海狼級核子動力攻擊潛艦

1980年代末期藝術家筆下的海狼級核能攻擊潛艦。

建造中的海狼級核能攻擊潛艦 首艦海狼號(USS Sea Wolf SSN-21)

海狼號(USS Sea Wolf SSN-21)浮航的雄姿。

由艦尾看海狼號。以上兩圖均攝於2009年11月NNUALEX 21美日海上聯合演習。

(上與下)海狼號前部近照。

海狼號的駕駛室,前方兩名人員控制潛艦航行,分別控制水平與垂直方向的舵面。

(上與下)下水前夕的海狼級三號艦吉米卡特號(USS Jimmy Carter SSN-23),艦體增加一段長30公尺的

多任務平台(MMP),可用來收放潛水人員、水下載具、探測器等。吉米卡特號擔負許多機密的特殊情報蒐集任務。

浮航中的吉米卡特號。

──by captain Picard

艦名/使用國 海狼級核子動力攻擊潛艦/美國  

(Sea Wolf  class)

承造國/承造廠 美國/Electric Boat division of General Dynamics Corporation in Groton, Connecticut
尺寸(m) 長107.6(SSN-21、22)/137.6(SSN-23) 直徑12.2 浮航吃水10.7
排水量(ton) SSN-21、22:浮航7568 潛航9142

SSN-23:潛航12139

動力系統/軸馬力 S6W反應爐*1/52000

蒸汽渦輪*1

噴射泵推進器*1

備用柴電推進系統 (Fairbanks Morse柴油機 + 西屋電動機)

航速(節) 官方數字:潛航25以上,浮航18以上

實際:潛航35以上(SSN-21、22)/30(SSN-23),靜音潛航速率約20

最大 安全潛深(m) 官方數字:約244

實際:約475至610左右

水面偵測/電子戰系統

AN/BPS-16 I頻平面搜索雷達*1

AN/SPS-25A雷達*1

GTE WLQ-4(V)1電子反制系統*1

AN/WSN-3A電子支援系統*1

Type-8J Mod3搜索潛望鏡*1

Type-18H Mod1攻擊潛望鏡*1(未來將加裝RemoteReality光電偵測套件)

水下偵測/反制系統 AN/BQQ-5D/E聲納系統*1 (包含艦首大型球形主/被動陣列聲納、AN/BQG-5側面低頻寬孔徑被動陣列聲納(WAA)、TB-16與TB-23(爾後被TB-29A取代 )被動式拖曳陣列聲納各*1等。日後升級為AN/BQQ-10 ARC-I)

BQS-24近距離高頻主動聲納*1

AN/WLY-1水下警告/反制系統

AN/BLQ-10電子支援裝置(改良時加裝

射控/作戰系統

AN/BSY-2作水下戰系統(初始裝備 )

Raytheon CSS MK-2作戰控制系統

AN/BGY-1作水作戰系統(改良時取代BSY-2)

人員 SSN-21、22:123

SSN-23:141

艦載武裝 艦側MK-69 26吋(660mm)魚雷管*8

線導魚雷或飛彈50枚(彈艙籌載量)+管內8枚

(可 使用MK-48ADCAP線導魚雷、魚叉反艦飛彈、戰斧巡航飛彈、水雷、先進自動機雷(Advanced Mobile Mine ,AMM)等)

MK-2 3吋誘餌發射器*2

姊妹艦 共三艘
艦名 簽約時間 安放龍骨 下水時間 服役時間

SSN-21 Sea Wolf

1989/1/9 1989/10/25 1995/6/24 1997/7/19

SSN-22 Connecticut

1991/5/3 1992/9/14 1997/9/1 1998/12/11
SSN-23 Jimmy Carter 1996/6/29 1998/12/5 2004/5/13 2005/2/19

 


 

在1981年美國總統雷根就任之後,美國海軍在新上任的海軍部長(Secretary of the Navy)約翰.李曼(John Lehaman)領導下提出「前進戰略」,其中包括將核能攻擊潛艦前進部署於靠近蘇聯的海域遂行作戰 。推動「前進戰略」的主因,是當時蘇聯海軍推行「堡壘」戰術,將核能彈 道飛彈潛艦部署在靠近本國基地、受到海空以及核能攻擊潛艦嚴密防守的區域 如巴倫支海;這是因為透過美國「沃克間諜網」等情報,蘇聯得知本身的核能潛艦如何被美國海軍精確地追蹤標定,悲觀地認為其大部分核能彈道飛彈潛艦若試圖進入北大西洋水域,將迅速遭到消滅。加上1970年代蘇聯海軍開始裝備射程長達7800km的SS-N-8洲際彈道飛彈並部署於三角洲級(Delta)核能彈道飛 彈潛艦上,只須要在蘇聯近海就能攻擊美國境內城市。蘇聯核能彈道飛彈潛艦龜縮於內海的「堡壘」之後,美國海軍核能攻擊潛艦必須要深入敵境才能獵殺核能彈道飛彈潛艦。另一方面,當美國海軍前進到巴倫支海對蘇聯施加壓力時,蘇聯海軍勢將被迫抽調大部分較先進的靜音型核能攻擊潛艦來保護彈道飛彈潛艦,進而減少了能南下大西洋獵殺西方水面艦隊、海運的新型潛艦兵力(蘇聯較為嘈雜的舊型潛艦在西方於北大西洋嚴密的反潛體系下很容易被消滅)。

基於「前進戰略」,美國海軍也開始規劃接續洛杉磯級的新一代核能攻擊潛艦;而美國海軍能開始大膽探討新一代核能潛艦的面貌,一大主因也是在海軍部長約翰.李曼 積極運作下,雷根總統在1982年1月底簽署了高齡82歲、作風專斷頑固的「核子海軍之父」海曼.李高佛(Hyman G. Rickover)上將的退伍令。在1982年5月,美國海軍作戰部副部長(Deputy Chief of Naval Operations for Submarine Warfare )尼爾斯.桑曼(Nils Thunman)上將組織了探戈團隊(Group Tango),研究接替洛杉磯級的新核能攻擊潛艦需求;新潛艦的首要需求是提高火力與持續作戰能力,進入蘇聯內海盡可能獵殺更多目標,減少為了補給而反覆穿越蘇聯海上防線的次數。因此,新潛艦的魚雷管數量從先前洛杉磯級的四門增為八門,魚雷儲存空間從洛杉磯級的22枚增至42枚(不包含預先儲存在魚雷管的數量)。當然,潛艦的靜音、隱密能力也是重要的目標。此外,以往被李高佛否決的構想獲得重新審查,尤其是改進潛艦鋼材強度、提高潛航深度。這包括引進強度比HY-80提高25%的HY-100,以及強度更高的HY-130。尼爾斯.桑曼上將明白,這種新一代核能攻擊潛艦造價肯定會更為昂貴,但只要提供足夠的作戰能力,造價提高是可以接受的。

此一計畫被稱為二十一世紀核能攻擊潛艦(SSN-21),產物就是海狼級 (Sea Wolf class) ,設計哲學上堪称潛艦進行反潛作戰的極致產物 ,能長時間在海上進行反潛獵殺任務,擁有精良的聲學感測能力,並配備比洛杉磯級多一倍的魚雷管和魚雷長時間進行反潛作業,在二十一世紀初期能 在大洋與北極海冰洋對抗任何蘇聯現有與未來核能潛艦,並取得水下的制海權。

建造中的海狼級船段。

在1982年7月,美國海軍正式決定,從1989財年起 建造30艘海狼級以取代早期型洛杉磯級潛艦,以1989財年幣值估計全部計畫需耗資336億美元,平均每艘高達11.58億美元,以當時而言簡直是天價 。隨後蘇聯在1990年代初期 解體,美國便開始刪減海狼級的產量,首先刪減一艘(成為29艘),然後在1992年決定除了前兩艘之外,後續27艘(SSN-23~49)海狼級的建造計畫全部取消 。

海狼級是美國海軍第一種在設計時使用電腦輔助設計工具(CAD)設計繪製藍圖、同時建造各船段模組再行組合的潛艦的潛艦,理論上比起傳統手工繪製設計圖 的方式更加精確 ,並能更正確地預估建造作業所需的人力、資源與時間;然而在實際上,由於 當時CAD技術還不成熟(當時還沒有及時的三維構圖能力,計算機速率不夠,很多要動用當時的超級電腦才能跑,使用者必須連上工作站才能進行工作,設計工作 的速度與準確度並不理想),經驗缺乏,遂發生不同船段尺寸誤差而無法焊接的失誤,最後只能廢棄重造船段,大幅拖延了進度,當時也引發不少風波。因此,首艦海狼號雖然早在1989年1月9日便開工建造,同年10月25日安放龍骨,但直到 1995年6月24日才得以下水,1997年7月19日成軍。

由於汰換洛杉磯級的需求依然存在,因此美國海軍轉而發展一種較 海狼級小且便宜的新一代核能攻擊潛艦。此一替代計畫最初被稱為百夫長級(Centurion)潛艦,後來成為新型核能攻擊潛艦計畫(NSSN),產物即為 維吉尼亞級,在外型上堪稱海狼級的縮小版,而武器配置則與洛杉磯級類似。由於國防工業普遍不景氣,面臨無艦可造的GD Electric Boat核能潛艦建造廠被迫大幅裁員,在沒有新訂單的情況下根本撐不到維吉尼亞級的建造,因此美國政府於1995年批准建造第三艘海狼級(SSN- 23),以挽救面臨困境的潛艦建造工業,於1998年開工建造。 實際完工後,前兩艘海狼級平均建造費用約24億美元。在1996財年,美國國會為海狼級建造項目設定72億美元的上限(依照當年幣值), 意味三艘海狼級平均每艘的建造費用上限為24億美元(設計以及計畫支持工作的5.576億美元支出不算在內),然而1999年12月美國海軍決定大幅修改 三號艦吉米卡特號(SSN-23)的設計(見下文),艦體進一步延長,因此之後吉米卡特號的建造成本不受到前述的上限限制。 最後,吉米卡特號的成本達到35億美元,使得三艘海狼級的單艦平均成本約達28億美元左右。

在作戰測試評估(DOT&E)中,美國海軍認為雖然有幾項測試門檻無法通過,但整體而言還是判定海狼級以及艦上的BSY-2作戰系統能有效而合適 地服役。由於美國海軍沒有編列經費讓海狼級進行全船抗衝擊測試,使得海狼級無法通過完整的生存能力評估;然而,海狼級具有諸多新的設計,被認為生存性高於 洛杉磯級。

海狼級的命名與編號嚴重攪亂了美國海軍的規則。原本SSN-21只是計畫代號,不料後來竟然變成海狼級首艦的編號 ,完全脫離了美國核能彈道飛彈潛艦與攻擊潛艦的流水號。而第一艘命名為海狼號(USS Sea Wolf SSN-21),打破了自洛杉磯級核能攻擊潛艦啟用的城市命名規則,重返以往潛艦的海洋生物名。第二艘海狼級以康乃迪克州為名。第三艘 則以前總統吉米.卡特(USS Jimmy Carter SSN-23)命名,三艦毫無統一規則可言。吉米.卡特總統之所以沒有照慣例用來命名航母母艦,可能是因為吉米卡特 是唯一曾擔任潛艦軍官的美國總統,在1950年代初期原本是美國海軍第二艘核子潛艦海狼號(USS Sea Wolf SSN-575)的首批船員(當時吉米卡特官階為少尉,準備出任海狼號的工程軍官);然而在海狼號剛開始建造的1953年,吉米卡特就因為父親過世、為了繼承父業而辭職退伍。

有趣的是,繼海狼級之後的維吉尼亞級核能攻擊潛艦,首艦編號(SSN-774)又接上了洛杉磯級(最後一艘此級艦為錢尼號(USS Cheyenne,SSN-773)),如此一來海狼級彷彿成為美國核能潛艦艦隊之中獨樹一幟的異類。

艦體

海狼級的艦體比洛杉磯級短而胖, 潛航排水量大幅增加至9000ton以上, 是美國海軍體型最大的核能攻擊潛艦。先前洛杉磯級 因為限制排水量而降低耐壓殼體厚度,導致潛航深度 降低,早期型洛杉磯級甚至不具備冰下操作能力(688-I才恢復級);而海狼級則完全恢復這些能力,帆罩結構經過強化,有足夠的能力突破北極海薄冰層,而 水平舵則比照洛杉磯改進型(688-I)設置於艦首 上方。海狼級採用十字型控制舵面,此外兩側各有一個朝向斜下方的固定式安定面,拖曳聲納由此施放。海狼級沿用與洛杉磯級潛艦潛艦類似的 簡化型淚滴艦體(首尾輪廓為淚滴型,中段艦體為單純的平行管狀構造),其艦殼表面力求光滑簡潔並儘量減少突出物,以降低水流流過艦體產生的噪音。 最初美國打算完全以HY-130高張力鋼板 (屈服強度約990MPa,相當於91kgf/mm2)製造海狼級的艦體,希望潛航深度能超過蘇聯一些鈦合金製造的潛艦,但由於HY-130的焊接難度過 高,最後以HY-100高張力鋼板(屈服強度約900MPa,相當於70kgf/mm2)為主,重點部位以HY-130製造 ;即便如此,HY-100的加工焊接程序仍非常困難,建造海狼級時焊接合格率只有50%,導致出現大量返工,增加了建造成本並拖延進度。

由於海狼級的耐壓殼厚度勝過洛杉磯級 (恢復以往美國潛艦的水準)且使用強度極高的HY100/HY130鋼板組和,外界推測安全潛航深度可達到1550至1600英尺(約472.4至488 公尺),超過先前鱘魚級的1300英尺(約395公尺),Janes等資料指出的最大潛深可達到2000英尺(約610m),勝過全世界大部分的潛艦;不 過美國官方資料則仍然是含蓄蓄的800英尺(243.8m)。

海狼級是美國第一艘採用模組分段方式建造的潛艦, 每個分段內部的管路、設備在船段組合之前都已經先安裝並個別測試,能提高造艦工作的效率。

在北極突破冰層上浮的海狼號。

靜音性能/動力系統

1980年代起蘇聯核能潛艦的技術突飛猛進,尤其在靜音降噪方面有顯著進步。1980年代以降前蘇聯陸續推出的數種新式核能潛艦都擁有優秀的靜音能力,使 得美國潛艦原本在靜音能力與被動聲納系統的優勢迅速消逝。冷戰結束前,蘇聯最新型的鯊魚級 (Akula)核能攻擊潛艦的靜音能力已經達到洛杉磯級的水準 。照此種趨勢,冷戰末期美國預測蘇聯第四代核能攻擊潛艦(美國稱之為SSN-P-4)將於1990年代中期出現,而且肯定會比美國當時最先進的688-I 改良型洛杉磯級核能攻擊潛艦更加安靜。因此美國在設計海狼級時,費盡心思將其靜音性能提升至更高的境界,讓美國潛艦部隊保持過去30年來相對於蘇聯潛艦的 領先程度。據信海狼級的整體靜音能力比改進型洛杉磯級(688-I)增加10倍,比起早期洛杉磯級增加70倍;甚至有傳言說海狼級在25節戰術航速下,比 起停在碼頭的洛杉磯級還要安靜。

海狼級的帆罩前方有一傾斜彎角造型,這是第一次出現在美國潛艦上的特徵,據信此設計是用來降低海水流經帆罩產生的噪音 ;而其他艦體接縫、艙蓋與水櫃開口等也經過精心設計,盡可能簡潔平滑,降低流體阻力與噪音。與688-I型一樣,海狼級所有的輪機都裝置在減震浮筏上,輪 機也考慮了配置與隔音,艦體外部覆蓋著可減低本身噪音且降低敵方聲納回波的橡膠隔音瓦,甚至很可能使用了主動降噪減震技術 ;而仗著艦體較大的優勢,海狼級的輪機 擁有雙重減震平台,主機安裝在減震浮筏上(減震浮筏本身就是雙層),而整個機艙段又包在一層外殼內,因此總共有三層隔振(過去美國潛艦可能只有俄亥俄級 才有最多三層的隔音減震措施),使得傳入海中的噪音與震動更少。此外,海狼級總共有26個散佈於全艦的噪音、震動偵測器,能檢查本身不明的噪音或震源,以 進行修正,而洛杉磯級只有裝9個 。海狼級使用一具S6W反應器,輸出功率達52000馬力(約38.8MW)(也有資料指出輸出為45000軸馬力);S6W反應器擁有十分複雜的循環迴路熱交換系統,自循環比率據信超過30%,為 世界第一,意味著 能在更廣泛的工作狀況下單純靠自然循環(包括熱對流以及潛艦與海水相對速率帶來的衝壓)工作而不需要啟動泵浦強制循環,降低了運轉噪音。

建造中的 海狼級二號艦康乃狄克號(USS Connecticut SSN-22),注意艦尾的水噴射幫浦推進器。

海狼級能夠大幅減低噪音的另一原因是:以噴射泵(Pumpjet Propulsor,又稱尾管推進器)取代傳統螺旋槳。噴射泵(推進器最先由英國開發完成(稱為pump-jet),裝備於快捷級(Swiftsure class)以後所有的英國核能潛艦,隨後美國從英國引進此種技術再予以改良,從海狼級開始所有美國核能潛艦全部以噴射泵取代傳統螺旋槳推進器。一般潛艦用螺旋槳以加大傾斜角度來改 善槳葉表面的壓力分布,使空泡分布均勻,避免大量空泡集中破裂而産生很大的空蝕噪聲;然而這些設計也是需要謹慎取捨的,例如為了延遲槳葉端的空泡形成,必 須使用較大的葉梢卸載措施,但葉梢卸載量若取太大,則又會導致葉梢産生不穩定面空泡。在深海中海水靜壓強較大,靜壓力與海水空化壓力相距較大,即使轉動的 螺槳使得槳葉背面海水壓力降低,但仍未達到空化壓力,所以可延遲空蝕發生。除了增大傾斜度外,也增加槳葉數量,讓每面槳葉承受的力道減少,並降低葉背的負 壓,可延遲空蝕的發生,換而言之也使靜音航速增加,同時使得水流後掠角相度增加,較不容易發生葉背面水流分離而導致的低壓空泡 現象。然而槳葉數目越多,加工越困難,而且倒 車性能會降低。槳葉舷長比越大,抗振動性能越好,但推進效率會下降。而噴射泵基本上由包在一個外罩內的導管、轉子、定子以及相關機構組成。相較於與海水直 接接觸的螺旋槳,噴射泵的轉子包在導管內,轉子的前方或後方又有導向定子,導管與定子對進管的海水進行整流,使轉子葉盤得以在一個均勻的水流場中工作,不 僅噪音、振動大幅降低,運轉也比較平穩,並利用入管水流的沖壓作用,得以延遲葉片空泡的產生,使轉子在高速範圍內具有很好的抗空泡性能,這讓潛艦的靜音航 速大大地增加。導管的設計由長度直徑的比例與截面形狀來控制,長徑比大則阻力大,減速能力較好,而長徑比小者的特性則是阻力小、減速性能較低,目前一般潛 艦用噴射泵的長徑比約在0.6至0.8之間;而導管 根據截面積形狀設計又可分為加速與減速兩種,加速導管的內部突起,讓進入的水流受到壓縮而使流速增加,推進效率較高,但空蝕現象較大,減速導管的特性則相 反。依照定子與轉子的相對位置,噴射泵推進器又分為前旋與後旋兩種,定子在轉子之前稱為前旋,定子在轉子後稱為後旋。轉子的弦長比越大,對於延遲空泡產生 越有利,但是盤面比增加,推進效率下降(與螺旋槳情況相同);而定子與轉子之間的間隙越大,噪音則越小,因為較小的間隙容易使水流在定子與轉子間互相干 擾,產生高頻的離散噪音。長期實驗證實轉子與定子數量為質數時噪音較小,因此轉子與定子的葉片數最好是7、9、11、13等數字,且定子葉片必須低於轉子 數;此外,前旋設計的尾流控制能力較好,結構較為輕便,但是空蝕效應較大,後旋的特性完全相反。大部分潛艦噴射泵使用性能較好的前旋搭配靜音性能較好的減 速管設計作為折衷,如英國特拉法加級、先鋒級等,而海狼級則使用靜音性能較好的後旋設計。根據美國海軍公開資料,海狼級的噴泵推進器的噪音是洛杉磯級的螺 旋槳推進器的1/100。與一般螺旋槳相較,噴射泵的 推進效率提高約50%,能在更低轉速下提供與螺旋槳相同的推進功率,所以空蝕現象、噪音與震動都大幅降低,加速更為平穩,而且有外殼保護內部轉子,更適合 在雜物較多的淺水環境下操作;而噴射泵系統的主要缺點在於 結構複雜,重量較大,造價昂貴,且加速與倒車性能稍差。

如同許多先進潛艦,海狼級的艦殼外部覆蓋了一層消音瓦,可減低內部噪音對外輻射,並降低敵方主動聲納的效能。過去洛杉磯採用薄板型玻璃纖維復合材料消音 瓦,並以薄膜加壓工藝進行黏貼,而據說海狼級則採用更先進、以聚氨酯(urethane)為材料消音瓦,並採用整體澆注工法製作。傳統的消音瓦以丁基、丁苯橡膠或如洛杉磯級所 使用的玻璃纖維消音瓦,最大衰減聲波頻率集中在中低頻段,當敵方聲納波頻率低於2KHz以下時,其效能便急遽下降,至1.4KHz以下便喪失消音性能。現 代化聲納為了增加偵搜距離,操作頻率都向極低頻發展(例如2000年代陸續出現的各型低頻主動式拖曳陣列聲納),許多系統的工作頻率都低於2KHz,使傳 統消音瓦的效果大幅下降。然而,採用聚氨酯材料的新一代消音瓦能吸收低頻聲納波,部分資料顯示其衰減臨界值可以降低到500Hz左右,部分國外研究機構甚 至認為有達到200Hz的潛力。

集合各項最先進靜音科技於一身的海狼級潛艦,靜音能力達到世界 最頂尖水平,其 最大戰術航速(維持在夠安靜的情況下的最大航速,通常是推進器不產生空蝕效應之下能提供的最大航速 )是688-I改進型洛杉磯級的兩倍以上。據說海狼級在航速23節以內,反應器不需要開啟泵浦為熱循環迴路加壓,只需要靠自然循環就能運轉 ,意味著海狼級在更廣泛的戰速下不產生循環泵噪音。提高靜音戰速航速使海狼級能在相對安靜的情況下減少逼近目標的時間,同時在相對較高航速下降低對拖曳陣 列聲納的干擾(美國潛艦通常配備TB-29長拖曳聲納與TB-16短拖曳聲納,較短的TB-16適合在相對較高的速度下操作,據信能操作的拖曳航速在10 節以上)。

航速方面,由於海狼級S6W反應器 提供的高功率,加上優秀的艦體低阻力設計,使其擁有優於洛杉磯級的高速性能。美國官方數據只透露海狼級潛航航速在25節以上,外界公開資料則是至少35節 ;有消息指出,海狼級在試航時曾經達到39節以上的航速。由於S6W較大的爐體以及複雜的循環迴路系統,使得海狼級的艦體尺寸必須夠大才容納得下,排水量與造價也扶搖直上。

 

聲納/電子系統

建造中的海狼級的艦首球型陣列聲納。

海狼級配備先進的聲納與電子系統,最主要的為AN/BQQ-5D整合式聲納套件,包括艦首主/被動球型陣列聲納(據 說其音鼓直徑高達6m,大於洛杉磯級BQS-13球型陣列聲納的4.6m)、位於艦身兩側的AN/BQG-5寬孔被動陣列聲納(Wide Aperture Arry,WAA)以及TB-16與TB-23被動式拖曳陣列聲納各一;此外,艦首還有一具AB/BQS-24高頻近距離主動聲納,用於冰下環境以及水雷 偵測 ;爾後這套聲納又升級為BQQ-5E,包括以更長的TB-29拖曳陣列聲納取代TB-23。WAA是目前最靈敏的被動陣列聲納,其電子佈線與高精密度聽音 陣列都裝置於艦身外,可降低潛艦本身噪音造成的干擾 ;WAA包含六個突出艦體的聽音陣列,兩舷各三個,是海狼級的外型特徵之一,此一聲納系統以計算聲音到達三個陣列的時間差來估測量目標距離。每個WAA陣面的長度與寬度都比較大,較大的寬度(垂直向)允許聽音波束做更大的垂直向調整,可提高聽音涵蓋面、對準海水匯聚的特定方向或者避免噪音干擾。BQQ-5D 聲納套件的被動聲納部分位於艦首,搭配艦身兩側的WAA,再加上負責後方的拖曳陣列聲納,使得海狼級擁有極佳的被動聽音涵蓋面 ,WAA與拖曳陣列聲納則讓海狼級獲得更好的低頻噪訊截獲能力。海狼級的TB-16拖曳陣列聲納與洛杉磯級一樣,裝置於突出於艦 體右上方的管子內,而TB-29則整合於艦體另一側的壓力殼內;而TB-16與TB-29拖曳陣列聲納的施放口則分別位於左舷水平尾舵以及傾斜朝下的安定 面上。

此 外,海狼級也廣泛地裝備了最先進的電子戰、聲納信號警告與通訊系統,例如諾格公司的AN/WLY-1水下 聲學警告/反制系統以及GTE WLQ-4(V)1電子反制系統。AN/WLY-1是先前洛杉磯級使用的AN/WLR-9A水下聲學警告/反制系統的後繼型,源於潛艦防禦作戰系統 (Submarine Defensive Warfare System,SDWS)計畫,為潛艦提供更好的水下環境意識與生存性。AN/WLY-1結合被動水聲探測裝置、後端信號處理、控制裝置、反制裝置(含聲 學誘餌發射管、聲噪干擾器等)等,自動截收敵方聲納信號(來自潛艦、水面艦、艦載直昇機或聲納浮標等)、魚雷聲納尋標器等,自動進行識別、威脅來源定位與 動態追蹤,包含曲折路徑(curvature)以及多路( multipath)測距;發現威脅後,後端控制系統會發出警告,並根據威脅型態以及動態,自動擬定最適當的作戰方案並組織各種水下反制裝置(包含聲噪干 擾器、聲學誘餌發射管等)進行自衛作戰。海狼級配備柯爾摩根光學公司(Kollmorgen Optical Company)的Type-8J Mod3搜索潛望鏡與Type-18H Mod1潛望鏡,其中Type-8J Mod3附帶EHF低頻截收機以及衛星通信天線,而Type-18H Mod1則是先前洛杉磯級的Type-18的改良型,裝配了新的光學電子系統。

在2008年,美國海軍決定為海狼級與洛杉磯級的Type-18潛望鏡進行升級,加裝一套RemoteReality的光電偵測套件,以一個12兆相素的 高解析度鏡頭取代原本只能提供窄視角的傳統光學鏡頭,新鏡頭可提供360度權方為焦點視圖,或即時捕捉高解析度圖像;此外,還整合一具不需要冷卻的新型紅 外線熱影像儀(640X480),供夜間使用,而潛艦控制室內也會配合加裝後端的彩色平面顯示器與控制、顯示軟體。此系統從2008年中開始在洛杉磯級上 進行測試。

作戰系統

美國 海軍第一種完全整合艦上所有聲納、運算與射控系統 戰鬥系統是1980年代發展的AN/BSY-1,當時美國潛艦戰鬥系統分成兩階段,第一階段的BSY-1裝備於改良型洛杉磯級(688-I),第二階段則推出更新一代的AN/\BSY-2。AN/BSY-2由奇異(GE)航太公司 承包,整合有雷松CCS MK-2戰鬥指揮系統,具有10個功能可互換的工作站與3000個Motorola系列處理器,總共有102個單元,各次系統經由高速區域網路連結在一起;萬一 有部分工作站失效,其餘顯控台能立刻接手其執行的工作。AN/BSY-2的介紹詳見「美國海軍潛艦射控、作戰系統」一文。在日後的翻修改良中,海狼級將戰鬥系統換成 與維吉尼亞級核能潛艦相同、開放式架構的AN/BGY-1作戰系統 。

武裝

與 以往的美國潛艦相比,海狼級無論在魚雷管數量、口徑或武器籌載量都大幅增加,以加強武器投射能力與持續作戰時間,並為將來換裝全新發展的武器預作準備。最 初美國海軍打算在海狼級上裝置30吋(762mm)魚雷管,並在一艘洛杉磯級潛艦曼非斯號(USS Memphis SSN-691)上裝置一門30吋魚雷管進行測試。後來其口徑遭到縮小,成為26吋的MK-69型魚雷管,但仍較以往美國潛艦慣用的21吋口徑為大,除了 預留未來換裝更大口徑新武器的空間外,以游出方式發射魚雷時也更加安靜,使敵方很難察覺自己正遭受攻擊。海狼級總共有八門魚雷管,較以往的美國潛艦多出一 倍 ,意味著每次裝填武器之後能接戰的次數多一倍,武器籌載量更大增至50枚 ;由於海狼級是專門用來獵殺蘇聯潛艦,所以並未配備專門裝填陸攻飛彈的垂直發射器,艦上可用的武裝包括MK-48 ADCAP線導魚雷、魚叉反艦飛彈、戰斧巡航飛彈等,未來也會配備發展中的先進陸攻飛彈(ALAM)。海狼級 的魚雷管配備MK-21型渦輪氣壓幫浦(Air Turbine Pump,ATP),由高壓氣體驅動一組渦輪泵浦,抽取艇外海水注入發射管;發射時,渦輪泵浦將海水高速帶入發射管,將管內的武器打出去。老式的高壓空氣 魚雷發射裝置係先將魚雷外門打開注水,注水完畢後再啟動高壓空氣筏把魚雷打出去,這種方式很容易使高壓空氣一起進入海水中,隨即釋放大量氣泡,產生持續的 轟隆巨響,而氣泡浮上水面時也容易暴露潛艦位置;雖然爾後出現了回收高壓空氣的設計來減輕這種問題,但隨之而來的卻是收回艇內的高壓空氣造成魚雷艙壓上 升,造成艙內人員身體不適。而氣壓渦輪則沒有高壓空氣進入海水或回收氣體導致艙壓升高的問題,雖然發射時仍有噪音,但不是壓縮空氣的轟然巨響,更沒有高壓 空氣入水而衍生的氣泡問題。 早期如洛杉磯級潛艦的固定排水量線性泵驅動水壓彈射魚雷管相較,海狼級的MK-21渦輪氣壓泵組件以旋轉代替直線運動,整個系統的體積重量更低,維修更便 利,發射時產生的噪音減少, 並具備更廣的發射包絡(即與更多種類的武器相容)、發射前的準備週期更短等優點。

據說海狼號試航時,曾發現航速高於25節的情況下,艦首產生的強大水流會導致魚雷管外門無法開啟,需要減低航速;據說這個問題曾導致海狼號延後服役,日後解決的情況並不清楚。 實際上,由於潛艦進行對潛作戰時,通常會降低航速,避免潛艦自身噪音干擾被動聲納運作,因此發射魚雷的航速通常不會太高。

SSN-23的設計變更

美國海軍在1999年12月10日決定 變更正在建造的第三艘海狼級潛艦吉米卡特號(該艦在1998年12月5日開始安放龍骨)的部分設計,以滿足特種任務的需求(包括情報蒐集、近岸作業、海底打撈等需求),其中最主要的變更就是在艦體後段插入一段30m長的模組,稱為 多任務平台(Multi-Mission Platform,MMP),這個結構又稱為「蜂腰」或「細腰」(wasp waist, 可容納特戰部隊使用的相關設施 (例如與維吉尼亞級類似的大型加/減壓出入艙,其出入口能與新一代ASDS先進海豹輸泳系統接合),或者是更多的武器模組、遙控載具、拋出式偵測器(Distributed Sensors)以及若干射後不理武器 (Leave Behind Weapons)等等,這些美國海軍正在開發的幾種潛艦用無人遙控載具包括釋出式載具(Stand-off Vehicles)、無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicles,UAV)以及無人水下載具(Unmanned Underwater Vehicles,UUV)等,例如供特戰任務或戰鬥任務的UUV或波音研發的BLQ-11長期水雷偵測系統 (Long-term Mine Reconnaissance System,LMRS)。「蜂腰」結構是一個置於潛艦壓力殼中的壓力艙區,在「蜂腰」與外部壓力殼艇之間的壓力與外界海水相等,「蜂腰」內部的壓力則與與潛艦其他艙間相等。「蜂腰」本身整合所有需要的管路與電纜線,其間的乘員通道寬4呎2位乘員並肩通過,乘員通道寬度約為約有4呎(1.22m),能容許兩名乘員並肩通過。此外。「蜂腰」所儲存的載具本體、載具收放開口、出入/接駁艙口以及收放遙控載具所需的絞盤纜繩等次系統,均設置於「蜂腰」與外部壓力殼之間的區域。增加這段「蜂腰」讓吉米卡特號的潛航排水量超過12000ton,最大航速約降低4節,航速20節時的噪音也比前兩艘海狼級略增2dB。

由於這些改裝,吉米卡特號下水 的期程也從最初的2001年延後至2004年6月,並在2004年9月移交美國海軍,2005年2月19日正式服役。由於設計變更以及通貨膨脹,吉米卡特號的造價高達35億美元,較前兩艘海狼級 的二十多億美金級又大幅攀升,是目前全世界最昂貴的核能攻擊潛艦。

服役經歷

由於海狼級數量稀少,而且具有極端寂靜的優勢,因此在艦隊中可能以執行高機敏性、高風險任務為主,包括各種情報蒐集與偵察、跟蹤敵方潛艦蒐集聲紋數據等。在2007年,海狼號(USS Seawolf SSN-21)的140名人員獲得集體功勳單位獎章(Meritorious Unit Commendation,MUC);在2009年,海狼號再度獲得海軍單位獎章(Navy Unit Commendation,NUC),這些受勳紀錄都意味著成功完成了某些高風險的任務。

此照片攝於海狼級二號艦康乃迪克號(SSN-22)在2003年於ICEX 2003演習時突破冰層上浮

期間;一隻北極熊前來探查康乃迪克號突出冰層的垂直尾舵,整個過程都被康乃迪克號的

潛望鏡拍攝,並投影在控制室的顯示屏上。這隻北極熊探查了康乃迪克號尾舵長達40分鐘

才離開,期間並沒有造成康乃迪克號的損傷。

在2011年3月,海狼級二號艦康乃迪克號(USS Connecticut SSN-22)以及一艘維吉尼亞級(Virginia class)核能攻擊潛艦新漢普夏號(USS New Hampshire SSN-778)從阿拉斯加普拉德霍灣( Prudhoe Bay)出發,前往北極進行ICEX演習;美國海軍曾透露,康乃迪克號的任務與美國海軍和華盛頓大學應用物理實驗室(University of Washington Applied Physics Laboratory)的合作項目有關,包括測試裝備、在冰下環境進行特定的操作等。

在2009年9月,海狼號進入乾塢展開為時三年的更換燃料棒與大修工程,並在2012年4月重回太平洋艦隊服役。在這次翻修中,海狼號更新了艦上許多裝備,例如換裝與維吉尼亞級核能攻擊潛艦相同的AN/BGY-1戰鬥系統等。

依曾在CIA、NSA擔任技術人員的愛德華·斯諾登(Edward Joseph Snowden)於2013年6月披露的NSA機密資料,吉米卡特號的 其中一項任務,就是在各國海底電纜設置監聽裝置以及定期收取資料,或者在海床打撈敵國機敏軍事武器裝備的碎片等;這類任務延續自冷戰時代的「長春藤鐘」(Ley Bell,詳見比目魚號核子動力巡航飛彈潛艦一文)等,新的任務代號包括「Oakstar」、「Stormbrew」、「Blarney」 和「Fairview」等。在吉米卡特號服役之前,這項任務由經過特殊改裝的鱘魚級核能攻擊潛艦蝴蝶魚號(USS Parche SSN-683)負責,該艦在2004年10月除役。