發展沿革,研製背景,建造沿革,服役歷程,技術特點,設計特點,艇型結構,動力系統,艇載武器,水聲系統,艇電系統,隱身技術,性能數據,衍生型號,服役動態,該級各艇,總體評價,
發展沿革
研製背景
093型攻擊核潛艇的預研工作最早可以追溯到20世紀60年代末,當時中國海軍主抓兼顧科研訓練實戰的“09-I”項目的同時,相關單位就開始就新一代攻擊核潛艇的發展進行了早期論證和研究。隨著對“09-I”項目研製的不斷深入,對新型核潛艇的技術要求和定位也更加理性科學。20世紀70年代,中國成功的研製了091型攻擊核潛艇,但其存在著很多不完善的問題,因此091型建造完畢不久,第二代攻擊核潛艇的研製馬上提上日程,科研人員在對091型核潛艇進行升級改造的同時,也開始為新型核潛艇的研製做準備工作,1983年7月中國軍方領導正式批准了“09-III”項目的發展計畫。項目發展初期,科研人員將關鍵的核動力系統放在了首要位置來考慮,通過多次討論,確認新一代攻擊核潛艇的動力系統應該具備大功率、長壽命、高可靠性等特點,重點突破自然循環技術,以提高潛艇的靜音性能和整體戰術技術指標。
令人遺憾的是,隨著091型攻擊核潛艇的建造逐漸結束,核潛艇項目的經費卻出現了嚴重不足。由於核動力推進系統需要資金、技術方面進行大量的投入,而當時中國正處於國家發展戰略調整階段,主要精力放在了經濟建設方面。對於相關領域投入不足,再加上當時中國工業基礎水平仍然較為落後,造成很長一段時間內無法解決新型核動力系統和艇載武器的技術難題,“09-III”項目研發進展緩慢甚至曾一度停滯。
建造沿革
20世紀90年代,隨著冷戰的結束,蘇聯的解體,中國的國家安全形勢和環境有了明顯的變化,中國海軍的作戰任務也由抗擊強敵入侵轉變為強敵干涉背景之下的國家統一之戰。在這種情況下,攻擊核潛艇的作用更加重要,而當時在役的091型攻擊核潛艇雖然經過多次改進,但是受到原始設計的限制,其戰術技術指標與世界先進核潛艇存在著較大的差距,並且升級潛力已經挖掘完畢,所以海軍亟需新一代攻擊核潛艇。在這種背景之下,093型攻擊核潛艇重新被提上日程。
1990年,091型核潛艇最後一艘405艇歷經13年的建造試航最終交付部隊,時任中國中央軍委主席江澤民在視察405艇時指出:“核潛艇不能斷線”。在當時部分配套系統,特別是關鍵的潛用核反應堆設備的生產實際已經開始“斷線”的情況下,這一決策為“09-III”項目及時恢復上馬起到了關鍵作用。之後在已近古稀之年的091型核潛艇總設計師黃旭華院士等老一代“09人”的帶領下,新一代“09人”隊伍在經費緊張的90年代艱難地恢復著“09-III”項目的研製工作,那些因為核潛艇項目暫時中止而轉向民用生產製造的核潛艇研製生產人員也重新聚攏在一起。
1998年12月,093型攻擊核潛艇首制艇在中國遼寧渤船重工(即
渤海造船廠)開工建造,2002年建成下水,2003年後進行了長期試航,這段期間093型核潛艇的相關報導頻繁見於世界各國媒體,但是其一直沒有公開出現。
2006年12月時任中國中央軍委主席胡錦濤親自為這艘標誌著“09工程”新階段里程碑的核潛艇主持了隆重的服役授旗儀式,舷號407,艇名定為“長征7號”,並正式入役。2號艇在2008年服役,舷號408,艇名“長征8號”。兩艇完工後均加入中國南海艦隊潛艇基地服役。第二批建造的093型潛艇從2012年開始,一艘為093A型,在093原型艇的設計上進行了修改,改善了動力系統和聲學性能,已服役。最新建造的一艘為093B型,2015年5月的谷歌地圖顯示,該艇已進入交付狀態。
服役歷程
2007年7月16日,中國軍方舉辦的以“我們的隊伍向太陽”為主題的建軍80周年成就展中,093型核潛艇首次以掛圖中的“新型核潛艇”和模型的形式低調公開亮相。該型核潛艇與091型攻擊核潛艇相比,最大的外觀特徵就是水平的指揮台圍殼頂部以及艇體上五段長短不一,上下錯開的排水孔。自此,093型攻擊核潛艇正式公開在公眾面前出現。093型攻擊核潛艇計畫建造6-8艘,現已有2-4艘同型艇服役。
技術特點
設計特點
093型攻擊核潛艇的研製服役歷程說明093型首先解決的是核潛艇研製生產不能斷線的問題,因此在技術上必然要重視對091型核潛艇的繼承,而091型在服役後也進行了大量的技術完善工作。此外093型研製期間,正值核潛艇相關係統中途斷線且技術儲備非常薄弱的時期,部分配套子系統是和潛艇一同新研的,其性能相對世界先進水平仍有差距,進度也有拖延,因此093型在總體技術水平上相對091型提高較為有限,這也是其首批建造數量甚至要比094型戰略核潛艇還要少的一大原因。綜合這些因素來分析,對093型的性能指標期待過高是不現實的。
093型攻擊核潛艇的研製建造雖然受工程斷線的影響經歷了一些挫折,但093這一項目總體仍是成功的,其諸多設計細節更接近西方先進核潛艇,諸如機翼剖面狀指揮台圍殼,分段縱縫式流水孔等都體現了科研人員在有限條件下力所能及去提高潛艇技戰術性能的努力。093型與法國的紅寶石級攻擊核潛艇相比,其噸位更大,攜帶武器裝備更多,可用於降噪設備布置的空間更寬裕,噪聲水準更優秀,綜合性能應該好於紅寶石級核潛艇。
艇型結構
艇型
093型攻擊核潛艇從外型來看依然採用了水滴線型設計,其平行的艇體舯段長度明顯比091型更長,為標準的拉長水滴線型。從線型上講,拉長水滴線型具有和水滴線型相似的水動力性能,卻避免了水滴型線形耐壓殼體建造難度高、艙內設備布置困難的弊病。在總體布局上,093型依舊採用091型潛艇上成熟可靠的圍殼舵、錐尾、單軸單槳、尾十字舵形式,為水滴型潛艇標準的常規布局。從美國核潛艇線型發展情況來看,自鰹魚級上使用了水滴型常規總體布局後,一直延續沒有做出過大的改動。因此,093型核潛艇線上型設計和總體布局設計方面,是與世界核潛艇發展基本同步的。此外093型上再次採用這個既成熟,性能又優異的布局形式,可以充分保證項目實施的可靠性,保證工程進度。而中國通過在水動力和線型設計上的科研積累,線上型上的進一步最佳化,可以保證093型核潛艇在水下航行性能上有所突破,在核動力推進系統功率足夠,與艇體噸位匹配較好的情況下,093型完全有可能取得比較優異的水下航速和水下機動能力。
指揮台
093型的指揮台圍殼也採用了新的形式,它未沿用091型“官帽樣式”的造型,而採用了西方國家的橫截面積小,造型瘦長的機翼剖面狀圍殼。圍殼前後緣都垂直於甲板基線,造型瘦長橫截面比較狹窄,整體顯得較為苗條,這也讓艇體看上去顯得更修長,可以改善水動力性能。美國在後期潛艇設計上,也都傾向於採用機翼剖面類造型的圍殼。091型上過於高大的指揮台圍殼不僅增加了潛艇水下航行阻力,影響潛艇最大航速,在潛艇高速迴旋下,也會讓潛艇產生突然的橫向滾動影響潛艇的安全,而且指揮台圍殼面積過大也提高了艇體聲反射強度。而這種新型圍殼可以降低流經圍殼的水流對潛艇後艇體段的水動力干涉,有利於改善後艇體段和尾部螺旋槳流場的均勻和穩定性,而且對降低核潛艇水動力噪聲和螺旋槳輻射噪音等也會有較大好處。
動力系統
093型攻擊核潛艇的核動力裝置沒有公開數據,可以肯定的是並沒有使用傳說中的“高溫氣體循環反應堆”,這種反應堆還在實驗室進行研究,而即使研製成功其微弱的熱功率遠遠不能滿足093型的推進需要。在研製093型攻擊核潛艇的時期,中國潛艇用核反應堆技術上仍然立足於對上一代反應堆的完善。因此093型使用的還是第一代成熟可靠,性能穩定的新型改進壓水堆,一迴路系統或許採用“重力循環”的自然循環方式或傳統的“外壓式”循環方式。發動機功率應該在38000馬力左右,較091型的不到20000馬力有很大提升,並且在安靜性和安全穩定性方面也更好。與世界其他國家的第一代核潛艇類似,091型攻擊核潛艇在早期服役生涯中反應堆曾多次出現故障,而且艇內抗輻射設施也比較簡陋。因此093型攻擊核潛艇的服役,意味著中國海軍終於擁有了一款安全可靠,在實戰中能夠比較穩定運行的核潛艇。
中國的核動力推進系統在核動力裝置的熱功率和推進裝置的轉換效率方面都與西方國家存在一定差距。因此,093型核潛艇的新型壓水堆推進系統,可能並不能讓其在最高航速上獲得較大突破,能夠達到26至28節之間的水平,就已經是巨大的進步。但實際上,潛艇不同於水面艦艇,高航速只在奔赴戰區時使用,真正作戰時,為防止敵方監測,都是低速航行。新型壓水堆除改善了安全性能和功率外,在反應堆緊湊化設計上或許有所突破,並具備一定的自循環能力。雖然在自然循環功率上,尚難達到世界先進自然循環反應堆的水準,但應該能達到美國鱘魚級核潛艇上S5W型壓水堆的水平,與洛杉磯級攻擊核潛艇使用的S6G自然循環反應堆尚有差距。
艇載武器
093型攻擊核潛艇仍然採用艏部6具533毫米魚雷發射管布局,可以使用魚-3型電動聲自導魚雷,魚-6型熱動力線導魚雷,其中魚-6型熱動力線導魚雷,與美國的MK48魚雷類似,口徑533毫米,採用奧托-2液體燃料提供動力,最高航速48節,最大射程50千米,具備線導、主被動聲自導或尾流自導等多種方式導引。採用線導方式時,潛艇可根據魚雷傳遞迴來的信息對魚雷進行彈道修正,提高魚雷的命中精度。主、被動聲制導系統採用了全新的數字式計算機及數據處理系統,提高了信息數據的存儲量及處理速度,可在較為複雜的水聲環境中對目標進行搜尋、跟蹤,並可在丟失目標後執行再搜尋的能力。該型魚雷與MK48重型反潛魚雷的作戰性能處在同一水平,完全可以滿足打擊高航速、大潛深潛艇的作戰需要。
093型潛艇還具有從水下發射反艦飛彈的能力,可通過乾式無動力方式發射鷹擊-82反艦飛彈和和鷹擊-84反艦飛彈(鷹擊-83反艦飛彈潛射型),未來還有可能裝備鷹擊-18反艦飛彈,總備彈量在20枚以上。這些魚雷和飛彈的裝備,配合新型射擊指揮儀和主被動聲吶探測系統,大大提高了核潛艇的打擊能力,也讓093型具備了立體打擊手段,可以在遠距離攻擊水面艦艇,避免接近敵方而被發現,作戰能力和生存能力大大增強。此外根據中國039型潛艇的指揮艙圖片看,其已經裝備自動化程度高,信息化能力強的新一代潛用指揮控制系統。而093型攻擊核潛艇的研製時間比039型更晚,因此其使用的指控系統必然比039型潛艇更先進,其多目標打擊能力應該已具備西方國家核潛艇20世紀80年代末的水平。
水聲系統
093型攻擊核潛艇裝備的H/SQG-207型綜合聲吶與DUUX-5改進型寬孔徑低頻舷側陣聲吶,技術性能先進,探測距離遠,搜尋精度高,多目標跟蹤能力強。中國的H/SJG208拖曳線列陣聲吶在1997年左右就已經裝備在某型調查船上使用,而且新服役的052B/C新型驅逐艦以及054A護衛艦上也都裝備了拖曳線列陣聲吶,說明中國在艦船拖曳線列陣聲吶方面的技術已經成熟,因此093型攻擊核潛艇上裝備拖曳線列陣聲吶的可能性也很高。總體來看,093型核潛艇的水聲探測設備能力與自動化控制系統水平,應該與早期洛杉磯級攻擊核潛艇水平相當。
艇電系統
093型攻擊核潛艇裝備新型雷達和新型射擊指揮儀。
隱身技術
093型攻擊核潛艇的流水孔採用了分段縱縫式流水孔,與091型的長條縱縫流水孔相比,這種分段布置的形式,縮短了各段流水孔的縱向長度,提高了流水孔開口處的外殼體鋼板強度,對避免雙殼體潛艇高速航行下瑞流導致的外殼體鋼板諧振,減少大量水動力噪音的產生有較大幫助。另外從093型核潛艇的外表面可以看出,其光順度與加工工藝顯然要比091型核潛艇優秀的多,這是因為使用了規格更高,性能更先進的消聲瓦,在消聲瓦上還粘附了一層整體柔性蒙皮材料包裹,這層材料不僅對消聲瓦引起的降低潛艇速度的流體阻力起到減小作用,還能大大降低潛艇的機械噪音,降低敵方聲吶的搜尋距離,顯著提高核潛艇的隱蔽性。
隨著中國國防工業加工能力的增強,核潛艇上的減速齒輪,傳動軸等機械部件的加工精度會有較大改善,精度更好的機械傳動部件在運轉時的機械衝擊力會減小,另外通過設備上使用減振浮筏技術,管路採用吸聲材料等,使機械振動噪音明顯降低。中國在039型潛艇上已經安裝了7葉大側斜螺旋槳,因此093型核潛艇上將會採用空泡性能更好,噪音水平更低的新型7葉大側斜螺旋槳。經過這一系列新的降噪措施和靜音技術,093型攻擊核潛艇的噪音分貝等級應該好於俄羅斯的671型攻擊核潛艇III型(維克托級III型),與洛杉磯級攻擊核潛艇早期型處於同一水平線上,並接近其改進型的噪音分貝等級,這對中國核潛艇的靜音水平來說是巨大的提高。
性能數據
艇體參數 |
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艇長 | 103米
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艇寬 | 10.5米 |
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吃水 | 10米 |
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水上排水量 | 5300噸(正常)
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水下排水量 | 6800噸(標準) |
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航速 | 14節(水面) 26節-28節(水下)
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潛深 | 300米 |
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自持力 | 100天 |
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儲備浮力 | 30% |
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艇員編制 | 90人 |
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傳動 | 單軸單槳 |
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動力系統 | 渦輪-電力推進 1台新型改進壓水核反應堆,功率約38000馬力
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衍生型號
093型攻擊核潛艇的首批艇存在較多的局限,首先就是它的核反應堆功率不足,水下航速偏低,這個速度為戰略核潛艇低速護航尚可,但是用來和敵方第三代核潛艇進行對抗或者跟蹤核動力航空母艦就比較困難。另外093型的武器搭載能力較低,因為首批艇沒有配備垂直發射系統,只能使用魚雷發射管發射武器,考慮到反潛及反艦任務的要求,能夠搭載的反艦飛彈和巡航飛彈的數量就比較有限,從而限制了093型攻擊核潛艇的作戰能力,尤其是多用途作戰能力方面。因此在完成了2艘基本型的建造之後,採用一貫的“小步快跑”的辦法對其進行深入改進。
2012年一張新型核潛艇停泊在船廠碼頭的照片出現,該艇一度被傳為中國新型的095型攻擊核潛艇,之後隨著更多信息和圖片的出現證實,其實際上是093型攻擊核潛艇的改進型號,按照一般命名規則稱其為093B/G/A型。從2011年開始,在不到四年的時間裡,093B型已經建造2至4艘,與091型核潛艇歷時20多年才艱難建造5艘的往事相比,差距甚大。這也說明中國核潛艇在建造流程工藝上已經走向成熟,可以像先進常規潛艇一樣批量生產。
093B型比093型加長了8至10米,在指揮台圍殼後面增加一個表面微微凸出艇體的“小龜背”艙段,被認為是搭載特種作戰人員或用於發射
鷹擊-18反艦飛彈或
長劍-10巡航飛彈的海軍型。由於在各類遠程對陸攻擊巡航飛彈發射平台中,核潛艇是其中隱蔽性最高,攻擊突然性最強的一類。美國和蘇聯海軍
冷戰後期裝備的攻擊核潛艇已普遍具備發射對陸攻擊巡航飛彈的能力。因此,093B型新增加的艙段應該是用於發射巡航飛彈,當然核潛艇也可以使用魚雷發射管發射巡航飛彈,但飛彈發射深度的限制會影響潛艇攜帶其他雷彈的數量,這對潛艇的戰術使用非常不便。美國洛杉磯級的後31艘改進型就用在艇艏增加的12個戰斧巡航飛彈垂直發射管代替了原先的魚雷發射管發射。
093B這一艙段的尺寸以及開口外形,至少可容納12枚長劍-10這樣的重型巡航飛彈,4艘093B型理論上可以齊射40枚以上的長劍-10巡航飛彈,這將使中國軍隊對敵方陸上乃至縱深戰略目標打擊有了更強的選擇,足以對周邊國家和地區形成巨大的威懾力,同時還保留了093型的重型魚雷和反艦飛彈攜帶能力。
093B型在艇體外型上有所修改,其指揮台圍殼前緣採用了和
元級潛艇類似的圓弧型過渡設計,對降低高速航行時的水下阻力和噪音有很大幫助。另外其舷側陣聲吶的陣列數量和外形也有改變,進一步強化了潛艇的水下感知能力,隨著中國先進常規潛艇的發展,其配套成果也開始被套用到093B型上。093B型服役2至4艘後,加上2艘093基本型和2艘仍能承擔一定訓練任務的091改進型,中國海軍攻擊核潛艇的數量將首次達到6至8艘,這樣就能夠真正實現大洋深處的常態化部署,為092/094型戰略核潛艇駛往發射陣地護航。此外093B型不僅是中國海軍第二代攻擊核潛艇的主力,很可能還承擔著為中國第三代攻擊核潛艇095型的部分子系統進行技術驗證的任務。
服役動態
2006年12月,時任中國中央軍委主席胡錦濤主持了093型攻擊核潛艇首艇407艇的服役授旗儀式。
2013年,時任中國中央軍委主席習近平檢閱了093型攻擊核潛艇407艇和094型戰略核潛艇409艇。
2013年12月至2014年2月,中國海軍093型攻擊核潛艇從海南基地出發,遠赴印度洋進行了三個月的巡航,這是中國海軍核潛艇“首次在印度洋進行前沿布署”,標誌著中國海軍核潛艇遠洋作戰能力達到一個新的水平。
2015年,中國海軍093型攻擊核潛艇前往印度洋配合其他艦艇執行遠洋任務。
2018年4月12日上午,時任中國中央軍委在南海海域舉行海上閱兵,中國國家主席習近平乘坐173長沙號驅逐艦檢閱了各型艦艇,其中包括兩艘093型和兩艘093B型攻擊核潛艇。
該級各艇
型號 | 艇號 | 隸屬 | 開工日期 | 下水日期 | 試航日期 | 服役日期 | 現狀 |
093 | 407 | 南海艦隊 | 1998.12 | 2001/2002.12 | 2002/2003 | 2006.12 | 在役 |
408 | 南海艦隊 | / | 2003.12 | / | 2008 | 在役 |
093B | / | / | 2011 | / | / | / | / |
/ | / | 2011 | / | / | / | / |
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總體評價
093型攻擊核潛艇的服役,改變了中國核潛艇性能落後的狀況,減小了與世界先進核潛艇的性能差距。讓中國真正擁有了可靠性高,水下航速快,自持力長,隱蔽性能好,打擊威力大的攻擊核潛艇。對於提高中國海軍作戰能力,改善中國國防安全,以及應對國際安全形勢有著重要的作用。同時在老舊的091型攻擊核潛艇逐漸退役停航的過渡時期,093型對中國核潛艇部隊的人才培養具備長遠意義。
093型攻擊核潛艇的研製工作促進了中國核潛艇的研發水平,改善了中國潛艇製造加工能力,為中國將來更新一代核潛艇的研發裝備打好了基礎。在將來伴隨著中國經濟領域的騰飛,船舶工業與世界先進水平的接軌,國防裝備研發投入的加大,中國也會擁有和最新的美國維吉尼亞級攻擊核潛艇,俄羅斯
885型攻擊核潛艇和英國
機敏級攻擊核潛艇處於同等水平的新型核潛艇。
093型攻擊核潛艇首次實現了挺進印度洋,從中國核潛艇這種史無前例的遠洋戰備部署來看,該型核潛艇還是成功實現了其設計指標的。此外093型研製時的另一大目標是縮小和“洛杉磯”級之間的差距,然而“洛杉磯”級已經退役20多艘,而最新的
維吉尼亞級攻擊核潛艇已建造10多艘,因此中國海軍核潛艇未來的發展,依舊任重道遠。