1624年荷蘭發明家科尼利斯·德雷貝爾製成了第一艘潛艇。進入20世紀,潛艇才實際投入兩次世界大戰使用。潛艇在戰爭中得到考驗,本身發生了幾次重大技術革命,現已成為現代海軍先進的武器裝備之一。
潛艇,又稱潛水艇,是一種既能在水面航行,又能在水中一定工作深度範圍內潛航,進行水中活動和作戰的艦艇。其最大特點就是隱身性好,機動能力強,突襲威力大。因此,潛艇在各國海軍中佔有重要地位。
現代潛艇是一個龐大的家族,通常按照用途和動力形式加以分類。按用途劃分有:①攻擊型潛艇。它裝備有多種武器,除魚雷、反艦飛彈和反潛飛彈以外,還可裝備巡航飛彈,是常規戰爭中的突擊力量。其主要使命是反潛、反艦、突襲、偵察、護航、佈雷、海上封鎖、運送特種作戰部隊到局部戰爭地區,以及對陸上目標進行攻擊,是一種實用型多用途潛艇。②彈道飛彈潛艇。裝備有遠程戰略飛彈,其主要使命是對敵人重要固定目標實施攻擊。目前,世界上潛基彈道飛彈的射程已經達到了12000千米,圓周率偏差90米,不僅可以打擊敵方大片縱深國土上的固定目標,如城市、工業區、機場、港口、運輸樞紐和兵力集結地等,而且完全能夠打擊飛彈發射井等。彈道飛彈潛艇若載有核彈頭,在本國海域就能攻擊敵方大片國土,甚至在較近距離對目標實施毁滅性的核打擊。所以習慣上又把彈道飛彈潛艇稱為戰略性潛艇。③巡航飛彈潛艇。為俄羅斯所特有,其主要是用巡航飛彈攻擊航母編隊,保衛本國國土不受嚴重威脅。2000年8月12日在演習中沉沒的「庫爾斯克」號核潛艇就屬於此類。現在該類核潛艇使命與攻擊型核潛艇相似。
按動力裝置劃分為:①常規動力潛艇。它是靠柴油機、電動機和蓄電池組組成的動力裝置推進的潛艇。常規潛艇在水面和通氣管狀態航行時,用柴油機作動力航行並且為蓄電池充電,在潛入水中航行時,依靠蓄電池供電驅動電動機,帶動螺旋槳航行。現代常規潛艇裝備了先進的魚雷、反艦飛彈、反潛飛彈和水雷等武器,其主要使命是反潛、反艦、偷襲、佈雷、巡邏、偵察、待機、抗登陸作戰等,是一種特別有效又十分經濟的海上作戰工具,因而許多國家都在積極發展常規潛艇。②核動力潛艇。它是利用艇上反應堆中核燃料原子核裂變提供熱能,通過蒸汽輪機將熱能轉換成動能帶動推進器推動航行的潛艇。由於核動力裝置工作時不需要氧氣,因此核潛艇可以在水中長期連續航行,成為真正的潛艇,實現水下環球連續航行。由於反應堆功率高,核潛艇水下航速可達39節,增大了機動性。核反應堆堆芯壽命30年,使潛艇在整個服役期不用更換核燃料,續航力達100萬海裡。目前,世界上共有155艘核潛艇,擁有國是美、俄、英、法和中國。此外,潛艇還可按排水量、艇的線型和結構形式等劃分。
潛艇在第一次世界大戰期間就充分顯示了在戰爭中的特殊作用,除了可用於反艦外,還有一個突出的作用就是打擊海上運輸船舶。「二戰」期間潛艇作戰的許多情況與「一戰」時頗為相似,但作戰方式有所不同,作戰海域更為廣闊,更加充分表現了潛艇的戰鬥作用。整個「二戰」期間,世界各國建造的潛艇總數達到了1600多艘,幾乎是戰前潛艇總數的2倍,而且潛艇的種類增加,數量增多,戰術技術性能日漸提高,作戰用途越來越廣。在第二次世界大戰期間,潛艇共擊沉各種運輸船5000餘艘,2000多萬噸,擊沉大中型軍艦381艘,其中包括航空母艦、戰列艦、巡洋艦30餘艘。
「二戰」後發生的多次局部戰爭中,潛艇(尤其是核潛艇)多次參戰,並取得了一些重大戰果。如1982年英國、阿根廷之間爆發的馬島之戰和1991年的海灣戰爭中,潛艇執行的作戰任務為各國在現代海戰條件下如何使用潛艇兵力,提供了可借鑑的重要經驗。①隱蔽偵察。在馬島開戰前半個月,英國就派出5艘攻擊型潛艇進入馬島周圍海域,充分利用隱蔽的特點,在禁區內外秘密搜索跟蹤敵艦,搜集了大量情報,為戰局的部署提供依據,起到了水面艦艇難以達到的作用。②海上封鎖。英國核潛艇成功切斷了阿根廷本土與馬島之間的海上交通線,中斷海上補給,孤立馬島守軍,為攻擊該島創造了有利條件。③對艦攻擊。馬島海戰中英國「征服者」核潛艇大顯神威,一舉擊沉了阿根廷排水量為13645噸的「貝爾格拉諾將軍」號巡洋艦,創造了核潛艇首次擊沉大型水面艦船的戰例。④對陸攻擊。海灣戰爭前後美國的攻擊型核潛艇先後多次發射「戰斧」式巡航飛彈,攻擊了伊拉克、波黑、阿富汗、蘇丹和南聯盟陸上目標,取得了預想的戰果。
(1)常規潛艇 常規潛艇噸位小、尺寸小、操縱性好,適于近海、淺海作戰,噪聲低,水下航行狀態不易暴露。但一般常規潛艇也存在航速較低、通氣管狀態航行充電時易暴露和自衛能力差等缺點。但由於不依賴空氣推進裝置(Air Independent Propulsion, 縮寫為AIP),使水下續航能力達到20000海裡以上,從而提高了隱蔽性及常規潛艇的戰術技術性能。20世紀90年代以來,許多國家研製了21世紀使用的新一代常規潛艇,其中典型的有瑞典「哥特蘭」級、德國212級、俄羅斯「阿穆爾」級、日本「親潮」級、澳大利亞「科林斯」級、加拿大2400型「維多利亞」級、巴基斯坦「阿戈斯塔」(90B)級和荷蘭「海象」級常規潛艇。在國際常規潛艇市場上銷售和轉讓最多的有德國209級、俄羅斯「基洛」級潛艇。
瑞典「哥特蘭」級常規潛艇是世界上第一艘以AIP為動力的常規戰鬥潛艇,它為常規潛艇的發展開創了一條新的技術道路。該級艇從20世紀60年代開始研製,1992年開工建造,至1997年10月共建成3艘服役。該級艇主要執行巡邏和反艦、反潛任務,同時還兼有佈雷、偵察和運送特種部隊等任務。該級艇自動化水準高,居住性好,武器攻擊能力強,具有強大的反潛反艦作戰能力,是一級性能優良的多功能潛艇。該級艇水面排水量1240噸,
水下排水量1490噸,主尺度為60.4米x6.2米x5.6米。水下最大航速20節,水面航速10節,下潛深度300米,艇員編制25名。該艇採用水滴形線型,長寬比約為10:1。首部因布置聲吶基陣和魚雷發射管而顯得肥胖,中部平行中體較長,尾部為圓錐尖尾。指揮臺圍殼距首端1/3艇長處設有圍殼舵。尾操縱面為X型,操縱好。該級艇採用單殼結構,貯備浮力小。艇總體結構十分特殊,整個耐壓艇體分為前後兩個耐壓艙區。前耐壓艙區布置首魚雷艙、居住艙、指揮艙和前蓄電池艙,後耐壓艙布置斯特林發動機艙、推進系統控制室、後蓄電池艙以及柴油發電機組和主推進電機艙等。在耐壓艙中部布置了一個逃生艙,潛艇失事時,艇員可迅速集中於逃生艙,進行逃生。這在現代潛艇設計中具有獨到之處。該級艇選型和布置非常注意降低噪聲,艇上關鍵設備採用減振基座安裝,與艇體連接均採用橡膠隔層,機械設備採用浮筏機座減振,管路設備採用彈性連接,因此,輻射噪聲很低。該級艇採用柴電動力系統與AIP聯合動力裝置,裝2臺MTU柴油發電機組,兩組鉛酸蓄電池組,一臺主推進電機。該級艇裝有4具533毫米和2具400毫米魚雷發射管,可分別發射重型和輕型魚雷。還可用特製的外掛裝置裝載和布放48枚水雷,也可用魚雷發射管發射12枚先進的47型自航式遠程水雷。該級艇裝備了最先進的9SCSMK3型指揮和武器控制系統,帶有3個多功能顯示臺,負責情報處理、作戰指揮和武器控制,能互相替代使用,可進行資訊收集,包括來自雷達、聲吶、電子戰、潛望鏡和導航系統的資訊,進行目標要素的分析處理,引導魚雷攻擊目標。
德國212級常規潛艇是由德國研製的世界上最先採用燃料電池的潛艇,與「哥特蘭」具有同等開創性作用。德國海軍從20世紀90年代初期開始研製,首艇於1992年完成設計。該級艇水上排水量為1450噸,水下排水量為1830噸,主尺度55.9米x7米x6米。水下最大航速20節,水面最大航速12節,下潛深度200米,自持力49天,水面續航能力8000海裡/8節。艇員編制27名。該級艇有良好的水滴形線型,首部略向下沉,尾為尖尾;外形光順平滑,長寬比為7.8:1,接近最佳值,阻力小,機動性好;指揮臺圍殼布置在距首部1/3處,裝有圍殼舵;尾部有X型操縱面,操縱靈活、安全,離靠碼頭方便。該級艇採用部分雙殼體結構,艇內採用大分艙布置,大致分為魚雷艙和居住艙、指揮艙、燃料電池艙和動力艙等4個艙室。該級艇採用柴電動力系統和燃料電池動力系統組成的混合動力系統。燃料電池用於水下巡航時推進動力,柴電動力系統用於高航速,兩者可單獨使用,也可聯合使用,可以互相補充,提供可靠的動力源。燃料電池動力系統由質子膜(PEM)燃料電池組、液氧系統(LOX)、金屬貯氫燃料系統和控制系統組成。質子膜燃料電池外形尺寸小、比功率大、無腐蝕、使用壽命長。單獨使用時航速可達8節,可供巡航290小時。採用混合動力系統同時工作時,水下續航力可以達到1638海裡,比209級潛艇提高4倍多,顯著增大隱蔽性。該級艇首部裝有6具533毫米魚雷發射管,計畫裝備德國新研製的DM2A4型重型魚雷,艇上裝載12枚魚雷,還攜帶24枚206A型水雷。該級艇裝備DBQ—40型綜合聲吶系統,1007型I波段導航雷達,採用MSI—90U指揮和武器控制系統。
(2)核潛艇 核動力潛艇簡稱核潛艇,它是以核能為推進動力源的潛艇,按使命不同,分為核動力戰略飛彈潛艇和核動力攻擊潛艇。潛艇核動力的功率一般可達數萬千瓦;換裝一次燃料,可連續航行數十萬海裡;與常規動力潛艇相比,具有航速高、續航力大、攻擊力強、隱蔽性好等優點。潛艇上核動力裝置主要有壓水反應堆、一迴路系統、二迴路系統傳動裝置、軸系、推進器等構成。壓水反應堆由壓力容器、堆芯和大量吸收中子的控制棒等構成是實現核燃料可控裂變,將核能轉變為熱能的設備。堆芯採用鈾核燃料,用高壓水作為冷卻劑和慢化劑。核反應堆運行中,核裂變時放出巨大熱能,通過一迴路高壓水將熱能傳給二迴路中的給水,使之產生高壓蒸汽,經管系進入汽輪機,推動葉輪轉動作功,經傳動裝置、軸系帶動螺旋槳,推動潛艇航行。潛艇採用核動力是一次大的飛躍。1955年美國建成世界上第一艘核動力潛艇「鸚鵡螺」號,從此推動了核潛艇的發展。
美國「俄亥俄」級核潛艇是當代彈道飛彈核潛艇技術水準的典型代表。該級艇水面排水量16600噸,水下排水量18750噸,主尺度為170.7米x12.8米x10.8米,水下航速25節,艇員155名。該級艇首部外形近似於水滴形,利於減小阻力和噪聲。艇的長寬比為13.3:1,水下航速不太高。艇體大部分是單層耐壓殼體結構,艇內分為4大艙室,即指揮艙、飛彈艙、反應堆艙和主輔機艙。該級艇裝有1臺S8G型自然循環壓水堆、兩臺蒸汽輪機和一個7葉大側斜低速螺旋槳。艇上還設有常規柴電動力裝置用作應急動力,在反應堆動力裝置發生事故的情況下,也可以使艇以5節的航速返回基地。該級艇設有24個彈道飛彈發射筒,裝備「三叉戟」I、II兩型彈道飛彈。「三叉戟」II型飛彈最多可攜帶8個威力為10萬或30萬~47.5萬噸TNT當量的分導式多彈頭,射程為12000千米,圓周率偏差90米。該級艇在首部兩舷裝有4具533毫米魚雷發射管,攜帶12枚線導多用途MK48ADCAP型魚雷,用於反潛艦艇的自衛攻擊。該級艇的導航系統包括兩套MK—7型慣性導航設備和靜電陀螺監控器、AN/WRN—5型衛星導航接收機、AN/BRN—5型「勞蘭」—C無線電導航接收機以及聲吶導航裝置等。艇上裝有AN/WIC綜合通信系統和AN/BQQ—6型綜合聲吶系統。該級艇裝備了MK98MOD0型飛彈射擊指揮儀,用於指揮控制飛彈發射攻擊,MK118—0型魚雷射擊指揮儀,數字信號傳送和數據處理能力強,能同時捕獲多個目標,指揮控制魚雷的發射。
攻擊型核潛艇比常規 潛艇具有顯著的優點,由於核動力裝置工作時不需要氧氣,不必像常規潛艇那樣頻頻浮出水面充電,因此,不容易暴露;下潛深度600米,輻射噪聲低,具有良好的隱身性,在海洋中航行時不被發現的概率達90%以上。攻擊型核潛艇裝備大功率長壽命反應堆,一次裝
料可連續航行15年,續航力100萬海裡,最高航速39節,使反潛兵力很難偵察和搜索。美國「海狼」級攻擊型核潛艇具有當今世界核潛艇的最高航速,機動能力強。該級艇採用浮筏減振、艇體外表面輻射消聲瓦等措施,輻射噪聲低,隱身好,下潛深度達610米,探測能力強,增強了水下作戰能力,是世界上最先進的攻擊型核潛艇。該級艇水下排水量9142噸,主尺度107.6米x12.9米x10.9米,一臺S6W壓水堆裝置,兩臺蒸汽輪機,單軸功率4.5萬千瓦,採用泵噴射推進器,水下航速39節,艇員134名。該級艇有8具660毫米魚雷發射管,攜帶MK48ADCAP線導魚雷;「魚叉」反艦飛彈射程130米;「戰斧」巡航飛彈,裝有20萬噸TNT當量核彈頭,對陸攻擊型射程達2500千米;裝備常規彈頭,對陸攻擊型射程達1200千米,對艦攻擊型射程達460千米,命中精度高;可用魚雷換裝100枚水雷。該級艇裝設了BQQ5D(V)Z型綜合聲吶,導航系統包括兩部WSN—3靜電陀螺導航儀、「奧米加」無線電導航系統、WRN—6型GPS接收機等,以及BPS—16型I波段導航雷達。通信系統包括低頻、甚低頻、中高頻、超高頻接收機。裝備了MK2FCS火控系統、BSY—2綜合作戰系統以及UYK43/44型先進計算機,對探測、導航、火控、通信及作戰指揮系統的資訊統一處理,高度自動化,作戰反應迅速,可同時對付多目標。