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冰与火之歌俄罗斯台风级战略核潜艇的终结

冰与火之歌俄罗斯台风级战略核潜艇的终结

发布时间:2024-08-11 | 作者: 新闻资讯

  2022年7月20日,围绕941UM鲨鱼级(又称台风级)战略核潜艇“德米特里·顿斯科伊”号的去留,俄罗斯媒体做出了自相矛盾的报道。先是俄新社援引俄军事工业综合体消息人士的话说,该潜艇在北方舰队海军基地退出现役,后有塔斯社“辟谣”称,该艇仍在海上执行作战训练任务。台风级核潜艇满载排水量达4.8万吨,装备20枚巨大的潜射弹道导弹,共同铸就“冰与火之歌”。

  20世纪 70年代初,美国和苏联基本建成了“三位一体”的战略核力量。苏联当时的战略核力量重点是战略火箭军的井基核导弹,但随着洲际导弹弹头精度的提高,井基核导弹不再安全。作为解决方案之一,苏联除发展机动发射的洲际弹道导弹外,还全力发展海基核力量。

  海基核力量被认为具有更加好的隐蔽性和抗核打击能力,是重要的二次核打击力量。实际上,美国多年前便将核力量的中坚向海上转移。到20世纪60年代,美海军已建成由41艘核动力弹道导弹潜艇组成的海基威慑力量。当时,美国海基核力量的骨干是拉斐特级弹道导弹核潜艇,该艇是继乔治.华盛顿级和伊桑·艾伦级之后的美国第三代核潜艇。拉斐特级与詹姆斯·麦迪逊级及本杰明·富兰克林级核潜艇(亦有文献将后两级归为拉斐特级)共建造31艘,每艘可携带16枚弹道导弹。这样,20世纪60年代中期,美国核潜艇就可携带超过600枚潜射弹道导弹了。

  到20世纪70年代,美国已研制成“海神”C3潜射弹道导弹,并于1971年列装用于替代“北极星”A3潜射弹道导弹。“海神”C3重19.2吨、长 10.4米,直径1.9米.最多可携带14个当量为4万吨的W68 核弹头。当其携带14个弹头(满载)时,最大射程为4600公里、携带10个弹头时,最大射程达5900公里,由于装备了分导式弹头,其突防能力大增。为此,美潜艇不必抵近苏联海岸发射导弹,安全性得到进一步保证。更重要的是,美国还从70年代开始研制射程更远的“三叉戟”I弹道导弹和更先进的俄亥俄级弹道导弹核潜艇。

  当此之际,苏联的应对之策仍是“两条腿”走路“一条腿”是,继续改进667BD型核动力潜艇(西方称德尔塔-Ⅱ)及其配套的R-29液体燃料潜射导弹。1972年,新型弹道导弹潜艇667BDR(西方称德尔塔-Ⅲ)项目的技术方面的要求发布,研制工作在主设计师谢尔盖·尼基蒂奇·科瓦列夫的指导下进行。该艇水面排水量1.35 万吨 、水 下排水 量 1.8 万 吨 ,装备 16枚R-29R 潜射弹道导弹。导弹长 16.635米、直径1.8米,重36.3吨.每枚导弹携带3枚 TNT当量为20万吨的分导式多弹头,射程约6500公里。后来,该艇可搭载改进的R-29RK 和R-29RL.前者配备7个10万吨级的分导式弹头,射程约 6500 公里,后者搭载单个45万吨级的弹头,射程约9000公里。1976年,667BDR艇开始服役。在此基础上,苏联还研制出 667BDRM型(北约称德尔塔-IV型)核潜艇,以及对应的R-29RM、R-29RMU、R-29RMU2.1系列潜射弹道导弹。R-29RM之后的导弹,北约代号SS-N-23“轻舟”德尔塔-IV型核潜艇成为苏联解体后俄主要的战略核威慑力量。

  “另一条腿”是,研制全新的941型台风级战略核潜艇,音译是阿库拉级,与北约为俄罗斯另外一款攻击型核潜艇的命名相同,北约称该级核潜艇为台风级。台风级潜艇被定位为对美国俄亥俄级弹道导弹核潜艇的直接回应。台风级核潜艇的战术和技术任务书1972年12月发布,科瓦列夫被任命为该项目的首席设计师。

  从某种程度上讲,核潜艇就是围绕弹道导弹来设计的,因而导弹的外形、重量、性能非常关键。

  从 R-27到R-29,苏联的潜射弹道导弹均使用液体燃料火箭发动机,因而都是液体燃料潜射导弹。相对固体燃料发动机,液体燃料发动机的优势之一是比冲相对较大,推力大小可控。此外,液体燃料发动机的大型化不是太难,而大直径固体燃料发动机的制造却很麻烦,所以,苏联一直倾向于为弹道导弹配备采用液体燃料的火箭发动机。

  然而,液体燃料密度较小,体积相对较大 且不易保存,使用低温的液氧作为氧化剂的导弹,基本上只能在发射前加注燃料, 所以,较为成熟的远程洲际弹道导弹,多使用四氧化二氢和偏二甲册作为氧化剂和燃料。但其有腐蚀性、使用的勤务性较差,关键是安全性差,一旦发射筒进水 导致壳体破裂,会造成燃料爆炸。1986年,苏军K-219 弹道导弹潜艇的导弹发射筒进水,潜射导弹外壳在水压下破损、导弹燃料溢出,与水混合,发生爆炸,潜艇最终沉入海底。

  基于此,在为台风级核潜艇配备导弹时,苏联军工企业领导层认为,苏联能制造出不比美国导弹差的固体燃料导弹。然而,事实上,这个评估过于乐观了。

  苏联打算为台风级配备的导弹是R-39(音译为“立夫”),北约代号为SS-N-20。该导弹由马克耶夫设计局研制,1973年启动研制。据最初评估,这种导弹为三级,重约75吨.直径为2.7米,长15米,最大射程1万公里。然而,马克耶夫设计局研制液体燃料弹道导弹的经验虽丰富,开发固体燃料弹道导弹的经验却不足,从大直径固体发动机的燃料浇筑技术到先进的壳体材料,都要其他设计局的协助,这直接引发导弹总体偏大、最终形成的导弹参数是长16米,直径2.4米、重量接近90吨,可谓今最长、最重、最大的潜射洲际弹道导弹了。当然。它的射程指标也不低,最大射程9200公里(也有说8300公里)。

  尽管通常说R-39是一种固体燃料的弹道导弹,但其实就是固液混合的弹道导弹。其第一级和第二级各使用一台单喷管固体火箭发动机,采用玻璃纤维缠绕壳体。第三级则是一台液体火箭发动机,可多次启动,其可携带多达10个可独立瞄准的再入飞行器。导弹发射时,位于发射筒底部的气体发生器启动、高压燃气推动导弹弹射。在导弹通过水面的过程中,导弹周围产生气态膜,以此来降低流体动力学阻力。

  1979年,在黑海的一艘试验型潜艇上,R-39首次试射取得成功,但在后续全尺寸试验中遇到了麻烦。经过改进,1981年R-39的2次试射均获成功。1982年10月,4枚R-39 导弹在白令海、堪察加和中部太平洋成功试射,其中2枚是在同一艘台风级潜艇上发射的。1983年,R-39开始在台风级潜艇上装备。

  R-39 最大射程9200公里,可携带 10个10万吨级的核弹头,这些指标均优于美国较早服役的“三叉戟”导弹。“三叉戟”Ⅰ导弹最大射程7400公里,投掷重量1.5吨,携带8个10万吨级的核弹头。但R-39性能低于1990年部署的“三叉戟”Ⅱ导弹,“三叉戟”Ⅱ型携带12枚核弹头,最大射程1.2万公里。不过,R-39最主要的问题是太大、太重、太长。“三叉戟”Ⅱ重59吨,长13.579米,直径2.11米,“三叉戟”I重32.3吨,弹长10.3米,直径1.8米。与这两者相比,R-39弹体长达16米,算上发射筒全重近90吨,这为台风级核潜艇的超大排水量埋下了伏笔。

  超大号导弹R-39,给红宝石设计局的潜艇设计师带来了麻烦。若仍使用传统双壳体结构,就需要一个超大直径的耐压壳体。即便为其增加龟背(这正是667BDR 系列潜艇采取的方式),耐压壳直径也要达到12米以上,还应该要考虑在耐压壳体上开大洞,而这是当时的苏联技术很难做到的。

  然而,科瓦列夫采用了一种全新的总体设计,台风级核潜艇总共使用5个耐压壳体 ,其中2个主耐压壳体最大直径10米,彼此平行,它们与担负指挥模块用途的耐压壳体呈品字状布局。在2个主耐压壳体前部中央是鱼雷舱,艉部中央则是船艉机械室,这两个耐压壳体较小。2个主耐压壳体前半部的直径较小,之间布置了导弹发射筒。指挥台围壳位于导弹发射筒的后部,此前的弹道导弹潜艇,主要把指挥台围壳置于前部。此外,在主耐压壳体之间设置3个隔间,提高潜艇的安全性及生存能力。

  在所有耐压壳体外部,再“包一层”非耐压壳体,这样,耐压壳体直径只需10米左右。这样设计的潜艇,最大长度达172.8米、艇宽23.3米。对这种布局,喜欢的人说是工程奇迹,不喜欢的人说是工程奇葩。但无论如何,都是一种巨大的创新。

  台风级核潜艇的总体设计,避开了一些难以突破的瓶颈,也带来一些优势,比如说生存能力提高。总设计师科瓦列夫称,“库尔斯克”号核潜艇发生的灾难,不可能在941型艇上重演。台风级的鱼雷舱是以单独模块(耐压壳体)的形式制造,鱼雷爆炸不会导致主耐压壳体破坏及全艇人员的死亡。

  不过,这样的设计导致排水量超级大,特别是水下排水量。台风级核潜艇水面排水量2.32万吨,比美国俄亥俄级战略核潜艇的1.67万吨水面排水量大些,但其水下排水量一致认为高达 4.8 万吨(有资料认为这一个数字被高估了)。也就是说,在水下航行时,其排水量中的一半都是海水,是典型的“大自然的搬运工”。

  台风级核潜艇有着超过40%的储备浮力(潜艇的储备浮力,是指位于有效水线以上的潜艇全部水密容积具备的浮力。水下排水量减去水面排水量,大致体现了储备浮力的量级)。其实,以苏联为代表的潜艇设计风格是,采用大储备浮力、小分舱的双壳体结构,储备浮力普遍在30%以上,这不同于以美国及部、大部分西欧国家为代表的小储备浮力、舱的单壳体结构。苏/俄设计师认为,大储备浮力可提高全艇的抗沉性能。不过,从20世纪80年代以来苏/俄和美国的几次潜艇事故看,大储备浮力的潜艇遭遇事故时并非总能确保不沉,而小储备浮力的潜艇也有机会存活下来。

  毋庸置疑的是,巨大的体积令台风级变成全球上最舒适的核潜艇,其配备健身房、台球室、游泳池等设施,连普通水兵每人都能分到3平方米的生活空间。这对于提高巡航时间、保持官兵战斗力,意义非凡。

  1981年12月,首艘台风级弹道导弹核潜艇服役,但直到1983年R-39导弹服役,该型核潜艇一直是没有牙齿的“鲨鱼”。台风级核潜艇共建造6艘,分别是TK-208、TK -202、TK -12、TK -13、TK-17 和 TK-20,最后一艘1989年12月服役。该级艇一度被苏军视作第三次世界大战爆发时对付美国的撒手锏。苏联解体后,该级艇3艘被拆解,2艘退役。颇为讽刺的是,TK-202号艇是在美国财政支持下于2005年被拆解的。目前的“德米特里·顿斯科伊”号,主要任务是用来试射“布拉瓦”潜射洲际弹道导弹。

  长期承担俄罗斯海基战略核威慑重任的是,在667BDR(德尔塔-Ⅲ)基础上改进的 667BDRM 型海豚级核潜艇。这是苏联建造的最后一级战略核潜艇,其携带16枚 R-29RM 液体燃料导弹,由于667BDRM的龟背很突出,导致较大的流体阻力和噪声。但是,海豚级整体复杂性并没有台风级那么高。可以说,这是一种以退为进的设计,这也显示出,许多武器设计都是在不断的折中、妥协中达成。

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