阿穆爾系列/拉達級傳統動力攻擊潛艦

俄羅斯魯賓設計局在1990年代推出的阿穆爾(Amur)傳統動力攻擊潛艦系列中的Amur 1650。

Amur 1650型的模型照片。

阿穆爾系列的Amur 950的帆罩後方設有10具垂直發射器,裝填俄/印合作布拉莫斯反艦飛彈。

Amur 950的模型照片。

阿穆爾系第一個成品──俄羅斯自用的聖彼得堡號(Sankt Petersburg B-585),西方稱之為拉達級(Lada calss)。

下水前夕的聖彼得堡號

(上、下二張)聖彼得堡號停泊在涅瓦河上開放參觀。

聖彼得堡號帆罩特寫。

 浮航中的聖彼得堡號。

停靠中的聖彼得堡號。

──by captain Picard

阿穆爾系列潛艦系列諸元
型號 Amur 550 Amur 750 Amur 950 Amur 1450 Amur 1650 Amur 1850 拉達級  (Lada class)
長(m) 46 48 58.8 58 66.8 68 72
寬(m) 4.4 5 5.65 7.1 7.1 7.1 7.1
高(m) 5.2 5.8 6.4 8.2 8.2 8.2 吃水6.5
浮航排水量(ton) 550 750 950~1150 1450 1650~1765 1850 1765
潛航排水量(ton) 700 900 1300 2100 2600 2600 2600
潛航航速(節) 18 17 19 17 21 21 21
呼吸管航行(7節)續航力(海浬) 1500 3000 3000 4000 6000 6000 6700
經濟航速(3~4節)潛航續航力(海浬) 250 250 350 300 500~650 500~650 650
耐航天數 20 20 30 30 45 50 50
最大潛深(m) 250 250 300 300 300 300 300
人員 18 21 21 34 35 37 37
魚雷管口徑(mm)/數目 400/4 400/4 533/4 533/6 533/6 533/6 533/6
武器攜帶總件數 8 16 16 18 16~18 16~18 18
飛彈發射器數目 10
飛彈發射能力(魚雷管) 具備 具備 具備 具備

 

 


基洛級的後繼者

位於聖彼得堡的魯賓中央海事設計局(Rubin Central Marine Design Bureau)是俄羅斯最大的潛艦設計機構,該設計局曾在1970年代設計Project 877基洛級(Kilo class)柴電攻擊潛艦。 在1990年代,魯賓設計局最新的產品,就是被俄羅斯所謂的第四代柴電攻擊潛艦──Project 971阿穆爾級(Amur)系列。

阿穆爾級的研發需追溯至1989年,當時在前蘇聯海軍的要求下,魯賓設計局展開了第四代柴電攻擊潛艦的研發計畫,也就是基洛級的後繼者;蘇聯在同時期進行的潛艦計畫還包括第四代核能攻擊潛艦、第四代核能彈道飛彈潛艦等,企圖使紅軍潛艦部隊換代升級,繼續與美國的新一代水下兵力抗衡。西方國家曾推測這種蘇聯第四代柴電潛艦將具有絕氣推進系統(AIP)以延長水下航行時間,並可能具備有如阿爾發級(Alpha class)核能攻擊潛艦般的流線外型,使其能進行短時間的30節高速衝刺。冷戰結束後,外銷武器成為俄羅斯賺取外匯、挽救經濟的手段之一;為此,阿穆爾型柴電潛艦也必須設法滿足國際市場上潛在客戶的不同要求,力圖吸引買主。 阿穆爾級的基本需求包括:極高的戰鬥效率、比現役潛艦更安靜、能在被敵艦發現前先發現敵艦、建造期程與成本皆低於現役潛艦,此外還要能易於維持與操作。阿穆爾系列潛艦能執行各種任務,包括以各種武器(魚雷、反艦飛彈、對地巡航飛彈等)對付所有的水面、水下甚至陸地目標,以及支援佈放水雷、特種作戰等任務。由於鎖定亞洲國家(如中東、東南亞)為主要客戶, 阿穆爾級也擁有能適應低緯度的高溫熱帶氣候的空調系統。在1993年阿不達比國際防衛展(IDEX-93)中,魯賓設計局首度公開了阿穆爾級潛艦的設計案,而各國媒體也對這種俄羅斯新一代中小型潛艦投予高度的關注。 依照魯賓設計局的宣稱,阿穆爾型平均售價約為1.5億至2億美元一艘,低於同時期西方幾種主要外銷型柴電潛艦。

基本構型

由目前的想像圖觀之, 阿穆爾級與基洛級有些類似,均擁有粗短而流線的淚滴型艦體,以及一個單軸高曲度七葉片螺旋槳推進器。不過阿穆爾級的艦首水平翼位於帆罩兩側,而非基洛級將其裝在艦首,這麼做據信是為了拉開艦首水平翼與艦上被動陣列聲納系統的距離,避免水平翼的噪音干擾聲納運作;此外, 阿穆爾型採用傳統的十字形尾翼,而非基洛級的三片式(相當於十字翼中去除垂直向上的一片)。阿穆爾型的艦首形狀經過聖彼得堡的克羅夫中央設計局(Krylov Central Research Institute)最佳化,盡可能降低航行時造成的阻力與噪音。阿穆爾型在結構上與基洛級最大的不同,在於阿穆爾型捨棄了俄羅斯潛艦沿用數十年的雙殼結構,改採西方式的單殼 主體外加若干非水密構造。由於結構強度與預備浮力較高,全雙殼構造潛艦在遭到攻擊時擁有高於單殼潛艦的抗戰損能力,故一向獲得蘇聯海軍青睞;但是雙殼結構較為複雜且佔用空間,在內部可用容積相同的情況下要比單殼潛艦更大更重,進而增加航行阻力,降低航速與靈活度, 而且雙殼構造的大量非水密容積(容許海水自由流通)也導致潛艦外表必須設置大量流水開口來讓海水自由流通,增加航行阻力與噪音。阿穆爾級捨棄雙殼改就單殼主體, 具有降低噪音以及縮小體積造價的效用,這是因為本型艦主要鎖定第三世界國家或中小規模淺水海軍為潛在客戶,小型的潛艦不僅較能在淺水近海環境靈活操作,購置、維持成本與所需人力也比較能為這類海軍所接受 。阿穆爾型潛艦非耐壓區的上層結構的流水口也從以往基洛級的長孔型改成的縫隙型,可降低流體阻力與噪音。除了 阿穆爾系列外,小型潛艦市場上的競爭對手,還包括還有法國DCN在2006年推出的SMX-23,以及德國HDW在2007年公開的210 Mod。

 為了滿足不同客戶的需求,魯賓設計局在1995年初決定 阿穆爾級系列分成五種尺寸、噸位不同的構型,依序為Amur 550、Amur 750、Amur 950、Amur 1450、Amur 1650/1850,每個數字代表每種衍生型的浮航排水量。如此完整的產品線將可充分滿足所有柴電潛艦潛在客戶的各種需求,不過顯然 阿穆爾系列仍會以國際市場主流噸位的Amur 950、1450與1650/1850作為主力產品,其中魯賓設計局在1997年表示Amur 1650乃針對印度與中國的需求而來。雖然噸位各有不同,但上述各衍生型的基本設計大致相同,也盡可能地維持共通性。Amur 1450與1650/1850的船段基本設計完全相同,Amur 1650/1850可視為Amur 1450的加長版(或許就是在Amur 1450上增加一段船段模組而成),增加的艦體被用來容納功率更大的主機以及續電量更多的電瓶,使得續航力與航速隨之增加。阿穆爾系列潛艦可選擇俄羅斯國防工業的各項產品如聲納、戰鬥系統以及其他電子裝備,不過也能應客戶需求整合入其他西方國家的系統。而魯賓設計局也在西方國家尋找合作對象,希望以西方國家一向見長的科技優勢來進一步提升 阿穆爾系列的性能。

阿穆爾系列 一大宣傳號召,就是進一步強化的靜音能力。西方國家從1980年代起就為蘇聯新型潛艦靜因能力突飛猛進而困擾不已,這些寂靜的俄羅斯潛艦與她們吵雜的「前輩」完全不可相提並論,使得西方國家原本擁有的水下聽音優勢迅速消蝕。新一代 的阿穆爾級的靜音能力更上一層樓,俄羅斯方面宣稱各種狀況下的噪音值至少比Kilo 636降低10%以上。阿穆爾級的閃電型(Molniya)艦體隔音瓦是俄羅斯克里洛夫造船技術研究院(Krylov Shipbuilding Research Institute)的最新一代產品,瓦片本體由七至八層不同材質的吸音膠疊成,用於吸收各種不同波段的敵方主動聲納訊號。與基洛級使用的上一代隔音瓦相較, 阿穆爾級的新型隔音瓦不僅綜合靜音效能較佳,厚度(僅40mm)更減少1/2,且外觀更為平整流線,有效減低了航行阻力與重量。阿穆爾型擁有高度自動化的射控系統,從識別目標到發射魚雷只需15秒,並能同時解算、攻擊二個目標。

雖然俄羅斯廠商大力在國際市場上宣傳阿穆爾型,然而這畢竟是一個沒有良好實績背書的設計 (俄羅斯自用的聖彼得堡號建成後問題不少,拖延多年而無法形成有效戰力),至今仍乏人問津;即便1990到2000年代俄羅斯柴電潛艦銷售成績不斐,但也全部集中在成熟的Kilo 636系列潛艦上。俄羅斯曾向東南亞、中東、南美等國家如印尼、埃及、沙烏地阿拉伯 、阿拉伯聯合大公國、委內瑞拉等推銷阿穆爾系列潛艦,但到目前為止並無斬獲。

此外,俄羅斯也寄望以阿穆爾型競標印度龐大的柴電潛艦計畫:印度雖然已經在2005年9月與 法國簽約購買六艘天蠍座型柴電潛艦,並打算訂購第二批六艘,然而印度還有另外12艘左右新型柴電潛艦的需求,打算重新招標,引進擁有AIP絕氣推進系統的國外設計 。在2008年10月,針對下一階段柴電潛艦需求,印度向國際間幾個主要柴電潛艦大廠發出需求徵詢書(Request for Infornation,RFI) ,對象包括法國專門負責軍火出口的Armaris、德國HDW以及俄羅斯Rosoboronexport等。

武器系統

武裝方面,除了「羽量級」的Amur 550、750使用400mm魚雷管之外,其餘三種阿穆爾系列都被配一般的533mm魚雷管,不過只有Amur 1450與1650採用彈射式魚雷管,具備發射飛彈與水雷的能力,其餘則採用只能發射魚雷的游出式 。

而Amur 950除了魚雷之外,帆罩後方還設有10具反艦飛彈垂直發射器,用來發射俄/印合作的布拉莫斯(Brahmos)超音速反艦飛彈 (俄羅斯P-800型反艦飛彈技術轉移至印度的改良版本,詳見印度塔瓦級巡防艦一文) 。由於布拉莫斯飛彈直徑達670mm,一般潛艦常用的533mm魚雷管或俄羅斯獨門的650mm魚雷管都無法直接容納,因此需要設置專門的垂直發射器。

 

目前俄羅斯唯一一種能由533mm魚雷管發射的反艦飛彈,就是Novator設計局在1980年代末期開始發展3M54口徑(Kalibr)系列,北約代號為SS-N-27;口徑系列的外銷版3M54E/E1俱樂部(Klub)。為了拓展外銷市場, 口徑系列採用模組化設計,結合反艦、反潛與陸攻等功能,擁有多種不同構型,而每種彈體構型又依照助升火箭的不同而分為Club-N艦射型、能在水下150m深度發射的Club-S潛射型 ,以及垂直發射型。口徑系列的型號如下:

自用版口徑飛彈系列:

1:3M54反艦飛彈(長彈體) ,北約代號SS-N-27A炙熱(Sizzler),彈長8.22m,彈重1920kg,戰鬥部重200kg,採用三節式推進器,第一節助升火箭將飛彈推進到150m的高度後拋棄 ,展開彈翼,然後下降到20m的高度開啟第二節渦輪發動機,以0.8馬赫的速度掠海飛行,距離目標30~40km時再度爬升並以主動雷達鎖定目標,並在距離目標20km左右拋棄渦輪發動機與其燃料段,啟動第三節固態火箭進行俯衝加速,以2.9馬赫的速度攻向目標 ,彈道終端以4.6公尺的高度掠海飛行,3M54的有效射程達440~600km。 為了終端的超音速飛行,3M54採用尖型鼻錐。 之後俄羅斯推出3M54的垂直發射版,稱為3M54T,由於換裝能推動飛彈垂直升空與轉向的助升火箭,全長增至8.9m,由3S14垂直發射器發射。

2:3M14陸攻飛彈,北約代號SS-N-30,彈體基本長度6.2m,3M14整合GPS/GLONASS衛星定位系統、地形比對系統與雷達尋標器 ,戰鬥部400kg,全程以渦輪續航發動機飛行,航速0.8馬赫,有效射程高達1500~2500km。 相容於垂直發射器的版本是3M14T,全長增至8.9m。

3:91PT4反潛飛彈。

出口版──俱樂部S(Klub-S):

3M54E俱樂部(Klub)反艦飛彈,是3M54的外銷版,採用巡航階段次音速、終端超音速飛行。

3M54E1是俱樂部的短彈體版,全程次音速飛行。

1:3M54E與3M54E1俱樂部S(Klub-S)反艦飛彈,北約代號SS-N-27B,是3M54的 外銷版,3M54E彈長維持在8.22m,戰鬥部200kg,基本特性與3M54類似,都屬於巡航階段次音速飛行、終端加速到超音速的反艦飛彈,不過射程降至220km,以符合國際間攻擊性飛彈出口管制條約的規定(300km以內)。而3M54E1短彈體版本,取消第三節加速火箭 ,渦輪續航發動機啟動後就負責推動飛彈直到命中目標,全程次音速飛行 (約0.8馬赫),終端飛行高度約10m,射程約300km。3M54E1彈長6.2m,彈重1570kg,戰鬥部重400kg。 由於不需要超音速飛行,所以3M54E1只採用一般的原型鼻錐。同樣,3M54E與3M54E1也有配合垂直發射器的版本,稱為俱樂部N(Klub-N),分別是3M54TE與3M54TE1,全長增至8.9m。

3M14E陸攻飛彈是3M14的外銷版,射程降至300km。

2.3M14E陸攻飛彈,北約代號SS-N-30B,是3M14的外銷版,戰鬥部重400kg,彈體長6.2m,渦輪發動機推進,射程降至300km以符合飛彈出口管制條約。同樣,3M11E的垂直發射版是3M11TE,全長增至8.9m。

91RE1反潛飛彈是俱樂部的反潛版,搭載一枚導向魚雷作為籌載。

91RTE2反潛飛彈是91RE2的垂直發射版。

3:91RE1潛射反潛飛彈(長彈體),由魚雷管發射後,透過慣性導航系統以拋物線接近目標區,並在此投下一枚322mm導向魚雷(重76kg)攻擊敵方潛艦,彈體長度7.65m,發射重量1300kg,飛彈射程約50km,飛行速率2馬赫;由於91RE1係以超音速接近目標區,在其飛行50公里的時間內,潛艦只能移動約1公里,魚雷投放至水中後應很容易搜索到潛艦;因此如果能有效在遠方發現敵潛艦,此種武器將能大幅延長船艦攻擊距離,同時也顯著壓制潛艦以魚雷攻擊船艦的可能性。91RE2潛射反潛飛彈(短彈體)是91RE1的縮短版,以容納於長度較短的西方533mm潛艦魚雷管中,射程縮減為40km。而91RE2的垂直發射版是91RTE2。

空射版──俱樂部A(Klub-A)

3M-54AE:空射反艦版,終端次音速,末端超音速飛行,重1950kg,戰鬥部200kg,射程300km

3M-54AE1:空射的短彈體版本,取消第三節加速火箭,全程以次音速飛行

3M-14AE :空射陸攻版,全長6.2m,重1400kg,戰鬥部重450kg,射程300km。
 

艦載的「口徑」飛彈射控系統由AGAT設計局製造,作戰反應時間60秒,能同時導控最多8枚自身發射的同型號「口徑」反艦飛彈攻擊目標,全艦隊協同攻擊時則能同時協調導控至多40枚 「口徑」反艦飛彈發起攻擊。

除了一般的魚雷、飛彈之外, 阿穆爾級還可配備一種俄羅斯獨門的特殊武器──V-111暴風(Shkval)超高速 無導引水下火箭,這是全球第一種實用化的超空 泡化(Super cavitational technology)潛射武器。俄羅斯早在1960年代就開始實驗水下超空 泡武器,當時試製了口徑650mm的風(Veter)以及533mm的瀑布(Vodopad)超空化水下火箭,於一艘編號S-49的R級柴電潛艦上進行測試,這些基礎研究為日後 暴風火箭奠定基礎。暴風火箭推進魚雷直徑534.4mm,長8.2m,全重2700kg,配備一具210kg重的高爆彈頭,速度高達370km/hr(約200節) 以上,是目前全球速度最快的水下武器 ,最大射程約7~10km,7km內單枚獵殺率號稱超過80%。前述蘇聯早期第一代超空化水下火箭由於射出後穩定性不足,容易偏離目標,必須使用威力強大的核彈頭才能彌補誤差,而據說暴風火箭已經相當程度地改善此一問題,所以能使用傳統彈頭。暴風火箭 的尖形彈頭部位設有氣泡產生器,高速切過水時可產生大量充滿水蒸氣的空泡(cavity), 並利用彈尾火箭發動機產生的氣體(除了向後推進之外,彈體側面也有排氣口)灌入空泡,形成足以抵擋外界高水壓的超空泡(super cavitation),這使得彈體外殼不再直接碰觸黏滯阻力極高的海水,大幅降低了行進時的阻力。暴風火箭彈體中段設有突出的四片彈翼,用於支撐超空泡內壁,將彈體保持在超空泡之中。暴風火箭l配備兩段式動力系統,發射時首先以固體燃料火箭將彈體加速到足以產生空泡的速度,再點燃水反應(Hydroreactive)火箭來推動被空泡氣體包圍的彈體高速前進。水反應火箭係以遇水能產生能量的物質(例如鋁基燃料)作為燃料,水氣的來源是超空泡內的水蒸汽;由於省略了攜帶氧化劑的空間,故 其能量密度遠高於傳統推進系統。

過去外界一直認為蘇聯發展「暴風」之類的超空泡武器,是因為西方國家的潛射魚雷如美國MK-48等,整體性能(包括有效攻擊距離)勝過蘇聯魚雷,而且西方國家的潛艦靜音性能長久以來也優於蘇聯潛艦;因此,通常美國、英國潛艦偵測到蘇聯潛艦時,蘇聯潛艦仍不能察覺對方的存在,加上擁有精良的長程魚雷,能比蘇聯潛艦率先發動攻擊。為了反制這樣的威脅,蘇聯潛艦就加快反潛武器的航行速度;雖然通常不能先探測到美國潛艦,但美國潛艦發射魚雷製造出的聲響(包括以水壓渦輪發射魚雷,以及MK-48魚雷熱力發動機航行的噪音)就比較容易聽到。此時,蘇聯潛艦就朝魚雷來襲方向(就是敵方潛艦的方為)發射快速反潛武器,包括反潛飛彈或水下火箭,能以更快的速度逼近目標;就算發射時無法確實瞄準,也能對敵方潛艦產生嚇阻,使其切斷控制魚雷的導線採取迴避,而提前進入自導模式(只靠自身尋標器與導引系統工作)的魚雷比較容易脫靶或被反制。然而,實際上,「暴風」魚雷的水下火箭發動機無法在深海的水壓之下工作排氣,所以最大水下發射深度只有30公尺,攻擊深度只有6公尺,因此只能用攻擊水面船艦,無法對付潛航中的潛艦;而且暴風水下火箭是無導引武器,只相當於高速的直航魚雷。事實上,超空泡武器由於前部超空泡隔絕了彈體與水,加上航行速度極快、流水噪音極為強大,根本無法使用聲納尋標器,難以製作成導引武器。 「暴風」水下火箭的主要功能,可能是攻擊航空母艦之類的大型高價值水面目標,憑藉高速使目標來不及進行迴避,並高速帶來的動能對目標造成巨大殺傷,據信命中一枚就足以癱瘓美國海軍的10萬噸超級航空母艦。

蘇聯海軍真正的高速反潛武器是RPK-6瀑布式(口徑533mm)與RPK-7狂風式(口徑650mm)反潛飛彈(北約代號都是SS-N-16 Stallion),由助升火箭結合導向魚雷或深水炸彈(類似美國的潛射反潛火箭),從魚雷管射出後便浮出水面點火升空,在指定的目標區域投下戰鬥部,速率比全程在水中的魚雷更快,而直徑較大的RPK-7射程是RPK-6的兩倍。RPK-6與RPK-7能選擇使用UMGT-1 400mm導向魚雷或核子深水炸彈,其中UMGT-1魚雷落水後會以螺旋航線搜索750公尺半徑內的目標,攻擊深度約150m。不過RPK-6飛彈的射程比RPK-2略短,RPK-7的射程則是其兩倍。

 

AIP絕氣推進系統

除了傳統的柴電推進系統外, 阿穆爾系列也能選配俄羅斯自行研發的水晶(Kristall)系列燃料電池AIP系統,只要在艦體插入裝有AIP的船段模組即可。

俄羅斯海軍早在二次大戰 之前就展開AIP的研究;在1935年,蘇聯第18中央設計局的設計師S.A.Bazilevskiy就提議一種AIP推進系統,並安裝在M-92號潛艇上進行測試,不過當時相關技術並不成熟,而這個計畫也只被當作一個先期實驗,並沒有實用化的後續動作。在1947年 ,蘇聯也曾嘗試納粹德國曾經研究的華爾特(Walter)過氧化氫封閉循環渦輪,此外也曾研究封閉循環柴油機(Closed Cycle Diesel,CCD,詳見荷蘭海鰻型潛艦一文)。在1951至1957年,蘇聯建造了30艘擁有CCD動力系統的Project 615潛艦(北約代號為魁北克級,簡稱Q級);此型封閉循環柴油機以液態氧為取代氧氣的氧化劑 ,發動機燃燒後的廢氣經過由石灰石為主的化學吸收劑之後,可將未反應的氧回收,進而提高效率。魁北克級為三軸推進,主機包括驅動中心軸的一具32D型柴油機(900馬力)、分別驅動左右兩外軸的兩具M-50P柴油機(各700馬力),而潛航使用的封閉循環柴油機則是一台100馬力力的滑移(Creep)柴油機,驅動中心軸。因為當時技術不成熟, 至少有七艘魁北克級的液態氧系統發生過爆炸意外,並造成舷號M-256的本級潛艦遇難沈沒,被蘇聯海軍冠上「打火機」的惡名,而這些安全堪慮的Q級潛艦便在1970年代中期全數除役。而在配備華爾特 發動機方面,裝備此型推進系統的潛艦稱為Project 617型,北約稱為鯨魚級(Whale),首艦(舷號S-99)在完工後的1956年至1959年成功進行過315次潛航,該艦於1958年 加入蘇聯海軍服役,但是在1959年5月就因為二氧化氫供應閥門破裂發生爆炸,導致艦殼嚴重受損,被迫提前退役。

有了上述慘痛經驗,蘇聯海軍遂放棄這類需以燃料進行燃燒的高溫AIP系統,轉而言發展工作溫度低、較為安全可靠的 低溫燃料電池。俄羅斯SKBK特殊鍋爐設計局(SKBK Special Boiler Design Bureau)於1978年展開燃料電池系統的研究,於1980年代首度安裝於編號S-273的威士忌級(Project 613)柴電潛艦上進行測試,使其低速持續潛航能力由原始設計的四天激增至一個月。在AIP領域中,燃料電池幾乎沒有機械動作,因此肅靜性最佳, 而幾種低溫燃料電池在將近室溫下工作,無須排放高溫廢氣,故擁有極佳的發展前景;目前全球在此領域中當屬德國領先,德國的潛艦用PEM燃料電池最早投入實際服役。依照S-273的測試經驗,SKBK設計局隨後推出了水晶(Kristall)系列 低溫燃料電池,採用儲存於容納槽的液態氫與液態氧作為電化反應物,並使用液態電解質,其第一代產品為水晶-20,第二代則為水晶-27。第一代的水晶-20全系統包括化學能-電能轉換器、合金製氫儲存槽與氫氣供應裝置、低溫液態氧儲存槽與氧氣供應裝置 (氣體壓力為40MPa)、自動溫度調節裝置、控制單元、電力輸出控制、自動化火苗偵測暨抑爆系統等,輸出電壓為320V,功率為120~130kw;水晶-20於1991年完成,曾成功地在潛艦上進行了測試,可惜由於適逢蘇聯解體,國防經費銳減,導致其發展無以為繼。第二代 的水晶-27系統在2002年進行陸地測試(模擬潛艦上的工作條件),單機最大輸出功率約300kW,能讓潛艦以3~4節的低速持續潛航45天。1990至2000年代初期的所有AIP(任何形式)都只足以提供潛艦低速(3~4節)潛航的功率,但SBKB設計局 打算於2010年代推出的第三代水晶系統將有重大突破,號稱將能滿足潛艦在各種狀態下的高/低速潛航需求,連續潛航時間更高達60至90天,大幅減少核能潛艦與傳統動力潛艦的表現差距。

不過,俄羅斯的燃料電池AIP距離實用化的最大技術障礙,就是缺乏安全可靠的氫氣儲存技術;如果以傳統的液態低溫高壓方式儲存,不僅十分麻煩,潛在危險性也很高。德國HDW開發出成熟可靠的合金貯氫技術,以特殊合金的晶格來儲存氫氣分子,十分安全,其燃料電池AIP系統也得以實用化。直到2000年代,俄羅斯都沒有完成類似的突破;例如早在1998年,魯賓設計局已經與能源航太火箭公司合作開發出ΡЭY-99燃料電池推進模組,能加裝在 阿穆爾型潛艦的艙段中,但氫氣仍是以液態方式儲存,並與液態氧儲存在同一個隔艙式容器內。在2000年8月12日俄羅斯庫斯克號(Kursk)核能攻擊潛艦爆炸沈沒意外之後,俄羅斯海軍對於潛艦的安全便十分顧慮,對於儲存了液態氫/氧的ΡЭY-99推進模組興趣明顯降溫,新造的拉達級( 阿穆爾型的自用版本,見下文)也將AIP排除。為此,SKBK設計局開始發展類似德國的金屬化合物儲氫技術,將氫分子儲存在潛艦龍骨附近,但這需要更多資金與更長的時間。

依照2011年11月的消息,魯賓設計局正在開發甲醛重整燃料電池AIP系統,利用重整的方式從柴油中取得氫,避開直接儲存氫的問題(但需要處理甲醛重整過程中排放的高溫廢氣),未來應該會用於拉達級(Lada class)的改良型;而這種新燃料電池AIP系統的輸出功率為400KW。此外,魯賓設計局同時也開發單位續電量更高的鋰電蓄池,能增加潛航運作時間達1.4倍。

 

俄羅斯自用版 阿穆爾──拉達級

(上與下)拉達級首艦聖彼得堡號下水前的照片。注意高曲度七葉片螺旋槳。

拉達級潛艦列表(建造廠:Admiralteiskie Verfi shipsyard):共三艘

艦名 舷號 廠方編號 安放龍骨 下水時間 服役時間
B-585 Sankt Petersburg No.01570 1997/12/26 2004/10/28 2010/5/8
B-586 Kronstadt No.01571 2005/7/28(2009停工,2013/7/9復工) 2018/9/20
B-587 Velikiye Luki (ex-Petrozavodsk) No.01572 2006/11/10(2009停工,2015/3/19復工)

俄羅斯在1990年代訂購四艘Amur-1650的衍生型 ,計畫名稱為Project 677,西方稱之為拉達級(Lada class)。拉達級由莫斯卡亞海事科技裝備集團(Morskaya Tekhnika (Marine Equipment))負責建造,旗下包括位於聖彼得堡的海軍上將造船廠(Admiralteiskie Verfi shipsyard)、Incombank,、 Central Company of the Morskaya Tekhnika FIG以及前述的魯賓設計局。

聖彼得堡號整體結構分為五個水密隔艙,由前而後分別為武器儲存艙、電池室、主控制室、乘員住艙、輪機與電動機艙。動力方面,聖彼得堡號配備採用模組化設計的全電力推進模組,包括兩套最大功率各2.5MW(3352馬力)的2D-42柴油機、無段變速直流發電機組以及一具 俄羅斯全新開發、功率4.1MW(5500馬力)的SED-1水下推進用無電刷永磁電動機,此外還有兩組高容量傳統蓄電池,不過並未配備前述的燃料電池系統 , 最大潛航速度約21節,最大潛航深度250~300m,以3節速度潛航時續航力為650海浬,航速7節使用呼吸管時續航力達6700海浬 ,最多能持續在海上作業45天;發電機組能在最短時間內完成電池的充電作業,減少這段潛艦不能下潛閃避、只能挨打的時間。除了主推進器之外,聖彼得堡號艦體後部兩側還各有一個伸縮式的小型輔助推進器,用於極低速航行或在狹窄的港灣內,平時收縮入艦殼內。

聖彼得堡號艦體後部兩側的伸縮式輔助推進器。

聖彼得堡號配備先進而完善的Irtysh整合聲納系統,包括貼在艦首外部的適型主/被動陣列聲納與水雷迴避聲納、兩側的高靈敏度大型被動陣列聲納以及由上方垂直尾舵頂端釋放的拖曳陣列聲納等。Lira的 適型被動聲納陣列面積盡可能地加大,勝過以往任何一艘俄製潛艦,艦首聲納陣列從艦首下半延伸到艦體前部(魚雷管則設置在艦首上半),全艦聽音涵蓋面非常完整, 扭轉以往俄製潛艦被動聽音能力遜於西方潛艦的劣勢。由於阿穆爾級本身具有極度安靜的特性,使得本級潛艦能成為良好的聽音平台,聲納系統不易受到艦上噪音的干擾。除了俄羅斯最先進的聲納系統外,聖彼得堡號還擁有先進的潛望鏡,整合有夜視系統以及雷射測距儀;當然,帆罩內還裝備雷達、電子支援與通訊等功能的伸縮桅杆,以及能在水下100m操作的拖曳式通訊天線。聖彼得號擁有高度整合的控制與操作系統 ,艦上的作戰中樞為Lithium作戰資訊系統;艦上人員在中央控制室便能充分掌握並操控船艦的機能,包括航行與作戰等等,艦上各感測器的資料都都傳至作戰系統中,計算出相關結果作為指揮決策參考之用,整個接戰程序(包含前置作業以及實際接戰)都由主控制室的顯控台控制,自動化程度頗高。

製造中的聖彼得堡號的艦首適型主/被動聲納陣列,陣列範圍從艦首下方延伸到艦體前部兩側。

聖彼得堡級的艦首適型陣列聲納示意。

聖彼得堡號的艦首上方配備六門533mm魚雷管,艦上總共攜帶18件武器,包括各式魚雷、反艦飛彈、巡航飛彈或暴風水下火箭等,攻擊能力齊全而強大。按照俄羅斯潛艦的慣例,聖彼得堡號也配備自動化的裝填系統,能在發射後20秒內完成魚雷管的再裝填,大幅提高作戰效率。聖彼得號上的各項裝備都採用最新科技, 廠方號稱即使頻繁使用,在服役的前十年內也無須回廠進行整修。以三班制輪班時,聖彼得堡號編制41名人員,採用兩班制時則降至34名。此外,以往前蘇聯海軍較不重視的人員適居性,在聖彼得堡號上也有了極大的改善,完全比照西方先進國家的水準。艦上每名人員都有自己的艙位,軍官則擁有雙人房,而潛艦指揮官則居住於舒適且設備完善的單人房內;此外,艦上也擁有極佳的食物儲藏與烹煮設施,水供應系統能充分滿足艦上人員日常生活的需求(包括飲用、洗滌餐具、衛浴等),上述措施都可增加長期巡航任務中艦上成員的士氣與作戰效率。聖彼得堡號艇身前、後段各有一個壓力逃生艙口,能與全球現有各式載具連結,也能用於潛水人員的施放。

 

拉達級建造計畫

拉達級都在Admiralteiskie Verfi船廠建造,首艘拉達級在1997年12月26日於Admiralteiskie Verfi造船廠開工,命名為聖彼得堡號(Sankt Petersburg B-585),原訂於2003年下水,但由於經費短缺、進度落後,而延至2004年10月28日才下水。在2005年初,聖彼得堡號於俄羅斯聖彼得堡市舉行的IMDS國際海軍裝備展中亮相,這也是 阿穆爾型系列首度有既成艦公開露面 。經費短缺導致聖彼得堡號測試進度緩慢,該艦於2005年11月29日展開 第一階段海試,同年年底正式 交付俄羅斯波羅底海艦隊,2006年10月完成系留試驗和第一階段海試,2007年1月才開始進行最後階段的航試,測試過程也不順利,直到2009年10月才進行最終的國家驗收海試 階段,2010年4月24日交付俄羅斯海軍,並在5月8日開始服役。

第二艘拉達級 命名為 Kronstadt (B-586),2005年7月28日開工建造,原訂於2009年交付俄羅斯海軍 ,但實際上由於經費短缺以及首艦聖彼得堡號面臨諸多問題,從2009年起就停工;三號艦最初命名為彼德羅札夫斯科號(Petrozavodsk B-587),在2006年11月10日開工建造 ,隨後也在2009年停工,據說在2012年1月27日將預定的命名改為大盧基號(Velikiye Luki);而四號艦 最初預定命名為賽瓦斯波多號(Sevastopol B-588)。 然而,根據2011年的消息,聖彼得堡號還有許多問題,即便2010年成軍之後仍未能完全解決,包括推進系統、聲納系統、TE-2魚雷以及Lithium作戰資訊系統都有問題 ,因此後續艦的建造計畫早已停止 。此外,雖然設計較為新穎,但聖彼得堡號實際上表現的靜音性能還不如既有的Kilo 636型潛艦。

俄羅斯在2010年啟動新一批六艘Kilo 636.3型柴電潛艦的建造計畫,同樣由Admiralteiskie Verfi廠負責,裝備於黑海艦隊,似乎側面印證俄羅斯海軍對於不斷延遲的拉達級正逐漸失去信心與耐心。當然,另一種可能性是在1990年代規劃建造的拉達級艦體尺寸較小,不符合2010年代以後俄羅斯海軍的需求,使俄羅斯選擇潛航排水量超過3000噸、十分成熟的Kilo 636設計。而魯賓設計局仍表示,俄羅斯海軍新購Kilo 636.3潛艦只是填補拉達級完全成熟前的空白,不影響未來改良型拉達級的建造工作。在2012年4月初,魯賓設計局高層表示,拉達級的後續艦kronshtadt與Sevastopol將裝備AIP絕氣推進系統(應為燃料電池);此型AIP不僅能增加 阿穆爾系列的外銷潛力,也能用來升級Kilo系列潛艦。

俄羅斯海軍內部也有希望放棄拉達級的聲音,取消後續艦計畫,聖彼得堡號也改作為技術實驗艦而不擔負戰備。在2012年春季,當時俄羅斯海軍總司令維索茨基上將宣布,現成的聖彼得堡級型式不符和俄羅斯海軍需求,可能面臨停產,稍後他說明主要問題在於其動力系統。雖然如此,同時期魯賓設計局仍表示,能在2013年完成改良型拉達級的設計,用於改進聖彼得堡號以及後續艦上。在2012年7月27日,俄羅斯新任海軍總司令奇爾科夫上將上任,又表示拉達級 後續艦將依照改進後的推進系統設計而建成。依照俄羅斯海軍在2012年9月下旬的消息,拉達級二號艦Kronstadt (B-586)已經裝備魯賓設計局新開發的鋰電池來取代傳統蓄電池,能在不更改基本設計的情況下提高潛航時間。而三號艦(B-587)則預定配備AIP絕氣推進系統。此外,同時海軍上將船廠正在與俄羅斯國防部洽商建造拉達級 後續艦的事宜,船廠希望國防部能在2013年度正式下達訂單;如果一切順利,這批新的拉達級預定從2015年開始建造。 在2012年10月底,俄羅斯方面表示,聖彼得堡號的發動機、電子裝備以及其他所有艦載系統在先前的海試中都已經通過驗證,而原本打算在2012年底進行的最終驗收測試則延至2013年。

此外,俄羅斯海軍高層也表示,俄羅斯第一套潛艦用AIP系統原型正在研製,並在2016年完成第一個包含完整AIP系統的船段,2017年裝備於聖彼得堡號上進行測試。 在2014年3月19日,俄羅斯海軍司令公開表示將在2018年之前建成第一艘配備AIP絕氣推進系統的新一代傳統動力潛艦(應為拉達級的改良型),第一套實驗性AIP系統可望在2015到2016年完成 ( 應為前述的甲醛重整燃料電池),而第一艘配備AIP的潛艦則在2016到2017年左右建成。 依照2015年1月下旬俄羅斯魯賓設計局的消息,該局研製中的新型潛艦用甲醛重整燃料電池在測試中表現良好,可望在年內展開裝備於聖彼得堡號柴電潛艦 的工程,然後進行海上測試,並計畫在2017年開始用於新造的改良型677型柴電潛艦上;此型燃料電池AIP使用液態儲存的甲烷、氧氣並透過柴油重整取得氫氣,能使潛艦持續潛航25天不需上浮,潛航時間比德國、瑞典現有的AIP系統多1/4;此外,同時期也有新聞透露,俄羅斯願意在印度柴電潛艦競標案中供應裝備AIP的潛艦。

拉達級的二號艦Kronstadt (B-586)在延宕多年後,於2013年7月9日復工,2018年9月20日下水。在2015年3月19日,拉達級三號艦大盧基號(Velikiye Luki)重新舉行安放龍骨儀式並恢復施工。在2016年1月下旬,俄羅斯方面透露,拉達級的建造工作將在三號艦之後停止,接下來將資源集中來開發下一代的卡琳娜級(Kalina )柴電攻擊潛艦。如此,拉達級的產量確定停留在三艘。

 

後續型

在2014年3月19日,俄羅斯海軍司令Viktor Chirkov宣稱,正在開發接續拉達級的第五代柴電攻擊潛艦,仍由俄羅斯魯賓設計局設計,稱為卡琳娜級(Kalina ),將配備AIP推進系統。魯賓設計局希望在2017年完成卡琳娜級的設計,首艦可能在2020年下水,2020年代中期服役。

 

中國洽談引進阿穆爾型相關技術

在2012年12月20日,俄羅斯生意人報(Kommersant)報導表示,中國正在與俄羅斯積極洽商引進阿穆爾1650型潛艦的合約;在2012年8月底,俄羅斯國防出口公司已經與中國方面簽署聯合設計、建造四艘阿穆爾1650潛艦的框架合約,其中前2艘在俄羅斯建造,後2艘在中國建造,而明確的合作建造合約預估會在2015年以後簽署,但粗估俄羅斯國防業界可在此案中獲得20億美元的收入。在2013年3月25日,中國正式與俄羅斯 簽署關於引進阿穆爾1650以及24架SU-35戰鬥機的框架協議,如果談成,預估最終總值可達35億美元左右,這是過去10年來中國首度向俄羅斯進行重大的軍備 裝備合作;而 同時期中俄雙方也在商談其他大型軍購項目,包括S-400防空飛彈系統以及IL-76M空中加油機等。 不過依照2013年下旬的查證,俄羅斯方面表示中俄簽署的框架協議只是一個長期的潛艦技術合作計畫,中方在協議中列出有興趣交涉的俄羅斯潛艦技術,俄羅斯是否願意輸出以及具體執行方式仍有待俄羅斯與中國方面逐一洽商。而依照2013年11月的消息,俄羅斯方面暫時仍不會出口SU-35戰鬥機。

依照俄羅斯方面的消息綜合整理,如果中國確定引進阿穆爾級的設計,也將只有使用部分俄羅斯的技術,另外將大量整合中方的技術,包括AIP推進系統; 俄羅斯方面也有消息透露中國阿穆爾系列將使用某個外國生產的史特靈發動機AIP系統,雖然俄方人士拒絕透露發動機來源,但咸信就是中國先前用於元級柴電攻擊潛艦的同系列AIP。俄羅斯方面預估, 中國若引進阿穆爾型潛艦,使用的俄羅斯技術將不超過30%,因此艦上的觀測/電子裝備、戰鬥管理 、聲納與武器系統等應該都會是中國自行研製的產品 。依照2013年中旬的消息指出,由於拉達級的先進聲納系統、電子裝備、戰術資料鏈等是俄羅斯方面的機密,所以並不會出口給中國。

俄羅斯方面宣稱,中國在雙方洽談的合約中,將明文載入中方不能擅自仿製的條文。俄羅斯副總理羅戈津在2012年12月6日宣布,中俄雙方即將接受軍事技術合作領域的知識產權協定,而且中方完全接受俄羅斯在尊重俄方知識產權方面的要求。另一位俄羅斯方面人士表示,這項潛艦合約對俄羅斯十分重要,被俄羅斯總統列為與中國方面合作項目的第一位。俄羅斯軍事技術合作局副局長比柳林曾在2012年11月中旬對國際文傳電訊社軍事新聞社表示,中國是俄羅斯的戰略伙伴,雙方的代表團在2011至2012年頻繁互訪,相互了解中俄船舶制造和修理等相關企業的生產基礎和現有能力。

由於聖彼得堡級的建造與測試過程顯示此型俄羅斯較新柴電潛艦有許多問題,因此尋求資源更充沛的中國來合作,將是完善此一設計的良好契機,並且一舉打開過去掛零的外銷市場(阿穆爾系列在印度的大型訂單的競標中並非處於有利位置)。而中國軍事工業雖然在2000年代開始交出許多成績,但潛艦降噪技術等攸關 重工業基礎實力的核心項目(包括材料、加工等),仍無法立刻完全追上與歐美先進國家的差距,其039A系列元級潛艦的靜音性能似乎還不能完全滿足中國海軍的需求;此外,反向工程在中國1990年代到2000年代仍是軍工發展的重要過程,其本身的核心基礎與創新能力仍不算非常紮實,例如039A元級潛艦系列仍是以Kilo 636潛艦的設計為藍本發展而來。此外,俄羅斯也認為中國國產潛艦的實用潛航深度達不到300公尺,包括艦體結構等技術都需要新的突破。中國039元級系列潛艦的體型與Kilo級這樣的三千噸大型柴電潛艦類似,而如果中國要再設計出另一種比較適合近海淺水作戰的中型潛艦,花費的時間以及技術風險都比較高 (先前中國向來只有設計建造雙殼潛艦的經驗,沒有造過西方國家或阿穆爾型這樣的單殼主體潛艦)。

因此,中國很可能引進俄羅斯願意輸出、而且中方較為欠缺的先進潛艦技術(如艦體載台、靜音設計等),配合中國國產的系統裝備,是中國潛艦工業改善本身水平、突破若干技術瓶頸的良好契機,同時也讓中國海軍更快獲得一種較先進的中型潛艦。因此,阿穆爾系列出口中國,對雙方堪稱各補其短、互惠互利。

不過,這個雙方洽談的合約並沒有明確的下文。2014年3月俄羅斯宣布發展更新一代的卡琳娜級(Kalina )柴電攻擊潛艦之後,也有國外媒體猜測,中國可能將引進俄羅斯潛艦技術的目標轉向卡琳娜級,不過這並沒有獲得任何證實。

結語

由於冷戰結束/蘇聯解體對俄羅斯國防工業的殺傷力實在過於巨大,不僅本國訂單銳減、各國防廠商衛星體系四分五裂,還面臨大量人才與經驗技術的流失。雖然2000年代俄羅斯經濟開始好轉以來,在軍事技術革新方面 力圖振作,無奈1990年代的斷層實在過於巨大,現實的經濟情況也仍然力有未逮,因此許多國防計畫仍面臨延期或一系列技術問題,例如幫印度改裝的航空母艦大幅落後超支,俄羅斯自用的Project 20380巡防艦與拉達級柴電潛艦施工與測試進度都十分緩慢,新一代北風之神級核能彈道飛彈潛艦的圓錘彈道飛彈曾經歷許多試射失敗。

 聖彼得堡級規劃於1990年代,首艦歷經漫長的13年建造與測試,在2010年中旬才服役;然而,該艦許多技術問題都沒有獲得根本解決,而俄羅斯甚至還轉而訂購上一代Kilo潛艦的改良型,這對於寄望以聖彼得堡號建造、操作實績來打破外銷掛零的 阿穆爾系列潛艦而言,無疑是一大重挫。