北德文斯克級核能攻擊潛艦

Project 885北德文斯克級核能攻擊潛艦的模型,注意艦艏裝備球型陣列聲納,

導致魚雷管被擠到艦體兩側,這是俄羅斯潛艦首度採用的設計。

經過17年施工之後,北德文斯克號Severodvinsk K-329)終於在2010年6月15日下水。

(上與下)北德文斯克號下水前的畫面。

北德文斯克號艦尾與推進器。

2011年9月展開首次試航的北德文斯克號。

(上與下)試航中的北德文斯克號

北德文斯克號正面

近看北德文斯克號前部。

(上與下)浮航中的北德文斯克號

停泊中的北德文斯克號

北德文斯克號吊裝整體式潛艦逃生艙(畫面左側)的照片。

蘇聯在1980年代改裝一艘洋基級(Yankee)核能彈道飛彈潛艦奧倫堡號(Orenburg,K-411),即為Project 09780;

注意其艦艏明顯隆起,咸信就是安裝了Project 885要使用的球型陣列聲納來進行研發測試工作。

 

 

艦名 北德文斯克級核子動力攻擊潛艦

(Severodvinsk class,Project 885/885M)

承造國/承造廠 俄羅斯/ Sevmashpredpriyatie(SY 402),Northern Mashinebuilding Enterprise
尺寸(m)

長120(Project 885)/110(Project 885M) 寬15 吃水10

排水量(ton)

浮航9500

潛航11800

動力系統/軸馬力 KPM(可能為OK-650B) 2MW壓水式核子反應器*1

GTZA蒸汽渦輪*1/推測43000

單軸

航速(節)

浮航約16

潛航約28

潛航深度(m) 實用520,最大600
續航力 無限制
乘員 85~90
水面偵測/反制系統

推測:

Snoop Pair平面搜索雷達*1

Medvedica-M導航系統

Rim Hat電子截收/反制(ESM/ECM)裝置

其餘不詳

水下偵測/反制系統

MGK-600聲納系統,包括:

艦首主/被動球型陣列聲納*1

大型低頻適型被動陣列聲納

拖曳陣列聲納

其餘不詳

射控/作戰系統

艦載武裝

推測:

533mm魚雷發射管*8(可發射3M-14反艦飛彈、3M-10 Granat反艦飛彈、SAET-60M/ Type 65-76/Type 65K/UGST魚雷,可攜帶約30件武器)

SM-346垂直發射器*8(可裝載24枚P-800反艦飛彈 或32枚3M55反艦飛彈)

姊妹艦

目前至少六艘

艦名 舷號 廠方編號 安放龍骨 下水時間 服役時間 型號
K560 ex- K329 Severodvinsk No.01160 1993/12/21 2010/6/15 2013/12/30 Project 885
K561 Kazan No.01161 2009/7/24 2017/3/30 Project 885M
K573 Novosibirsk No.01162 2013/7/26 Project 885M
K571 Krasnoyarsk No.01163 2014/7/27 Project 885M
Arhangelsk No.01164 2015/3/19 Project 885M
Perm No.01165 2016/7/29 Project 885M
Ulyanovsk No.01166 2017/7/29 Project 885M

 

──by captain Picard


「第四代核能潛艦」起源

在1970年代之前,英、美兩國在靜音核能潛艦的發展方面領先蘇聯一段距離;然而,這個優勢在1980年代蘇聯陸續推出勝利三級(Victor-III class)、席拉-I/II級(Sierra-I/II class)與鯊魚級(Akula class)等新型潛艦之後迅速縮水,尤其是1980年代服役中期的鯊魚一級(Akula I class)的靜音能力已經相當於美國洛杉磯級,令西方國家倍感威脅。

在1980年代末期到1990年代初期,蘇聯開始規劃建造更新一代的核能攻擊潛艦,打算以相當成功的鯊魚級為基礎進一步改良,並配備垂直發射的長程反艦飛彈,成為一種兼具傳統魚雷攻擊與遠程反艦功能的多任務核能潛艦。此一計畫為Project 885,西方代號為白蠟樹級(Yasen class),採用鋼製艦體。除此之外,當時蘇聯還以採用鈦合金艦殼的席拉級系列為基礎,進一步發展席拉III型(Sierra-III class),稱為Project 945AB火星(Mars),似乎是專門用於獵殺敵方潛艦,類似美國同時期規劃的的海狼級(Sea Wolf class);而當時美國稱這些蘇聯開發中的新一代潛艦為「第四代核能攻擊潛艦」。依照1980年代蘇聯潛艦技術的大幅進步,美國認為蘇聯這些「第四代核能攻擊潛艦」的整體性能(尤其是靜音能力)至少能與海狼級相當,甚至猶有過之。

然而,這些西方海軍相當忌憚的蘇聯第四代核能潛艦在開工之前,蘇聯就已經瓦解 。採用鈦合金艦殼的席拉-III首艦在1990年3月安放龍骨,隨後就因為蘇聯解體而停工,在1993年11月解體;目前據說只有一艘未完工的艦殼仍存留,停放在Severodvinsk的Zvezdochka造船廠。在1992年,此時屬於俄羅斯的北方造船集團(Northern Mashinebuilding Enterprise)的北德文斯克廠(Sevmashpredpriyatie,編號SY 402)在1992年開始首艘北德文斯克級的建造工作,並在1993年12月21日安放龍骨,命名為北德文斯克號(Severodvinsk K329,後來改為K560)。原本北德文斯克號預定在1998年完工,但由於俄羅斯陷入嚴重經濟衰退,導致該艦施工進度緩慢。在1996年,北德文斯克號的工程完全停擺;至1999年,據說該艦的完工程度僅達10%,建造工程直到2001年還處於延宕狀態。在2003年,俄羅斯政府決定挹注預算,加快北德文斯克號的建造工作;到了2004年9月,據說北德文斯克號的工程終於有比較大的進展。然而同時期,同時間在北德文斯克廠建造的Project 955北風之神級(Borei class)核能彈道飛彈潛艦獲得較大的優先權,因此首艦雖然開工較晚(1996年2月),但卻可以比北德文斯克號更快下水(2008年2月),而北德文斯克號的建造工作仍斷斷續續。

由於蘇聯解體後俄羅斯長年經費短缺,北德文斯克號的建造工作延宕多年。

在2006年7月,俄羅斯軍事設施委員會(Military Industrial Commission)副主席維狄斯拉.普特林(Vladislav Putilin)宣布,在俄羅斯2007至2015年度的武裝計畫(Russian State Armaments Program)之下,海軍將會獲得許多新型艦艇與核能潛艦,包括5艘北風之神級核能彈道飛彈潛艦、2艘北德文斯克級核能攻擊潛艦、6艘Project 677拉達級(Lada class)柴電攻擊潛艦、三艘新型Project 22350多用途巡防艦與5艘Project 20380守衛級巡邏艦等等,這意味著北德文斯克級將被俄羅斯視為新一代核能攻擊潛艦的母型,用來取代艦隊中前蘇聯時代遺留的老化核能攻擊潛艦;不過在2006年,北德文斯克級項目並未獲得預算,俄羅斯當局仍全力建造波利級彈道飛彈潛艦。原本北德文斯克號打算在2008至2009年服役,不過這個日期不斷地被延後。除了財政問題之外,北德文斯克級複雜的技術與設計也是建造進度落後的原因之一,俄羅斯海軍將領曾對媒體表示,北德文斯克級的設計比俄羅斯既有任何潛艦更為先進複雜,因此需要更多時間進行研發與建造。

雖然如此,長年不受重視的 北德文斯克級,在2000年代末期逐漸盼到了曙光。Project 885後續型號──Project 885M的首艦喀山號(Kazan K561)在2009年7月24日於北德文斯克廠安放龍骨,這是相隔16年後該廠開工建造的第二艘同型艦,而俄羅斯海軍則在7月26日宣布,從2011年起,每年都會開工建造一艘「多用途核能潛艦」。在2010年6月15日,進度延誤超過10年的北德文斯克號終於得以下水 (原訂是在同年5月7日下水,但由於一些技術問題而延後)。

基本設計

北德文斯克級係由鯊魚二級(Akula II class)進一步改良而來,擁有許多類似的特徵,包括雙殼淚滴型艦體、流線型帆罩、艦艏上水平舵與十字尾舵、單軸推進等特徵,艦體應該由低磁性高張力鋼板建造 ;不過,北德文斯克級的帆罩側面採用垂直的設計,而不是鯊魚級的傾斜/向上漸縮式。由於北德文斯克級設計於1980年代末,因此仍使用高曲度七葉片螺旋槳推進器,而不是後來Project 955核能彈道飛彈潛艦使用的噴射泵推進器。依照西方的情報推測,北德文斯克級的靜音能力應該會比鯊魚二級稍有進步;鯊魚二級在1990年代中期出現時,依照美國海軍的監聽結果,認為其靜音性能比當時美國最新的改良洛杉磯級(688-I)還安靜一些,首度在靜音方面領先同時期美國最新型核能攻擊潛艦(當時海狼級尚未服役);因此雖然缺乏具體數據, 理論上北德文斯克級的靜音能力在當代潛艦中,應該屬於第一流的水平。

由於北德文斯克級的設計衍生自鯊魚級,因此排水量與之相當,浮航 排水量約9500噸,潛航排水量為11800噸。維持蘇聯新型潛艦自動化程度較高的特色,北德文斯克級僅僅編制85~90名官兵。 北德文斯克級配備一具PKM(可能是先前的ОК-650系列,核子燃料濃度約20~45%)壓水式反應器與蒸汽渦輪,總輸出功率推測為43000軸馬力 ;艦上的電力由一個渦輪主發電機提供,另有700KW柴油發電機與300KW柴油發電機各一部,作為反應器因故停機時的應急動力。北德文斯克級的實用潛航深度可能在400m左右 (一說520m),最大潛航深度估計為600m。

另一張北德文斯克級模型的照片,注意艦體後段設有八個垂直發射器開口。

在船塢裡的北德文斯克號。

裝備方面,北德文斯克級與鯊魚級相較,有兩處顯著的差異。首先,北德文斯克級在帆罩後方部位咸信設置了八組SM-346垂直的反艦飛彈發射器,據說有兩種構型,每組發射器可容納直徑較大的三聯裝發射器來裝填直徑較大的SS-N-26(即P-800)反艦飛彈(共24枚),或者採用四聯裝構型來裝填P-160(3M-55)反艦飛彈(共32枚)。由於配備反艦飛彈,部分西方情報認為北德文斯克級不僅只是鯊魚級的後續型號並取代一些俄羅斯剩下較舊(如席拉級)的潛艦,也會同時取代先前同樣配備反艦飛彈的奧斯卡級(Oscar class)核能攻擊潛艦。第二個差異則是感測器形式,過去前蘇聯/俄羅斯潛艦都在艦首下半部配置聲納系統(包含大型圓柱狀被動聲納陣列),將上半部的空間用來設置魚雷管,而北德文斯克級則是俄羅斯第一種配備球型陣列聲納的潛艦 。艦上整套MGK-600數位化聲納系統包括「雙耳罐」球型主/被動陣列聲納、大面積艦體側面適型被動陣列聲納、拖曳陣列聲納等,包括噪聲測向、回聲測向、水聲信號探測、目標分類、測量冰層厚度、探測水雷、聲速測量、探測冰洞和冰間水面、確定本艦螺旋槳推進器是否產生空蝕效應等多個子系統;聲納水聽器接收到的信號經過初步處理以及多信道數位/類比轉換器等組件(相關組件位於聲納聽音陣列之後的耐壓水密容器內)之後,透過光纖電纜傳遞至艦內後端處理系統,使用光纖可大幅提高抵抗對外來電磁波干擾的能力;所有水聲系統獲得的資訊由後端的埃阿斯-M系統整合處理,包括目標分類、識別、追蹤等工作。「雙耳罐」球型陣列 聲納佔滿艦艏空間,可獲得最優化的正向聲納涵蓋面。由於球型陣列聲納與其後的被動陣列聲納佔據整個艦艏,使得北德文斯克級的魚雷管改為布置在艦體兩側 ,與美國核能潛艦類似。在特定的水聲條件與操作頻段下,北德文斯克級的聲納系統探測距離可達到230公里以上。

北德文斯克級維持八門魚雷管的配置,左、右兩側各四管,口徑一律為533mm,能使用RPK-7(北約代號SS-N-16)反潛飛彈、3M-14俱樂部(Kalibr-PL)陸攻型俱樂部飛彈、3M-10 Granat飛彈以及包括SAET-60M/ Type 65-76/Type 65K/UGST在內的俄式魚雷等武器,總數約30件左右。

俄式潛艦配備的魚雷管數量通常高於西方潛艦,這是因為消滅西方在大西洋的水面船團是蘇聯海軍核能潛艦的重要任務之一,因此許多魚雷管主要用來發射反艦魚雷;反觀美國潛艦以獵殺蘇聯潛艦為主要任務,任務特性不在於同時發射的武器較多,而是每次發射魚雷攻擊潛艦有較高的成功率(同時發射太多魚雷會干擾艦上被動聲納聽音,妨礙了操作線導魚雷的作業)。前蘇聯/俄羅斯大部分的潛艦都配備八支魚雷管,以往通常是四門533mm與四門650mm,其中533mm魚雷管主要用來發射TEST-71線導反潛魚雷或USET 80無線導反潛魚雷,650mm發射管用來發射尾流導引反艦魚雷,不過北德文斯克級的八個魚雷管都是533mm。

大深度通用魚雷(UGST)

(上與下)俄羅斯在2000年代發展的大深度通用魚雷(UGST)是一種533mm反艦/反潛魚雷,

用與美國MK-48 ADCAP魚雷類似的相位合成聲納尋標器、導管螺旋槳推進器

與OTTO II燃料熱力發動機

前蘇聯時代發展的潛射魚雷都採用反艦、反潛魚雷分離研製(反潛魚雷的聲納歸向系統在水面環境無法正常工作),例如533mm的53-65系列與650mm的650mm的65-76反艦魚雷(使用熱力發動機),以及533mm的TEST-71ME、USET-80TEST-96等反潛魚雷(使用電力推進)。而最新的大深度通用魚雷(General-Purpose Deep-Sea Homing Torpedo,UGST)則是一種反潛/反艦兼用型533mm魚雷,類似美國MK-48。在冷戰時代,蘇聯的潛艦用魚雷技術全面落後於西方國家,包括電子/計算機技術落後限制了導引系統性能、有效接戰距離遠不如MK-48等西方魚雷(除了俄羅斯潛艦水聲感測設備長期落後而使探測距離受限之外,西方國家的魚雷導線技術也高於俄羅斯,以往俄羅斯線導魚雷航行超過10km之後導線效能就十分低下),且美國的熱力發動機魚雷廣泛使用性能安全而穩定的OTTO II單基燃料,而蘇聯則使用功率密度較低的海水電池,或者較危險的過氧化氫/煤油燃料熱力發動機。OTTO II單基燃料不僅安全,而且能長期儲存、腐蝕性較低,美國每次MK-46/48魚雷試射後只需重新裝填OTTO II燃料即可再次發射,大大降低每次射擊魚雷的成本(海水電池是一次性裝備,一次航行之後就得整組更換;過氧化氫/煤油燃料的可儲存性以及腐蝕性能等也不如OTTO II,導致魚雷每次射擊成本較高),進而使美國能大量試射魚雷,不僅利潛艦部隊磨練戰術技術,也能持續驗證魚雷可靠性並持續進行各項改進,使得美國海軍在魚雷性能、運用能力等各項技術持續保持領先(美國魚雷的試射次數居於全球之冠)。而俄羅斯的魚雷試射次數則遠不及美國,加上冷戰結束後俄羅斯一度經濟拮据,自然無法持續對魚雷進行有效的升級改進

UGST在許多方面拉近了與美國MK-48 ADCAP等西方第一流先進魚雷的差距;首先,由於冷戰結束後俄羅斯與西方交流較廣,帶動電子技術進步,因此UGST魚雷的聲納尋標/導引系統自然更為先進,例如魚雷尋標器應為類似美國MK-48的相位合成形式(由電子控制波束指向),使得搜索範圍、多目標同時搜索能力與靈敏度等都有所提升。此外,UGST首度使用與美國魚雷相似的OTTO II單基燃料、TPS-53斜盤機關發動機以及導管螺旋槳推進器。依照俄羅斯方面的資料,UGST最大航速可達65節,最大航程可達50~60km,高速性能與射程不遜於美國MK-48 ADCAP;然而,UGST的最大發射深度只有400m,最大攻擊深度約500m,仍不如MK-48 ADCAP(約760m),顯示俄羅斯斜盤機關發動機排氣對抗海水背壓的技術仍不如美國。一般認為相較於MK-48 ADCAP,UGST除了聲納尋標系統以及最大攻擊深度仍然較為遜色之外,其餘主要性能指標已經與之相當。UGST的俄羅斯自用型號長7.2m,全重2200kg,戰鬥部重300kg,航速50節時射程40km,航速30節時射程50km,最大射程約60km;出口型號(相容於北約規格魚雷管)長6.6m,全重1880kg,戰鬥部重300kg 

北德文斯克號正發射垂直的反艦飛彈。

值得一提的是,前蘇聯海軍在1980年代曾將一艘在美蘇第一階段戰略核武縮減談判時裁撤的洋基級(Yankee)核能彈道飛彈潛艦奧倫堡號(Orenburg,K-411)改裝成測試艦,稱為Project 09780,據說Project 885需要的新聲納科技都由該艦測試。奧倫堡號在1983年10月移交測試單位進行改裝,1990年6月完成;經改裝之後的,奧倫堡號艦體長度增為162.5 m,其艦體前部增設一個直徑遠大於艦體半徑的結構,因此新的艦艏整個隆起,據信裡面就安裝了Project 885準備採用的球型陣列聲納。

由於首艦北德文斯克號早在1993年開工,部分原始設計難免有些落伍;因此,從2009年陸續開工的新造同型艦(Project 885M),在設計與系統方面會進行若干改良 ,範圍包括電子、武器系統、內部設備等,靜音能力也有提升;此外,首艦北德文斯克號的部分電子系統和裝備還是仰賴部分俄羅斯以外的前蘇聯成員國(例如烏克蘭等),而後續艦所有裝備與材料都由俄羅斯廠商提供。 由於自動化程度提高,Project 885M的編制人數比首艦降低,艦體長度也得以縮短10m(其中人員住艙縮短約4m)。

(上與下二張)北德文斯克號測試整體式逃生艙。

測試進度

Project 885首艦北德文斯克號在2011年9月中旬展開試航,原訂於2010年服役,後來先後延期到2011與2012年底,主要是因為反艦飛彈系統的整合測試工作尚在進行。然而到了2012年8月中旬,消息卻傳出北德文斯克號在測試階段發現許多重大問題,包括核能推進系統無法達到預定功率,而且潛艦靜音水平也不符合標準。此外,消息也指出北德文斯克號使用的新型魚雷也出現問題,首批測試用魚雷被認為易於爆炸不符合安全標準,無法照原訂時程開始量產服役。根據後續消息,北德文斯克號仍在2012年9月完成第四次海試,2012年11月展開國家驗收, 原訂在2012年12月正式交付俄羅斯海軍,然而後來就延遲到2013年 底,最後終於在2013年12月30日舉行成軍典禮,經過訓練之後在2014年6月17日加入俄羅斯海軍戰鬥序列。在2018年1月中旬,消息傳出北德文斯克號完成所有口徑(Kalibr)反艦/對地巡航飛彈的測試工作。

成本

外界估計Project 885北德文斯克號的造價大約來到10億美元,然而部分消息指出由於建造的延遲與不順遂,實際上花費是高達500億盧布(約16億美元),甚至有20億美元的說法;而同時期俄羅斯首艘Project 955核能彈道飛彈潛艦尤里.多魯基號(Yuriy Dolgorukiy K-535)的造價約230億盧布(約合8900萬美元),因此Project 885的價格相當於Project 955彈道飛彈潛艦的兩倍。而Project 885二號艦(首艘Project 885M)喀山號的預估花費更會上升到1100億盧布,高達35億美元,這個價格甚至高於美國維吉尼亞級核能攻擊潛艦(2009年度時平均每艘28億美元),與美國海軍在2005年建成服役的吉米卡特號(USS Jimmy Carter,SSN-23,原為第三艘海狼級,後來修改設計,經費高達32億美元)並列為全世界最貴的核能攻擊潛艦。

在2011年俄羅斯正協商後續建造Project 885核能攻擊潛艦與Project 955核能彈道飛彈潛艦時,俄羅斯國防部長阿納托利·謝爾久科夫(Anatoliy Serdyukov)曾公開批評俄羅斯造艦工業,無論Project 885核能攻擊潛艦與Project 955核能彈道飛彈潛艦的費用都過於高昂,並批評Project 885二號艦喀山號造價居然又比首艦北德文斯克號翻了不只一倍,完全讓人難以理解。然而,隨後俄羅斯聯合造船集團(Russia's United Shipbuilding Corporation,USC)也反擊,表示Sevmashpredpriyatie廠建造Project 885的實際建造費用僅佔總費用的30%,其餘70%都是艦上此系統、次供應商的合約,俄羅斯國防部指責俄羅斯造艦業為成本失控負責,是完全不公平的。

建造

由於俄羅斯經濟狀況在2000年代明顯好轉,因此俄羅斯也逐漸進行有系統的軍備更新,汰換前蘇聯時代遺留、日益老舊的各式武器裝備;依照俄羅斯在2011年初的規劃,打算在未來10年內斥資19兆盧布購置大量海、空軍備,海軍部分預計建造包含向法國購買的西北風級兩棲突擊艦、15艘水面艦艇、20艘新型潛艦(包含八艘北風之神級 彈道飛彈潛艦)、35艘新式快艇等共計一百艘左右軍艦。依照目前計畫,俄羅斯海軍打算建造至少6艘北德文斯克級;以美國海軍核能潛艦服役30年的標準,鯊魚-I級將從2015年左右開始退役,鯊魚-II級則從2025年開始逐步退出,而2010年代俄羅斯還剩餘的四艘勝利-III級核能攻擊潛艦可能最晚會在2020年左右退役完畢;如果以服役35年為基準,前述這些前蘇聯解體前最後的核能攻擊潛艦將在2020至2030年左右除役完畢;如果以維持原有約21艘核能攻擊潛艦來計算,俄羅斯在2010至2020年起碼必須完成5到8艘北德文斯克級核能攻擊潛艦,首艘必須在2015年之前開始服役。

然而,考慮到俄羅斯軍工產業從1990年代就受到經濟嚴重衰退、生產停滯、人員大量流失以及失去許多前蘇聯時代設在其他加盟國的單位(尤其是位於烏克蘭、白俄羅斯等)等嚴重打擊,雖然蘇聯造艦產業從2000年代開始力圖振作,但從2000到2010年的表現都不太理想,Project 677拉達級柴電潛艦首艦聖彼德堡號(Sankt Petersburg)從開工到服役花了13年,滿載排水量2000噸的Project 20380巡防艦首艦守衛號(Steregushchy)則耗費6年;因此,要如期完成如北德文斯克級這樣複雜而昂貴的潛艦,俄羅斯現有的造艦能量還需加把勁。此外,基於實際財政考量,俄羅斯海軍極可能隨著舊艦除役而逐步縮減核能攻擊潛艦部隊的規模。

在2011年11月9日,俄羅斯國防部與俄羅斯聯合造船集團(Russia's United Shipbuilding Corporation,USC)簽署建造四艘Project 885M的合約。然而,從2007年4月起任職俄羅斯國防部長的阿納托利·謝爾久科夫(Anatoliy Serdyukov)在2011年11月初因為俄羅斯國防高層收賄醜聞爆發(一家國防控股公司涉及一宗金額30億盧布的貪腐案遭調查)而去職,隨後謝爾久科夫任內的主要國防政策與採購都被拿出來攻擊與審查。在2013年中旬,一位俄羅斯高官透露,2012年謝爾久科夫迫使船USC簽署價格遠低於市場水平的合約來建造核能潛艦,包含四艘Project 885M核能攻擊潛艦以及2012年5月28日簽署的五艘Project 955A北風之神核能彈道飛彈潛艦的合約,合約的價格根本無法反應船廠的實際花費,將嚴重傷害俄羅斯的國防產業。原訂第三艘北德文斯克級打算在2011年開始建造 (算是2011年11月新簽約的首艦) ,實際上等到新合約簽署後,才在2013年7月下旬才開工。