一型的後繼型潛射導彈,但當時對具體性能指標(中程或長程)仍未定案。在1986年,中國航天一院、二院和四院聯合論證了採用固態燃料的遠程戰略導彈整體方案,並提出首先研製陸基的東風31型(DF-31)遠程彈道導彈,並以此為基礎發展海基遠程彈道導彈,兩者採用共通的基本技術,具有「大直徑、基本型、系列化」的特徵,這就是日後巨浪二型的發展基調。在此定義下,巨浪二型使用三級的固體火箭發動機,直徑2m,射程8000km級,攜帶有多個重返載具,一枚導彈就能同時攻擊數個目標。 巨浪二型遲遲沒有進行實際開發工作,直到1999年美國空軍誤炸中國駐南斯拉夫大使館,09III、09IV核能潛艇的研製工作遂正式啟動,而巨浪二型的研發工作也一併在這一年立項。

在巨浪二型的研製過程中,首先進行路上模擬彈的彈射試射以及由試驗潛艇在水面進行彈射試驗;接著,發展水下的發射系統並進行彈體水動力測試,然後進行水下彈射測試;通過平台的水下無動力模型彈發射測試(除了全尺寸外,之前可能有縮尺模型彈)後,便由試驗潛艇進行水下發射具有動力、能飛行的搖測彈(除了將戰鬥部換成紀錄儀器之外,與實彈基本相同),最後再由09IV核能潛艇實施搖測彈水下試射。

雖然中國先前曾完成巨浪一型潛射彈道導彈的水下測試(過程也並不順遂),但巨浪二型的結構設計與巨浪一型大不相同,等級跨度大(從2000公里級、單一彈頭的巨浪一型一口氣躍升為射程8000km級、三級推進、多重返載具的巨浪二型遠程導彈),使得巨浪一型的 大多數經驗無法適用於巨浪二型;相形之下,美國、蘇聯與法國開發潛射彈道飛彈時,先後開發了許多型號,從短程、中程到遠程循序漸進,每一個技術跨越都穩健得多。對於潛射彈道導彈而言,極其關鍵的技術在於彈道導彈如何從 潛艇由水下彈出後,經過水與空氣這兩種截然不同的介質(衝出水面瞬間還要面臨介質交界處的應力劇變和出水潰壓問題),順利點火升空並朝著預定的彈道飛行。為此,美國與蘇聯發展潛射彈道飛彈時,都經過周詳的實際測試,尤其是完善的水池彈射實驗與水下平台發射試驗;即便日後能透過計算機進行模擬,但由於水下發射牽涉的液體、大氣應力非常複雜,目前尚無法建立可靠的數學理論與數值模擬,因此仍必須透過實際的測試來累積數據,而不能完全用計算機進行數值模擬。而中國在研製巨浪一型時,缺乏許多美蘇兩強曾經進行的實體測試(中國並沒有相關的設備) ,這導致即便巨浪一型研製成功,過程中也無法有系統、有方法地累積許多關鍵的參數數據,以致於在研製巨浪二型時這些方面依舊是全然的空白。

首先,潛射彈道飛彈在水下離管後,必須確保導彈出水時的姿態在控制系統可以處理的範圍,否則就無法順利升空並準確命中目標;依照各國發展潛射彈道飛彈的途徑,大致可分為導彈在水下就點火、使水下彈道可以控制(蘇聯、法國),或者導彈在水下無動力(僅靠著彈離發射管的初速),靠著優化水下造型來維持導彈在水中的前進(如美國三叉戟)。然而,針對水下與大氣中的動力造型又有矛盾,水下優化以前端鈍圓為佳,而在大氣飛行中則以尖頭為佳。巨浪一型採用最簡單的思維, 只使用單一外罩,外型以大氣飛行為主,再加上若干針對水下環境的折衷修改,因此導彈前部造型較尖,與美國北極星(Polaris)A3潛射彈道飛彈類似。 巨浪二型則模仿前蘇聯SS-N-20潛射彈道導彈的設計,採用雙頭罩設計,最外層是造型鈍圓的水下整流罩,導彈出水點火升空後拋棄,第二層頭罩則是適合在大氣飛行的尖頭整流罩,等飛彈離開大氣層後才拋棄;而除了雙層頭罩之外,巨浪二型還有尾罩(SS-N-20則沒有尾罩) ,必須在飛彈出水到發動機點火之前拋棄。然而,蘇聯SS-N-20還在外罩前部放射氣體製造超空泡效應,以減低彈頭在水中的阻力;SS-N-20是在水下點火,因此出水時有動力 (蘇聯更早的潛射彈道導彈則採用液態燃料,在發射管就直接點火,所以在水下的彈道全程可控,因此不需要外罩來優化水下動力造型)。巨浪二型則仿效美國三叉戟彈道導彈,發射時以外動力將導彈從彈出發射管,導彈浮出水面時無動力,在浮出水面時點燃發動機升空 ;不過三叉戟二型只有一個針對水下環境的鈍圓形頭部外罩,出水升空後導彈前部的伸縮式減阻桅杆 升起,能在飛彈前部產生激波來降低飛行阻力,而法國M51也採用與三叉戟二型相同的設計,好處是機械結構簡單、可靠性高,但減阻桿的減速效果仍不如特別針對大氣飛行優化的尖形頭部。總結以上,巨浪二型導彈在水下無動力,無法控制彈道,單靠外罩優化的水動力外型來維持導彈姿態,早期也沒有像製SS-N-20一樣 在前端製造超空泡效應來降低水下阻力;另外,第一層鈍圓外罩在導彈升空後需要拋離(使用火箭彈射裝置),雖然使用第二層尖頭整流罩的飛行減阻效果優於其他設計, 但總共三層外罩、出水升空時要拋離第一層外罩與尾罩的設計增加了複雜度並使可靠性降低;由於缺乏經驗,過去也沒有累積足夠的實驗數據,導致巨浪二型在水下彈射到升空點火 階段存在很大的技術瓶頸,多次試射失敗,在2009年定型試射失敗後進行重新補正設計。

依照中方資料,巨浪二型在1999年立項;為了進行巨浪二型的試射,中國在1999年10月將先前封存停用八年的高爾夫級導彈試射潛艇(舷號200)重新啟用,進行必要改裝使之能相容巨浪二型。在2001年8月,200號艇完成JL-2模型彈首次水下彈射試驗。隨後在2002至2003年,中國進行多次巨浪二型的無動力模型彈水下發射試驗。在2003年5月17日,巨浪二型首度進行陸地發射的遙測彈飛行試驗成功,由25基地發射。巨浪二型計畫前期的飛行測試算是順利,然而進入水下發射點火階段時開始遇到嚴重瓶頸。在2004年8月,巨浪二型 遙測彈水下試射失敗(9204任務)。在2005年6月17日,巨浪二型遙測彈水下發射成功(9205任務)。在2006年,巨浪二型進行水下發射試驗失敗(9206任務)。在2008年5月29日,巨浪二型的 模型彈由水下發射成功。在2009年4月27日,巨浪二型遙測彈水下試射失敗,導彈升空時後部整流罩未能拋離,使發動機無法點火而墜入海中,險些砸中200號艇;原訂這次試射是定型前最後一次試驗,由於沒有成功,導致巨浪二型面臨重大的設計修改,研發周期延長 。此外,依照中國國防基礎科研項目「大尺寸迴旋體垂直發射出水載荷特性研究」論文指出,巨浪二型的前四次水下發射測試中,有三次飛彈出水後發生彈體斷裂的問題,這顯示巨浪二型的殼體材料發展以及彈體應力計算都曾出現問題。

研發單位探討如何突破難關時,有人提議維持原本型號的技術方案,增加使用條件的限制,這能減輕攻關的壓力與難度;然而,這畢竟不是根本解決問題之道,最後巨浪二型的研發團隊決定引進新的技術方案來徹底解決問題。在2009年以後的補正設計中,巨浪二型增加了「空泡補氣增強系統」,在彈頭前部實施主動通氣,製造超空泡效應來降低出水潰滅壓力和減 少出水載荷,將飛彈出水姿態約束在第一級向量推力發動機能控制的範圍;此外,姿態調整系統也經過修改。配合「空泡補氣增強系統」,巨浪二型的搖測系統進行重新設計,大幅度增加水下發射的參數測點,彈體結構也配合進行對應的修改。通過有限元的模擬分析、地面地面靜力實驗後,又進行多次全尺寸的實際試驗,終於突破難關 。在2010年8月1日,200號試驗艇獲得「水下發射試驗先鋒艇」的榮譽稱號;截至2010年10月,200號導彈試驗艇共進行了15次巨浪二型模型彈與遙測彈發射試驗。在2010年12月25日與27日的水下模型彈試射中,測試了新增的空泡補氣增強系統以及姿態調整系統,結果一舉成功,接著中國當局對200艇進行了大規模的公開宣傳報道。在2011年7月20日,巨浪二型修改設計後首次進行水下遙測彈試射,結果成功(9211任務);同年8月5日,一院召開了祝捷表彰大會。在2011年12月30日與2012年8月16日,巨浪二型分別進行水下試射遙測彈,均獲成功。在2012年下旬,巨浪二型完成設計定型。在2013年初,200號艇功臣身退,由新造的032試驗潛艇(舷號201,2012年10月交付)取代。在2013年12月22日,一艘09IV潛艇成功進行巨浪二型的試射(9213任務) 。在2015年1月份,巨浪二型又進行一次水下試射。雖然整個巨浪二型開發過程充滿挫折,但由於研發團隊進行嚴格的質量控制(包括「時序動作確認」等),因此研發過程中從沒有因為生產製造的質量問題而導致試驗飛行失敗。

有趣的是,俄羅斯同樣在1990年代末期開始發展新一代的3M-36圓鎚(Bulava)潛射彈道導彈來裝備Project 955北風之神級(Borei class)戰略型核潛艇,然而圓鎚同樣在開發過程中遇到大量挫折與試射失敗,核心問題同樣是在導彈在水下航行到出水點火階段 ,因為俄羅斯研發過程中省略地面的水槽彈射試驗(這部分完全以計算機模擬取代),在前期由陸地發射的飛行測試都看不出問題,在海上試射時才發現原設計不完善,性能非常不穩定。

關於巨浪二型的性能,1986年中國航天一院、二院、四院聯合論證巨浪二型的文獻中記載其射程約為8000km級,這是基於當時的技術所估計的水平,當時中國只能以合金鋼材料製造直徑2公尺的固態火箭推進器,固態火箭燃料也只有第三代的端羢基聚丁二脂(CTPB)的水平。然而,往後中國彈道飛彈的技術不斷進步,無論導彈殼體與固態推進火箭燃料都不斷更新;推進藥劑方面,中國在1990年代末推出硝酸脂增塑聚醚(NEPE)技術的N-15系列固態推進燃料,後來又改良推出N-15B,與美國三叉戟二型潛射彈道飛彈的固態推進燃料已經沒有代差。殼體方面,陸基的東風31A彈道飛彈在原本東風31(射程約9600公里級)的基礎上改用複合材料製造殼體,重量減輕三百多公斤,最大射程因而提高14%、1300公里(整體射程大約在11000公里級);在2008年7月,中國消息傳出東風21D陸基彈道飛彈的第一、第二級殼體採用了碳纖維殼體,並在2010年9月25日首次試飛成功,隨後改稱東風26型。因此,巨浪二型在漫長的研發過程中,咸信早已引進更新的固態燃料以及殼體技術(在2009年補正設計時可能納入碳纖維製的殼體),因此服役時巨浪二型的最大射程 可能不止最初估計的8000km,並能攜帶六至八個配備核彈頭的大氣重返載具。依照巨浪二型推進器的照片,其直徑約為2公尺級,全長可能達14公尺級,大致與美國三叉戟二型相當。

美國方面曾推測中國09IV戰略型核潛艇會在2014年攜帶巨浪二型彈道飛彈進行首次戰略威懾巡航,然而對照巨浪二型的試射次數(連續射擊成功次數需要累積到一定數量以上才能判定成熟),這個估計顯然過於樂觀。目前尚不確定09IV核能 潛艇與巨浪二型飛彈是否已經真正展開有效戰備。

 

潛艇基地的擴充

就在09III/09IV核能潛艇成形之際,中國海軍也配合大肆擴建能提供核能戰略潛艇整補的潛艇基地。在1966年2月,為了配合中國正在研製第一代核能潛艇(即後來的09I漢級、09II夏級核能潛),於是 中國海軍開始著手規劃一個能保護潛艇免於空中偵察與轟炸的基地,自1968年起於青島姜莊哥建造一個洞窟式地下潛艇基地,並在1975年讓第一艘漢級核能潛艇(編號401)進駐。由2006年2月16日美國聯邦科學家聯盟網站(FAS)公佈的衛星畫面顯示,姜莊哥基地有一個寬約13m的洞窟式 潛艇出入口、露天的潛艇停泊碼頭以及疑似輸送彈道 導彈的鐵路系統,還有一個能供戰略型核潛艇維修的大型船塢。長年以來,姜莊哥基地是中國唯一的核能潛艇基地,然而此基地出海處深度極淺 ,無論是山東半島以北的渤海或以南的黃海,在姜莊哥基地以西(東京122度)平均水深都只在50m以內,即便大連外海都只有一小部分深度達到200m,附近緊鄰著美 、日、韓強大綿密的空中與反潛監視網,使得中國核能潛艇從青島一出港就很容易遭到嚴密監控,只能在鄰近山東半島的海域內作業。

在2000年代,開始有消息傳出中國在海南島大肆擴建海空軍基地,形成「中國的關島」,其中在三亞又設有規模龐大的新潛艇基地;在2008年4月24日,美國FAS網站又披露了三亞海軍基地的衛星空拍照片,畫面中出現足以停靠至少兩個航艦戰鬥群的大型碼頭(長950m),以及三個可以停靠六艘核能 潛艇或12艘常規潛艇的碼頭,並在基地中央發現一個出口寬約16m的潛艇用洞窟式出口,完全足以配合 中國新造的核能攻擊/彈道 導彈潛艇,而這個潛艇掩體上方的山崖後面還有11處大型隧道進出口,可供後勤補給用的重型車輛進出;由掩體與相關支援設施的規模粗估,此一地下潛艇掩體十分寬廣,估計能容納20艘 潛艇。此外,三亞基地東方一個小島甚至出現了一個供核能彈道 導彈潛艇使用的消磁設施。 此外,海南島上屬於中國海軍航空隊的機場跑道也在同時期進行翻修工程,包括擴建跑道以及建立地下化的大型機庫。除了海南島的潛艇基地外,位於青島的姜莊哥基地在2000年代中葉以後也沒有停止擴建;根據衛星照片,該基地在2005年時有四個停泊 潛艇的橋式碼頭,在2007年以後增加一個,顯然是因應 中國核能潛艇部隊規模的逐步擴充。

由於南海海域 深度大、水文複雜,潛艇從三亞 、榆林港口朝東方(太平洋方向)入海,不超過30km就能進入50~200m深的水域,再航行80km就能進入200~100m深的水域;即便是從海南島以西的北部灣(鄰近越南)入海,離海南島50km以內深度約0~50m,50km以外的北部灣大片水域深度都超過200m,這樣的深水環境極利於 潛艇運動與隱藏,而且北部灣水域能獲得 中國南方水面艦、攻擊潛艇與航空機的充分掩護,向東射程可達夏威夷,向西則直指印度境內各大城市;更重要的是 ,南海海域避開了美日海空監視網的鋒頭,而較近的越南、菲律賓、台灣的反潛偵測能力卻相對薄弱,可謂避實擊虛 (雖然美國海軍船艦仍頻繁出沒於南海,然而便利性終究比不如1989年以前美軍仍擁有菲律賓蘇比克灣基地的時代),對於中國潛艇活動比較有利。因此,中國在海南島興建大型海空軍基地並部署核能 潛艇,是一個高明的策略,東可穿越巴士海峽進入太平洋,向南可進入南太平洋或印度洋,途中 可迴避美、日海空監視最嚴密之處,更可與北方姜莊哥潛艇基地配合形成犄角之勢。

2009年以後美方對09III/IV的評論

在2009年11月,美國海軍情報辦公室(Office of Naval Intelligence,ONI)公布一份關於中國海軍的報告,其中包含一份評比中國、前蘇聯/俄羅斯潛艇的圖表,這是多年來美國官方首度評論中俄兩國 潛艇的靜音性能。在這份報告中,美國對於09III/09IV潛艇的靜音性能評價 不如預期, 09IV的靜音能力低於前蘇聯在1970年代大量部署的三角洲-III級(Delta III)戰略型核潛艇,09III也遠不如前蘇聯Victor三級(Victor III)。 由於近年西方媒體不斷有透露出09IV在南海進行測試或者試射巨浪二型導彈的新聞,似乎間接印證美國的反潛能力早已能有效掌握這型潛艇的活動。ONI也一直推測,09III與09IV使用兩個串連的壓水反應堆,09III可能使用提高可靠性的第一代分散布置式壓水反應器;而09IV可能使用第二代半一體化壓水反應堆,具有一定的自然循環能力,在低航速情況下可以關閉循環泵來降低噪音。

 該報告指出此時中國已經擁有兩艘09IV與兩艘09III,部署在海南島的基地;此外,文中也表示 中國已經準備建造更新一代的09V攻擊型核潛艇,在2015年之前可望完成五艘,並推測09V的靜音能力 可能達到比前蘇聯1980年代鯊魚一型(Akula-I)稍低的水平;不過,並不清楚ONI對於中國再下一代核能潛艇推出時程、數量與性能預估的依據。

該篇報告也同時提到中國潛艇部隊出海遠航的頻率, 在2008年,美國偵測到的中國潛艇出海巡航(應該是指離開內海、進入大洋的遠程巡航)次數有12次,而過去20年中國潛艇每年平均出海次數不到3次;由於中國派遣出海巡邏的應該都是核能 潛艇,對照 中國核能潛艇部隊的規模 ,平均每艘在值勤的核能潛艇,每年約出航一到兩次。

依照2011年底美方的報導,中國在2007年以前,無論是柴電或核能潛艇,出航巡邏的次數都極為有限,每年只有一、兩次;隨後中國海軍潛艇出海巡航部署的頻率大幅增加, 例如在菲律賓海的活動,意味著中國潛艇部隊的海上作業/作戰熟練度將顯著增加。然而,這也給美國海軍更多實地評估中國各型潛艇靜音能力的機會,而美國海軍宣稱中國 潛艇的靜音能力並不如 預期理想,噪訊偏高。依照美國海軍透露的說法 ,美國海軍在冷戰時代進行水下反潛作戰時,每艘潛艇距離相當於第一匯聚區(25海里),因為美國潛艇有能力用被動聲納偵測到第一匯聚區的蘇聯潛艇,但1990年代初期幾種十分安靜的蘇聯 潛艇出現(鯊魚級系列),美國海軍認為幾乎不可能光靠被動聲納在第一匯聚區偵測到最先進的蘇聯潛艇;而在2000年代末期,美國海軍發現此時中國潛艇比20年前(1980年代)蘇聯海軍的 潛艇還吵(原本美國估計中國最先進潛艇的靜音水平落後美國20年,落後俄羅斯10年),美國核能潛艇能 靠被動聲納在第一匯聚區的距離偵測到中國製潛艇。

美方大致認為,09III/09IV的聲噪水平大致相當於1970年代末的蘇聯最早期的VictorIII,開始注意減少數百Hz的噪音(例如推進器空蝕)。除了最低的車葉低頻輻射以外,09III所有的較明顯的聲噪輻射頻譜,水平都接近美國鱘魚級(Sturgeon class)的上限。在大洋裡高速航渡時,09III會被SOSUS或拖曳陣列聲納利用低頻分析和側距(LOFAR)在相當遠的距離發現;而如果在淺水環境下以低速靜音運作,則09III也不會比1992年與洛杉磯級 潛艇相撞的俄羅斯Sierra I攻擊型核潛艇更容易探測。

在2018年5月17日,美國太平洋艦隊前情報部部長James Fanell在提交眾議院的報告中表示,中國的戰略型核潛艇部隊的攻擊範圍已經可以涵蓋美國全境;中國戰略型核潛艇已經不吵雜,萬一情勢升高,美國海軍已經沒有把握立刻在海中捕捉這些戰略型核潛艇的位置,因此美國海軍必須採取緊迫盯哨,在每次中國戰略型核潛艇從港口出發展開戰略巡航時就全程近距離跟蹤,在中國戰略型核潛艇準備對美國目標發射彈道導彈時,才能即時將之摧毀。

 

09III/09IV改進型潛艇

中國在陸續建造09III、09IV核潛艇的期間,也不斷改進其設計 。09III攻擊型核潛艇從最初的09III型發展到改良的09IIIA型,之後再發展出技術水平與作戰能力大幅精進的09IIIB型。09IIIB攻擊型核潛艇於2011年完成深化技術方案的設計。首批09III應為兩艘,在2007年左右服役;爾後0在2012年左右又有兩艘9III服役,其設計經過若干改進以降低噪音,據信為09IIIA;而首批09III可能也經過現代化改裝以降低噪音。

約在2013年上旬,網路上出現一艘停泊在中國北方渤海的新潛艇照片,在2014年8月初又有新的照片流出。這艘新潛艇的尺寸規模以及圍殼、舵面構型都跟09III類似,但是艦體上部多出一層從艦首到艦尾的上層建築,類似2012年10月服役的032試驗 潛艇。 這種大規模改良的潛艇型號是09IIIB,艦體應用了032潛艇新出現的工藝技術特徵 ,此外也可能使用了更新型的反應器 。相較於先前的09III與09IIIA,09IIIB增加了通用垂直發射器(圍殼後方突出的上層建築應該就是為了容納垂直發射管),搭載陸攻與反艦導彈,此外在整體降噪以及電子設備等都有較大幅度的改進。 依照日後圖片,09IIIB也有前後兩種次型,較早的型號艦體背部突出較為明顯,後期型艦體背部突出物則與艦體輪廓平滑地融合;此外,早期型09IIIB艦體兩側上部的流水線縫開口分成數段(但仍與先前093不同),而09IIIB改進型則簡化成兩道連續的線性開口,使艦體外觀變得更為平滑簡潔。

隨即在2016年7月初,網路上出現改進型09IV戰略型核潛艇的照片,使用了類似前述09IIIB的圍殼,凡正頂部採用圓滑過渡的造型,圍殼前端基部有一彎角來降低流體阻力。

在2018年4月12日上午,中國中央軍委在南海舉行大規模海上閱兵,由國家主席習進平校閱;此次演習有48艘艦艇、76架各型軍機與一萬多人參加。在這次海上閱兵中,09IIIB核攻擊潛艇與09IV改進型戰略型核潛艇的影像首次由官方曝光。

在2018年6月11日,中國國家主席習進平校閱北方戰區海軍,並登上兩艘09IIIB核攻擊潛艇視察;當時停在港內的兩艘09IIIB是長征15與16號,屬於09IIIB改進後的型號(圍殼後方的突出結構與艦體平滑地融合,並不顯著)。由此可知,中國海軍至此至少已有10艘屬於第二代的09III與09IV系列核潛艇服役(從09III首艇長征七號算起)。

依照後續資料,09IIIB相較於早期型號的09III攻擊型核潛艇,不僅增設垂直發射的巡航導彈,而且針對艇上各次系統進行全面優化改進,而且在靜音降噪指標上有很大的突破。現代核潛艇上的電子武器技術復雜,艇載設備數量多,意味著輻射噪聲源增加,欲降低噪聲指標難度不低。因此,09IIIB攻擊型核潛艇的一項改進要點是減少艇上設備的數量,以系統層面進行全面整合及、設備小型化、控制集成化等設計,實現高度的信息共享,並減少只為單一次系統的專用設備。09IIIB內部設備的具體優化項目包括;實現區域計算機以及中心計算機的集中控制,對艇上各類武器和浮標採取共用發射通道,並統一發射控制流程等頂層設計;此外,針對常規通信、衛星通信及導航功能的天線桅杆系統進行多功能優化集成。上述優化設計使得09IIIB艇上設備更為精簡,不僅降低了聲噪源數量,也減少了艇上設備的供電需求以及佔用空間,更提高了自動化程度、減少了人員編制。 09IIIB是中國海軍第一種裝備對地攻擊巡航導彈的核潛艇,搭載了垂直發射的YJ18B型潛射反艦巡航導彈武器系統,能與YJ18對陸攻擊巡航導彈共用武器控制和發射系統。09IIIB攻擊型核潛艇也是中國海軍航母作戰編隊內的重要節點。

2015年2月曝光的衛星照片顯示中國的潛艇船塢中,出現一種前所未見的攻擊潛艇,

圍殼後部有一個隆起的結構。

(上與下)2015年中的google earth中國新型核潛艇衛星圖 ,三艘潛艇都停在同一個碼頭區。

注意三艘潛艇的圍殼後方部位都有突起的構造,最上圖可觀察到圍殼前、後端都有傾角。

此照片應為是09IIIB攻擊型核潛艇。

 

2018年6月11日中國國家主席習進平視察北部戰區海軍,此為受校的兩艘09IIIB型核攻擊潛艇

長征16號(近處)與長征15號(遠處)。這兩艘是中國海軍第九與第十艘屬於第二代的

09III/09IV系列核潛艇。

 

服役經歷

1.與美國海軍的接觸

在2014年8月18日,美國媒體報導一架美國海軍P-8A反潛機在東海上空進行例行作業時,遭到一架中國SU-27戰鬥機攔截,這架戰鬥機迫近到距離P-8A只有15公尺的距離,還飛到P-8A上方進行滾轉,向P-8A展示機上掛載的導彈,威嚇意味濃厚。據說中國SU-27一反常規,在公海上空如此緊逼迫近美國軍機,是因為這架P-8A正在追蹤中國海軍的彈道導彈潛艇。

在2014年10月24日,美國華爾街日報(Walls Street times)一篇名為「深海威脅:中國潛艇增添核打擊能力,戰略平衡恐將改變」(Deep Threat──China's Submarines Add Nuclear-Strike Capability, Altering Strategic Balance)的文章提到,在2013年12月某個上午,中國國防部突然招聚數國的武官進行會議簡報,主動表示中國一艘核能潛艇將很快通過麻六甲海峽;兩天後,中國一艘攻擊型核潛艇 經過麻六甲附近水域並失去蹤影。據知情人士透露,這艘中國核能潛艇隨後在斯里蘭卡附近曾浮出水面,之後又通過波斯灣,最後在2014年2月經過麻六甲海峽返航;而這是目前已知中國首次派遣核能 潛艇到印度洋值勤的紀錄。2014年9月,中國國防部再次招聚各國駐華武官,通報一艘常規潛艇(應為039型)通過麻六甲海峽通過印度洋,途中會停靠斯里蘭卡。這篇文章認為,中國釋放一個明顯的信息:經過40年努力發展核能 潛艇事業之後,中國已經儕身為能將核能潛艇派至遠洋深處值勤的菁英國家;而該報導也認為中國即將派遣擁有完整彈道飛彈與戰備能力的09IV核潛艇進入大洋 值勤,彈道飛彈射程有能力涵蓋夏威夷與阿拉斯加。 然而此報導也提及中國核能潛艇兵力的先天弱勢,就是出海之前都必須經過如馬六甲、巽他、龍目、呂宋、宮古等狹窄的海域(這些水道都是美國海軍或其主要盟邦 的據點,受到嚴密巡邏監控),容易暴露行蹤;而中國現今反潛能力仍相對薄弱,美國攻擊型核潛艇仍經常在中國近海追蹤中國潛艇。

依照日後透露的資料,美國海軍有一次發現一艘中國09III攻擊型核潛艇,隨即召集大量兵力進行反潛追蹤;一個航母戰鬥群為了利於反潛作戰而改變航向 迴避,避免干擾反潛作戰的聲學環境或造成識別困擾;此次美國海軍動用四艘驅逐艦、四艘攻擊型核潛艇(至少包括洛杉磯級攻擊型核潛艇奧克拉荷馬號,USS Oklahoma City SSN-723)、許多架次P-3C反潛機、一艘裝備低頻主動聲納的船艦來追蹤這艘09III核能潛艇;在密切追蹤09III的過程中,這艘09III並未展現出任何存活的可能性。

在2015年11月初,美國網站華盛頓自由燈塔(The Washington Free Beacon)撰文表示,美國海軍官員透露,在稍早10月24日時,一艘中國潛艇接近到距離美國雷根號(USS Ronald Reagan CVN-76)非常近的距離。前一次美國公開的中國潛艇接近美國航母事件,是2006年10月26日一艘039宋級潛艇於琉球海域在距離小鷹號(USS Kitty Hawk CV-63)不到5海里距離上浮的事件。

2.印度洋方面

在2014年3月21日,印度媒體今日印度報(Indiatoday)宣稱,中國國防部外事辦公室在2013年12月3日通知印度,一艘中國09III攻擊型核潛艇會在印度洋進行兩個月的部署,時間從2013年12月13日至2014年2月12日,而印度的機密情報指出這艘09III潛艇在12月3日離開南中國海的基地,12月13日已經透過印尼附近翁拜與偉塔海峽( Ombai Wetar Straits)進入亞丁灣。該報導宣稱,除了印度之外,中國當時還一併通知美國、新加坡、印尼、巴基斯坦、俄羅斯等五國,推測可能是因為這是中國第一次在印度洋部署核能 潛艇,為了預防發生技術問題時引起周邊國家的敵對反應。中國核能潛艇開始在印度洋作業,使印度海軍倍感壓力。

在2015年1月下旬,消息傳出美國在2014年12月掌握了一艘中國部署在葉門海域的核能 潛艇的蹤跡並分享給印度,印度情報官員宣稱這是已知中國第三次向印度洋方向部署潛艇的紀錄,前兩次分別是2014年9月、11月中國派遣039常規潛艇在斯里蘭卡的可倫坡港停靠(如包含2014年2月的那次,則為第四次)。印度情報官員也宣稱,2014年12月發現的這艘中國09I漢級核能 潛艇應隸屬於中國派出的第19批索馬利亞反海盜護航編隊,從2014年12月以來一直停留在亞丁灣水域。 在2015年4月26,中國官方在媒體透露,一艘核能潛艇剛結束2個多月的亞丁灣護航部署返回青島基地,顯示中國潛艇派往印度洋方面逐漸成為常態任務。中國海軍強調在亞丁灣部署 潛艇屬於反海盜巡航的一部分,但印度對此持保留態度並表示憂慮。

在2017年1月,印度方面披露了先前一次跟蹤中國09III攻擊型核潛艇的細節,此消息內容宣稱是在2013年(然而如同前述,目前中國09III核能潛艇首次進入印度洋的公開紀錄是2013年底,並且有事先通知印度等國)。 依照此消息宣稱,在2013年4月19至20日,這艘中國09III潛艇通過新加坡的馬六甲海峽進入印度洋(通過麻六甲海峽時中國 潛艇應採取浮航),由一艘10000噸大型支援/補給船隻伴隨。這艘中國09III潛艇幾乎立即被印度海軍的美製P8-I海洋巡邏機發現,隨後印度的P-8I不斷地跟蹤這艘09III潛艇的行蹤,直到該艦抵達巴基斯坦卡拉奇港。印度宣稱,當這艘09III核潛艇在孟加拉灣南部航行時,印度海軍的P8-I機群就根據預估 潛艇前進的航線空投了主動與被動聲納浮標,這兩種聲納浮標的合併使用,能迫使中國潛艇進行規避機動。這艘09III潛艇的位置也被轉發到印度海軍的潛艇部隊,使印度 潛艇部隊在這艘09III與伴隨的支援船在進入阿拉伯海時得以監視其活動。在印度海軍不間斷的追蹤下,這艘09III在5月19日進入卡拉奇港。這艘09III核能 潛艇與支援船在卡拉其停留七天,於5月26日離港;在此期間,巴基斯坦海軍官兵曾被允許參觀這艘09III潛艇。在6月14日,這艘09III潛艇離開印度洋。此消息宣稱,透過這次跟蹤,印度海軍確認09III潛艇的噪音高於美國與俄羅斯的最先進核能 潛艇,例如印度向俄羅斯租借的Akula II級。

依照2017年上旬印度方面透露的資料,中國從2013年12月起至2017年上旬,印度總共探測到7次中國方面常規或核能潛艇進入印度洋水域,平均每年有兩艘中國核能或常規潛艇進入印度洋水域活動,每次持續約3個月,包括宋級(039)或元級(039A/B)常規潛艇、漢級(09I)或商級(09III)攻擊型核潛艇,但不包括配備彈道飛彈的09IV戰略型核潛艇。

3.西太平洋方面

在東海水在2018年1月10日,一艘中國09IIIB攻擊型核潛艇通過宮古島水域,之後在11日進入

尖閣諸島水域。此照片是1月12日下午這艘093B核潛艇上浮並升起中國國旗的畫面,由

日本海自跟蹤的水面艦艇拍攝。

2018年1月10日下午,日本海上自衛隊大波號(DD-111)驅逐艦與駐紮在沖繩那霸的海自P-3C(第五航空群), 在東海水域發現一艘在水下航行的潛艦,從宮古島東北偏東的鄰近水域向西北航行, 之後這艘潛艦繼續向西北航行,於1月11日上午從宮古島東北偏北海域離開毗鄰區。 之後進一步確認該潛艇於11日上午進入中日有主權爭議的釣魚台列島(日本稱尖閣群島) 東端的赤尾嶼(日本稱大正島)東北部鄰近海域(約24海里以內距離),在11日下午離開。 在1月11日下午,一艘中國海軍054A導彈護衛艦(益陽號)進入大正島北北東的鄰近水域並轉向西北航行 (可能是這艘潛艇召來的支援),日本海自阿武隈級護航驅逐艦大淀號(DE-231)和大波號驅逐艦、 那霸的P-3C也一同進行了監控。隨後在1月12日下午,日本公布這艘潛艦在東海(公海)上浮並揚起中國國旗 ,由圍殼後方的隆起物體、圍殼頂部圓滑過渡以及圍殼底部填角等特徵,確認是中國09IIIB核攻擊潛艦。 這是中國海軍船艦與潛艦第一次接近尖閣群島所屬毗鄰水域的紀錄,引發日本的高度關注, 日本外務事務次官衫山晉輔還緊急召見中國駐日大使程永華,向中方提出抗議。 中國外交部發言人陸慷也在1月11日例行記者會上表示,日本海上自衛隊兩艘艦艇先後進入赤尾嶼東北 一側毗連區活動,擔負警戒任務的中國海軍益陽號導彈護衛艦(054A型,548艦)當即行動, 進入上述區域進行全程跟蹤監控。

日本防衛省的官員表示,中國核子潛艇接近宮古島以及大正島的舉動, 可能是在試探日本海上自衛隊的反潛警戒能力。這艘中國潛艦離開第一島鏈執行任務之後, 返航時沒有選擇由安全得多的巴士海峽返回南中國海, 反而通過美日監視非常嚴密的宮古島附近水域,並以極低速度在宮古島外海徘徊, 非常有可能是故意試探日方部署在附近水下的監聽設施以及反潛體系能力。

此外,日方公布的資料並未公佈中國潛艦上浮的地點。這艘中國潛艦在1月10日至11日於 釣魚台鄰近水域被日方探測,但1月12日才上浮,此時中國潛艦很可能已經來到東海靠近 中國經濟海域的一方。此外,東海上日本宣稱的日中專屬經濟區(EEZ)分界線 一帶的平均水深在100公尺以下,並有不少可能讓潛艦擱淺的淺灘。而 1月 12日當日東海上風浪惡劣 ,有7至9級大浪,潛艇在淺水區域無法進一步下潛來 躲避海面風浪(海浪有2/3的能量在水下,潛艦在大風浪時於淺深度較難操縱) ;如遇上淺灘區,更可能要被迫上浮至更淺深度避免擱淺,而更難在這種深度 操作,於是乾脆浮出水面。再者, 1月 12日時這艘中國潛艦應該已經十分接近中國實質 控制的經濟海域甚至領海,大可放棄潛航;升旗則可能是警告日方不要在中國的勢力範圍內繼續追擊。

 

中國第三代核子潛艇發展

在09III/09IV核子攻擊/彈道導彈潛艇的研製工作告一段落後,更新一代的核能潛艇(09V/09VI型)的研發工作咸信也再進行。依照中國方面報導,在中國第十個五年計畫(簡稱「十五」,2001到2005年)期間,中船重工719所(向來參與中國核潛艇設計工作)的工程師劉春林領導的團隊承擔並完成了某國防預研重點項目課題,提出採用集成二迴路系統技術(兩級迴路的一體化壓水反應器,一體化反應堆是將蒸氣產生器直接整合在反應堆壓力容器中, 如此就可以省略許多冷卻系統的管道,減低體積重量,並大幅減少冷卻管道破損導致反應爐失冷的意外機會),使核動力二迴路系統在成倍提高功率密度的同時,也大幅降低了輻射噪聲水平,並適應模組化造船發展的趨勢。此外,在某型號課題攻關中,劉春林參與研製核動力系統的蒸汽發生器二次側非能動餘熱排出技術,有效提高了現有的核動力裝置固有安全性,並解決了困擾中國某型核動力裝置多年的最終熱阱難題。 在2005年,進入中船重工719所工作僅7年的劉春林被任命為某型號系統副主任設計師。2012年,某新型號(應為繼09III/09IV之後的新一代核能潛艇)批復立項研製,劉春林被國防科工局任命為此型號的副總設計師,同時兼任該型號動力系統總師。其他可能用於09V/09VI的新技術還包括在2000年代進行預研的泵噴推進技術、2012年獲得發明專利的「大型智能氣囊隔振裝置」、2012年獲得國家科技進步二等獎的「艦船推進動力系統低頻隔震裝置」等。

第三代核子潛艇(09V/VI)的主要技術重點包括:降低噪音與震動、提高潛航深度、一體化反應堆技術、泵噴推進器技術、一體化集成作戰系統、新型武器與電子系統等等。第三代核攻擊潛艇(09V)的排水量可望達7000噸,裝備新型反艦導彈與陸攻巡航導彈,從垂直發射器或艇首魚雷管發射;而09VI戰略型核潛艇還會配備新發展的潛射彈道導彈(應為巨浪三型)。

中船重工719所引進「全三維設計」

在2018年4月17日,中船重工的官方微博披露,位於武漢的中船重工719所在2018年2月28日,搭乘G1290動車前往千里之外的造船廠,「開始廠所融合設計的新征程」。在半年前(約2017年11月),由719所總設計師冷文軍率領的60餘名設計團隊抵達船艦配建現場,通過「5+2」、「白+黑」日夜趕工、沒有放假的奮戰,在八十幾天內完成了63000多道審簽工序,向工廠發放7000多份經過精確計算、精細設計、精準定位的三維數據包,順利完成了某產品的設計數據發放任務,比以往型號的施工設計圖紙供應整整快了一年(相當於加快了80%),對一個「等不起」的工程任務彌足珍貴;在這八十幾天期間,719所這個60人團隊平均每天發放90份包含大量結構、設備或管路的三維數據包,這相當於每人平均每天要畫1.5張圖紙(依照以往的二維圖紙方法,同樣一張圖紙要耗時1至2周);而且這些經過精準計算、精細設計的數據包,設計內涵遠超過以往數張施工設計藍圖。

這一切努力,都源於中國造艦產業推動的「全三維設計」設計模式變革:「全三維設計」包含「全過程」、「全要素」、「全壽期」三大要點,「全過程」從方案論證階段開始就進行三維設計,不再是以往型號在論證階段以二維設計為主、三維設計進行空間校核的模式,使得論證一開始就能開展各階段的總體平衡。「全要素」是三維設計不僅關注總體佈局設計,還要解決集成優化、聲學、維修性、人因工程等諸多關於集成設計與驗證的問題。「全壽期」則是不僅僅只做船艦本身總體設計,還要一併解決可生產性檢查、生產設計融合、工裝對接、虛擬建造、數據交換等上下游問題。

多年來,中船重工719所採用較為傳統的二維圖樣為主、三維校核為輔、串行設計與發放的設計方式。這種設計方式存在顯性化與精細化程度不夠、總體設計綜合平衡深度不足、難以展開並行設計等問題,難以支撐高精尖裝備的研製工作。為了提高設計質量和效率,滿足研製新時代一流裝備的質量與期程要求,719所遂進行變革,全面推行「全三維設計」工作流程。這場變革自然一開始也面臨許多難關:第一是所內沒有體系,需要進行三維數字化定義體系和管理體系研究、設計方法和標準研究、設計環境和數據管理系統研究等,從頭建立工作體系與流程;第二是沒有先例,行業慣例要打破,研製模型要重新建立,思想認識要逐步統一,尤其是過去人員習慣成自然的二維圖樣管理制度,改成三維設計條件下如何融合工廠工藝設計、如何實現數據全息傳遞、如何數字化檢驗等,都衍生出許多複雜的問題。第三是沒有時間,型號研製進度緊迫,719所相當於一邊「造飛機」,一邊還要「開飛機」趕進度,大量繁雜的工作項目本身已經使719所科研人以員高負荷運轉,如今還要建立全三維數字化設計體系,可說絲毫沒有喘息機會。中船重工719所所長邱志強表示:「這是一條正確的必由之路,為了推動我國艦船事業高質量發展,再難我們也要做」。719所所長翁震平在一次大會戰動員會上表示:「我們要在短時間走完先進國家幾十年走過的路」(歐美最頂尖造艦產業在1990年代末、2000年代初邁入全三維設計,日後陸續深化,實現虛擬實境互動設計體驗,乃至於動態的三維建模模擬等);翁震平親自用科學家的嚴謹,帶著行政線、技術線對這一場革命進行了高度概括,提出「2+2+1」理念;依照此一裡念,719所傾權力,體系化地開展大量技術研究和開發工作,貫通全三維設計途徑。利用這些研究成果全面開展的型號精細化設計,「步步為營、環環相扣」,經過規劃設計、完整性設計、綜合平衡、多特性校核、可生產性平衡、試驗驗證、數字樣機評審等迭代設計活動,直到達到用戶提出的「精品工程」要求。

結果,這一場全所未有的設計模式變革,推動了跨專業、跨部門跨廠所的並行協同設計,最終構建了面向建造、覆蓋全船各功能系統的數字化樣船:各系統和部件採用三維數字化模型進行裝配、檢查和協調,實現了大型船舶百分之百的三維建模、百分之百精確定位的多專業並行協同產品數字化定義。因推動完成全三維設計轉型,中船重工719所獲得「國防科技工業信息化推進工作優秀單位」等榮譽稱號,並得到用戶的高度贊譽,稱其為船舶行業的「革命性和引領性突破」。中船集團公司領導也充分肯定了這一場變革帶來的成效:「第一次在船舶行業看到了全三維數字樣機」。通過「全三維設計」轉型,719所建設了多個虛擬現實廳,有全船級的演示大廳,也有工作組級的協調小廳;在這些虛擬演示廳中,所內設計人員以及造船廠方面技術人員、軍方用戶代表透過穿著導航頭盔、操作手柄的虛擬實境(VR)技術,所有人能同時「抵達」三維虛擬樣船的任何一個部位進行檢視,共同評估可生產性、體驗操作;透過三維虛擬的呈現效果,給予建造方、用戶最具體直觀的感受,使得建造方與用戶能根據自身經驗迅速看出問題癥結點,最立即地回饋給設計方進行改進。

這段關於中船重工719所引進「全三維設計」的文字敘述中,由於719所向來是中國核潛艇重要設計單位,「等不起的工程任務」很可能是核能潛艦之類的重點裝備;G1290動車是由719所所在的武漢前往長春,途經建造核潛艇的渤海重工船廠所在的葫蘆島。因此,中船重工披露這項消息,可能代表中國新一代核潛艇的設計工作實現了「全三維設計」,而719所在2018年2月底完成了該所負責的方案設計工作。