機敏級攻擊核潛艇(機敏級核潛艇):發展沿革,研製背景,建造沿革,技術特點,動力設計

機敏級攻擊核潛艇（英文：Astute-class nuclear-powered attack submarines，因為本級艇艇名均以字母“A"開頭，也將本級艇稱為A型潛艇），是英國皇家海軍隸下的最新一級戰術攻擊核潛艇。

機敏級攻擊核潛艇滿載排水量7400噸，計畫建造七艘，三艘服役，四艘在建，由英國BAE系統巴羅因弗內斯造船廠建造，1997年前三艘機敏級簽約，研發、設計與建造的契約總值將近20億英鎊，但由於設計幾經變更、技術流程、成本持續上揚、通貨膨脹、駐伊英軍開銷龐大等原因，至2008年，機敏級計畫已經超支48%（約12億英鎊），進度延遲達到47個月。至2009年11月，由於許多技術問題與計畫管理問題，機敏級的進度落後累積到57個月，總成本超支53%（13.5億英鎊）。

機敏級攻擊核潛艇的艦體基本設計大致上與特拉法加級類似，沿用改良自抹香鯨型的艦體，但長度與寬度增加，潛航排水量放大到7400噸左右，以搭載更強大的動力系統與更多武器。機敏級的艦體細部造型十分光滑簡潔，帆罩造型與前衛級戰略核潛艇相似，都為向上漸縮型，以降低航行時產生的噪音以及受到的阻力。機敏級的艦體表面也敷設能隔絕本身噪音並降低敵方主動聲納回波的隔音瓦。

基本介紹

中文名稱：機敏級攻擊核潛艇
英文名稱：Astute-class nuclear-powered attack submarines
前型/級：特拉法爾加級攻擊核潛艇
次型/級：本級艇為最新
研製時間：1994年7月
服役時間：2010年8月27日
定型時間：2001年
國家：英國

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發展沿革

研製背景

為了取代上世紀七十年代服役的快速級攻擊核潛艇以及80年代成軍的特拉法爾加級攻擊型核潛艇，皇家海軍在80年代末期便開始規劃新一代的攻擊核潛艇。1987年，一向為皇家海軍建造潛艇的維克斯公司（VSEL，現隸屬BAE旗下）獲得皇家海軍契約，展開名為“W級”（SSN-20）的新一代攻擊核潛艇計畫，滿載排水量預計為6000噸，將使用與英國當時正準備建造的新一代前衛級（Vanguard class）戰略核潛艇相同的羅爾斯·羅伊斯PWR-2壓水堆，並配備與美國洛杉磯級攻擊核潛艇相似的飛彈垂直發射系統。

VSEL在1991年八月提出名為“第二批特拉法加級潛艇”的新一代潛艇計畫，以特拉法加級的基本設計為基礎加以改良，換裝最新型的動力、電子與武器系統以及PWR-2壓水堆，以儘可能節省時程並降低成本、風險。皇家海軍原先計畫在1994年訂購首批這種“特拉法加II”級，並於2001年開始服役。最初“特拉法加II”只能算是一個用來替換快速級的過渡性計畫，而英國國防部在1998年戰略審查（StrategicDefenceReview，SDR）之中，還在規劃全新的“未來攻擊潛艇”（FASM）攻擊潛艇以取代特拉法加級，最初預計在2009到2012年開始服役。

建造沿革

計畫確立

1994年7月，英國國防部對國內相關造艦廠商下達新攻擊核潛艇的要標書，在1997年3月17日，皇家海軍正式與GEC公司簽署機敏級的設計、發展、系統整合與建造首批三艘的主契約，總值將近20億英鎊（約32億美元），契約內容也包括三艦進入服役開始4.5年的後勤保障。1998年戰略審查報告（1998 SDR）中，皇家海軍決定把攻擊核潛艇陣容由現行12艘減至10艘，並正式將“特拉法加II”命名為機敏級，並在同年決定採購第一批三艘來取代較晚除役的三艘快速級潛艇。在2001年9月，英國國防部與FAST英國分公司簽署價值3億英鎊的契約，負責機敏級整個30年服役周期的人員訓練契約。

延期建造

2002年初，首艦機敏號所需的各主要船段與次系統已經從次承包商運抵總裝的Barrow廠船塢，然而整個建造與細部設計工作進展卻明顯減緩，情況嚴重到BAE無法向英國國防部隱瞞。BAE一開始表示工作延誤是由於工程複雜度過高，以及B熟練的員工被調去整修四艘皇家海軍除役、授與加拿大的擁護者級攻擊潛艇，導致機敏級進度被拖慢。在2002年7月，英國武裝力量部長宣布，首艦機敏號原訂2005年6月成軍服役的目標無法達成，但仍希望能在2004年下水，並在2006年年底前服役。然而，機敏級計畫的情況卻沒能好轉，到2002年底，BAE與英國國防部關於機敏級契約的財務協商宣告破裂。

機敏級計畫嚴重後，最大的問題在於這是BAE第一次使用CAD軟體來設計核潛艇，導致整個設計與造艦部門的主要工作流程都要修改；而在設計機敏級時，短短18個月內，BAE旗下船廠又得到兩艘不列顛級船塢運輸艦以及一艘海浪級艦隊油船的訂單，同時間還要因應引進CAD帶來的重大改變，自然手忙腳亂。不只是機敏級，不列顛級與海浪級的設計建造工作都遭遇大幅延遲。

預算撥付

2004年7月21日，英國國防部公布一份國防報告（Cm6269），其中提到將攻擊核潛艇部隊從原本戰略防衛審（SDR）中的10艘刪減至7艘，而7艘攻擊核潛艇的陣容最後全部會是機敏級。

2007年2月27日，英國國防部與BAE宣布就第二、第三艘機敏級的造價達成協定。

2010年3月25日，皇家海軍宣布，英國國防部已經將機敏級五號艦的初期建造契約給BAE，價值3億英鎊，並展開六號艦的先期採購，總價值3億英鎊。

2012年6月，英國國防部下達第七艘機敏級所需的反應器的訂單，由羅爾斯·羅伊斯位於Raynesway的設施建造。英國國防部在2010年10月公布的戰略審查報告中，正式確認將建造第七艘機敏級。英國皇家海軍“機敏”級核潛艇第三艘機警號核潛艇於2015年12月正式交付。

技術特點

動力設計

機敏級採用的PWR-2壓水堆是英國第一種完全自行設計的潛艇用核反應堆，之前首度裝備於前衛級，帶動兩具GEC的蒸汽渦輪，驅動一具羅爾斯·羅伊斯的泵噴射幫輔推進器，潛航極速可達30節左右。原本前衛級的PWR-2的燃料棒使用壽命約25年，而機敏級的燃料棒濃度更高，能使用30年左右，以配合較長的預定使用壽命，在整個壽命周期中都無須進行費時費錢的燃料棒更換工程；而英國還打算在第七艘機敏級上換裝新一代反應堆，每次填充燃料可運轉40年。機敏級的核能推進系統的熱交換器由法國造艦局（DCNS）設計製造；在2001年，DCNS就成為BAE的熱交換器首選供應商。

相較於特拉法加級易遭腐蝕的上一代噴射推進系統，機敏級的泵噴射推進器是全新的設計，大大改善了這方面的問題。艦上還有兩具備用的柴油機，必要時可作為發電以及推進主機，還能在艦上起火時啟動來消耗空氣。機敏級的操縱面維持與過去英國潛艇相似的構型，前水平翼位於艦首上方，尾翼為十字型。機敏級所有的控制面均採用外部制動設計，以儘量減少需要穿過壓力殼的機械系統，並簡化艦尾控制面的複雜度。機敏級採用CAE的新型全數位化船艦操控管理系統，功能包括操縱、航行、深度控制以及船艦各系統的管理。由於自動化程度高，機敏級只需編制97名官兵。

艇電系統

機敏級採用新開發的機敏級戰鬥管理系統（ACMS），是前衛級、改良後的特拉法加級與快速級的戰術武器系統（TWS）的提升型，其操縱軟體於2002年7月由廠方接收。ACMS是種採用開放式架構並高度整合的系統，負責整合所有感測系統傳來的信息，並將真時的資料顯示於艦上各操控台，此外還整合有火控與武器系統。原本改良特拉法加級的SMCS的中央處理節點採用多Intel處理器、顯控台為使用UnixSolaris作業系統的SPARC處理器，ACMS則同樣以SPARC處理器取代原本的中央核心，實現了系統完全Unix/SPARC化，使得整合工作變得更加容易。

機敏級的聲納系統為泰雷茲水下公司（Thales Underwater Systems）的2076型整合式主/被動聲納系統，整合有2074型艦首主/被動陣列聲納、寬孔徑側面被動陣列聲納、拖曳陣列聲納以及敵方主動聲納截收系統，而特拉法加級與快速級在現代化改良中也換裝了此一高度整合的新型聲納系統。此外，本級艦還擁有Atlas Hydrographic的DESO-25（英方稱之為2077型）冰下高精確度測距聲納，能在10000m的範圍內精準地偵測海域中的物體與距離。艦上的電子系統大量採用COTS商規組件，以降低壽命周期的整體維護成本並利於隨時升級。

機敏級裝備有ThalesOptronics的新型CM-010非穿透性光電潛望鏡組，包含低光度電視攝影機、TVCCD、紅外線熱影像儀與穩定性等裝備。光電潛望鏡的性能與功能比傳統潛望鏡更為多元，能在伸出水面後迅速進行360度影像掃瞄，在極短時間內完成偵搜工作，將資料儲存到計算機里，減少潛望鏡暴露在水面上的時間。CM-010光電桅桿省略了傳統光學通道（由面鏡組一路反射至於底下的接目鏡讓人員觀看），因此不需要穿透壓力殼，桅桿上感測器獲得的數字影像利用電子信號的方式傳至顯示器上。

收於帆罩內的伸縮桅桿組由Thales Optronics以及Mc Taggart Scott製造，除了潛望鏡之外還安裝有1007型I頻平面搜尋雷達、Raytheon Successor IFF敵我識別系統、電子支援系統以及通訊情報截收裝置（CESM）等等。英國核潛艇向來擁有完善的通訊情報蒐集裝置，能對電子情報進行截收、識別與定位，還有通訊監視功能。後期型的機敏級可能會換裝新型的適形陣列（Conformal Array）聲納系統。英國BAE為美國第三批維吉尼亞級攻擊核潛艇主導開發包含有適形陣列聲納系統的整合式艦體前段，相同技術未來也將套用於後期型的機敏級上。

武器系統

武裝方面，機敏級配備六具533mm魚雷管，較以往的英國攻擊潛艇多了一管，而魚雷艙的搭載量也增至30件武器，因此全艦總共可攜帶36件武器；不過機敏級並未裝設原先W級打算使用的垂直發射系統。機敏級的魚雷發射管採用渦輪氣壓幫輔（ATP），由一組高壓氣體驅動的渦輪泵浦，抽取艇外海水注入發射管，發射時則將魚雷管內海水加壓，將武器打出去。魚雷發火控制系統由英國S&W負責，具備程式化、可控制排水量的供氣系統，稱為可程式化開啟筏（PFV），能根據各種參數（包括潛艇速率、潛航深度、武器類型、現有壓縮空氣壓力等等），自動調節每次發射時的供氣量，製造最恰當的脈衝射流來發射武器，故可大幅能量使用效率，減少不必要的能量消耗與噪音；

當高壓供氣系統壓力降低時，PFV就會增加ATP筏門的排水量，以保證發射武器的初速不受影響。英國在80年代末建造的擁護者級柴電攻擊潛艇是英國第一種採用ATP的潛艇，而機敏級的ATP魚雷發射系統與程式化控制系統便是由擁護者級進一步發展改良而來。機敏級的魚雷發射系統能使用英國自製的第二代旗魚（大推力熱力發動機驅動，最大速度高達80~90節）/虎魚（電力推進）線導魚雷（21世紀初期完全由旗魚魚雷取代）、美制AGM-84反艦飛彈以及美制戰斧BlockIII/IV巡航飛彈以及各式水雷等，使得機敏級擁有與美國潛艇不相上下的武器運用彈性。

機敏級未來還打算配備水下遙控無人載具（UUV），以及研擬中的FOSM計畫的光纖/目視導引短程多用途飛彈武器系統等新裝備。FOSM飛彈主要用於近岸環境下對付敵方快艇、小型海岸防禦工以及反潛定翼/旋翼機等目標，這是為了應付地區性衝突而做的準備。現FOSM計畫有力的競爭者之一，是德、法、意EADSLFK企業集團的海神（Triton）光纖導引潛射短程多用途攻擊飛彈。

性能數據

參考數據
水上排水量	6000噸
潛航排水量	7400噸
水上吃水	35英尺（10.7米）
潛航深度	2000英尺（610米）
全長	91.7米
全寬	11.3米
艇體結構	單層外殼
動力系統	1×羅爾斯·羅伊斯（Rolls Royce）PWR-2壓水式反應堆/27500馬力2×GEC蒸汽輪機 1×羅爾斯·羅伊斯（Rolls Royce）噴射推進器
推進	單軸噴射推進器
水上極速	20節
潛行極速	32節
自持力	80晝夜
乘員	97人

船電武裝
主要武裝	6×533mm魚雷發射管（發射管內6枚，彈倉裝載30枚，可使用旗魚/虎魚魚雷、UGM-84魚叉反艦飛彈、UGM-109戰斧巡航飛彈或水雷)
雷達	1×Type-1007 I頻平面搜尋雷達
聲納	Thales Underwater Systems Type-2076整合式艦首主/被動聲納系統 (包括Type-2074艦首主/被動陣列聲納、寬孔徑側面被動陣列聲納、拖曳陣列聲納以及敵方主動聲納截收系統)
——	DESO-25（Type-2077）高頻冰下聲納
作戰系統	ACMS戰鬥管理系統
其他	Thales Optronics CM-010光電潛望鏡組(含低光度電視攝影機、TV CCD與紅外線熱影像儀)

後續設計

原本皇家海軍在1990年代規劃的“未來攻擊潛艇”（FASM）在2001年5月被改為未來水下戰力（MUFC），服役時程大幅推延到2020到2030年間。在2004年6月，美國DefenseNews的報導表示，MUFC提出以一種共通設計，衍生出攻擊核潛艇與戰略核潛艇的構想，不過日後英國新一代戰略核潛艇計畫仍是獨自進行，成為繼承者級。MUFC應該仍將由BAE的Barrow船廠負責設計工作，預計大量使用全新開發的技術，可能包括新一代整合式核能電力推進系統與新型推進器、多用途垂直發射器、整合水下無人載具等，並提升潛艇的靜音性能。MUFC的前身FASM原本預計取代特拉法加級，而現階段MUFC則應該是作為機敏級的替代者；在2035年時，首艘機敏級就會達到25年役齡。

本級艇

序號	舷號	艇名	現狀	下訂	開工	下水	服役
1	S119	機敏	交付服役	1997年3月17日	2001年1月31日	2007年6月8日	2010年8月27日
2	S120	伏擊	交付調試	1997年3月17日	2003年10月22日	2011年1月6日	2013年3月1日
3	S121	機警	交付調試	1997年3月17日	2005年3月11日	2014年5月17日	2015年12月
4	S122	勇敢	建造中期	2007年5月21日	2009年3月24日	——	預計2018年
5	S123	永恆	建造初期	2010年3月25日	2011年10月13日	——	預計2020年
6	S124	堅定	建造初期	2010年3月25日	2013年7月18日	——	預計2022年
7	S125	雄壯	契約確認	——	——	——	預計2024年

五號艇以英國近代海軍改革者，海軍上將喬治·安森命名，取永恆之意；六號艇（HMS Agamemnon）取名自希臘神話諸王之王阿伽門農，原名意為堅定；七號艇（HMS Ajax）取名自希臘神話忒拉蒙之子埃阿斯，原名意為雄壯。

服役動態

2018年4月16日，英國《每日快報》報導稱，一艘英國機敏級核潛艇在地中海海域被迫和不只一艘的俄羅斯潛艇玩了一場“貓和老鼠”的遊戲。由於基洛級潛艇的隱蔽性優異，它被北約方面稱為“黑洞”。

不僅如此，《星期日泰晤士報》還透露，兩艘驅逐艦和一架反潛飛機也參與了對英國潛艇的“獵殺”。

報導稱，這艘機敏級潛艇花了好幾天的時間才躲開了俄羅斯的偵查。然而為時已晚，它錯過了對敘利亞的打擊行動。

機敏級攻擊核潛艇