鐵之狂傲

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    武器專題:

    長尾鯊級攻擊核潛艇

    研製國家:美國

    名稱型號:「長尾鯊」級(Thresher Class)

    研製單位:美國紐約造船廠、利頓/英格斯造船廠等

    造價: 不詳

    現狀:全部退役




    一、概述

    雖然美國海軍率先研發了「鸚鵡螺」號核動力潛艇,但是到了20世紀50年代中期時,蘇聯也開始急起直追,推出了第一代「十一月」級(November class,簡稱N級)核潛艇。而當時美國海軍的主力「鰹魚」級(Skipjack Class)攻擊型核潛艇雖然速度快,但是設計上仍然延續二次大戰時期潛艇以攻擊水面艦艇為首要任務的傳統,在靜音性能方面並未有所發展,偵測裝備也不符合獵殺潛艇的需求。因此美國海軍也加緊研發全新的攻擊型核潛艇,希望能在蘇聯彈道導彈核潛艇發射飛彈前就搜獲之並將其擊沉。

    此項需求首先在1956年被美國海軍上將「阿利伯克」(Adm Arleigh Burke)提出,稱為「諾布斯卡計劃」(Project Nobska),旨在發展出優秀的潛艇靜音、潛深以及偵測裝備等技術,使用於新一代的美國核動力潛艇上。依據此計劃,新的攻擊型核潛艇以反潛為第一要務,而不是如同以往的對付水面艦艇。

    到20世紀50年代末,美國新設計的水聲設備AN/BQQ-2和反潛火箭已經研製成功。為了裝備先進的反潛火箭和高性能的探測設備,並加大潛艇的下潛深度以及減小機艙噪音和螺旋槳空泡噪音,美國海軍於1958年-1967年建成了第三代攻擊核潛艇「長尾鯊」級(又稱「大鲹魚」級Permit Class)。「長尾鯊」級攻擊核潛艇的首艇「長尾鯊」號於1961年服役,該級艇共建造13艘。
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    二、性能指標:

    該級艇採用水滴型艇型,主尺度:艇長84.9米,艇寬9.6米,吃水7.6米;水上排水量3750噸,水下排水量4310噸。核反應堆為S5W壓水堆,單軸,15000軸馬力,採用2台蒸汽平透傳動方式。

    該級艇裝有三種推進裝置:主動力裝置,應急動力裝置和輔助推進裝置,而且從此以後所有的核潛艇都裝有這三種動力裝置,因而降低了機艙噪音。

    此外該艇還裝有獨特形狀的七葉螺旋槳,從而使螺旋槳的空泡噪音減至最低。該艇水上航速20節,水下航速25節以上。該級艇的工作深度300-400米,試驗下潛深度400米。


    三、結構特點
    與先前建造的早期美國海軍核潛艇甚至全世界各國的潛艇相比,長尾鯊級無論是在外型或內部設計上都有極大區別。長尾鯊級有許多創新,而且被一且往後的美國潛艇沿用,項目如下:


    1.「長尾鯊」級雖然也採用與「鰹魚」級相似圓柱斷面的淚滴流線形艦殼,但是該級艇採用效率與靜音性能較佳的單軸設計,並使用十字尾舵、置於帆罩上的前水平翼,其更流線、流體動力學效應更佳,使得兩者雖然都採用相同的S5W反應器,但體型較大的「長尾鯊」級仍能維持30節之航速,也降低了水流的噪音。當然,圓形斷面構型的潛艇雖然高速性能較傳統類船型構型潛艇佳,但是操控性與穩定性則遜於後者。

    2.「長尾鯊」級的帆罩重新設計,體積較鰹魚級的縮小一半,以減低阻力。

    3.「長尾鯊」級的輪機裝備置於減震浮筏上,此乃一種彈性懸掛基座,大幅降低傳至艦殼外部的噪音與震動。

    4.以往全世界任何潛艇的魚雷管都從艦首伸出去,聲納便裝置於艦首底端,限制了其體積與功能。「長尾鯊」級首創在艦首裝置大型球型主動聲納系統(BQQ-2),聲納基陣的直徑由4米增至6米,大幅強化偵測能力,在複雜的獵潛作戰中較為有利。由於球型聲納佔滿了艦首,魚雷管便向後移至兩側,從側面以10度斜向伸出。

    5.「長尾鯊」級是第一種裝備火控計算機,並能發射中遠程反潛武器UUM-44A反潛導彈的潛艇。火箭射出後浮出抵達水面並點火升空,飛抵敵方潛艇位置附近的上空時便投下一枚W-55核子深水炸彈,因此無須直接命中便可直接摧毀敵方潛艇,而射程約40~48公里。此種武器現在已經退役。


    此外,「長尾鯊」級以首次使用的HY-80高張力鋼板建造,使其潛深超過以往潛艇。在此以前的常規潛艇和核潛艇的下潛深度都是200米左右。「長尾鯊」級增大下潛深度,即能最大限度地利用所謂不可透視的天然裝甲的海水深度,從而減少潛艇被水面反潛艇艇和反潛飛機搜索發現的可能性,同時也增加了艇的生存能力和實施反潛戰中易於處於有利戰位。
    「長尾鯊」級潛艇_2.jpg
     

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    四、武器控制與電子系統:

    「長尾鯊」級艇側有4部MK-63 型533毫米魚雷管,可使用MK-48線導魚雷、UUM-44反潛導彈、水雷等,管內4枚,彈艙籌載量線導魚雷或導彈22枚,另有2部MK-2 型誘餌發射器。

    其電子設備主要包括:1部AN/BPS-14平面搜索雷達,AN/BQQ-2聲納系統1部(包含BQS-6大型球形主/被動數組聲納、BQR-7艦首被動數組聲納、一具TB-16被動式拖曳數組聲納等)。


    五、發展演變

    「長尾鯊」級核潛艇堪稱是美國海軍核動力潛艇發展的里程碑,是一次長足的進步,從該級艇開始,美國核動力潛艇在整體工藝科技、靜音能力、聲納偵測等方面便遙遙領先其他國家,但是該級艇的首艇「長尾鯊」號不幸成為美國海軍史上第一艘失事的核動力潛艇。

    1963年4月10日「長尾鯊」號開始大深度潛航試驗。由於主機艙內海水系統強度不夠,造成耐壓殼破壞,導致該艇橫臥海底,艇員隨艇同沉,這是世界海軍史上第一次核潛艇沉沒事故。1963年4月10日,美國攻擊型潛艇"長尾鯊"號在波士頓以東220海里處沉沒。當時,該艇正在試航,下潛到130米處時進行了壓載艙的注水試驗。

    從水下200米開始,它越往下潛,水面上收到它發來的電話聲音就越模糊。不久,潛艇從水下報告:"出現故障,艇首上翹,目前正向壓載艙充……"話音顯得十分驚慌,還沒講完便突然中斷了,幾分鐘後,水下傳來一聲艇體破裂的聲音,接著便鴉雀無聲了。艇上129人無一生還。

    事後美國海軍急於打撈「長尾鯊」號以便調查,甚至將汽車放入海中模擬下沉路徑,經過六個月,終於找到了「長尾鯊」號,但是已經變成一堆碎片。到了20世紀80年代,海洋學者巴勒德宣稱以小型潛艇探測「泰坦尼克」號,但實際上是受了美國海軍資助,去詳細拍攝長尾鯊號的「陳屍地點」狀況。拍攝時發現「長尾鯊」號的殘骸分成六大塊,各種碎片散佈在400平方碼的範圍。後來調查結論稱,可能是「長尾鯊」號的一根海水管道破裂,導致海水大量湧入艙內,一些電線被海水浸泡和沖刷後又影響了電氣系統,從而使潛艇喪失動力,坐沉海底。

    每類艦艇事故都帶有本身特有的原因,但大致可分為二類:一類是艦船結構和技術上的原因,一類是在航行條件和緊急情況下出現的原因。結構和技術上的原因是在艦船設計和製造的過程中產生的,如設計水平低就往往會使艦船的平穩性,機動性和結構強度不夠,或抗爆和防火性能差。造艦中不合要求,材料、工藝等不過關,都會留下後患,導致嚴重事故。航行條件下發生事故,則多是艦員對艦船的性能、使用掌握得不夠,或對航區的水文氣象和水道測量的條件不甚瞭解等。緊急情況下發生事故,往往是由於艦員對具體救護措施不清楚,消防技術器材欠準備等。 


    關於「長尾鯊」號失事的詳細調查後來顯示,其根源可能是當時瘋狂的美蘇武器競賽,建造潛艇時採用較快速便捷的方式,犧牲了質量管理,終究造成了悲劇性的後果。

    美國核動力潛艇的核能設施安全標準向來極端嚴格,但是「長尾鯊」號的艦內管路設施並未以同等核能設施的超高安全標準加以建造,艇內直徑四吋以上的水管路採用焊接(weld)來接合,但是四英吋以下的次級管路則採用溶銀銜接(Silver brazed),也就是將銀環放在管路接口加熱,使其以毛細原理滲入管路接合處細縫;雖然溶銀銜接較焊接方便省時,但是管路沒有確實接牢的機率較高。

    而質量管理方面也是馬馬虎虎:由於「長尾鯊」號的建造時程緊湊,導致這些管路的質量檢測工作沒有確實執行,工作人員僅僅檢驗了容易接近的接點,而被對像擋住的接點就不予檢查。當時「長尾鯊」號有145個水櫃管路接受檢查,其中20個通過了簡易的淨力檢查,但未通過昂貴耗時的超音波檢查,其它還有幾百處管路根本未進行超音波檢查。

    「長尾鯊」號的沉沒使美國海軍發展核潛艇的銳氣受到了挫折,推遲了「長尾鯊」同級艇的研製進度,美國海軍重新檢查其它該級潛艇後,果然發現許多採用溶銀銜接的管路沒有確實接牢。

    在深海中,這些水櫃管路內流動著高壓海水,一旦有了裂縫,高壓的海水就會瘋狂地往艇體內猛灌。此外,負責將海水引入反應器冷卻系統的海水閥也可能是罪魁禍首,因為「長尾鯊」號的排水閥在電力中斷時無法關閉,萬一遇到這種情況也會造成大量進水。此外,「長尾鯊」號雖然能潛至以往潛艇無法到達的深度,但其水櫃仍採用舊式設計,灌氣速率太慢使得出水速率不足,無法配合於長尾鯊號能夠抵達的深度;如果「長尾鯊」號在以往美國潛艇抵達不了的深度遭遇大量進水,就算水櫃全力排水以進行緊急上浮,水櫃的出水速率也抵不過船身在該深度的進水速率,使得該艦無可避免地往海底下沈。

    「長尾鯊」號的水櫃灌氣筏上有過濾器以防外物損壞,但灌氣時會在過濾器上聚集大量水氣,快速降壓時水氣就有可能結冰,造成阻塞進氣,使其無法有效地灌氣排水。美國海軍對「長尾鯊」號後續艇的設計都做了若干修正與強化,並改以第二艘「大鲹魚」號(USS Permit SSN-594)作為命名艦,其中SSN-613~615因強化了機械結構而長度增加,帆罩也加大以增加航行穩定度。目前這批潛艇已經全部退役。
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    後敘:

    鑒於蘇聯核潛艇力量的不斷增強,美國海軍為了保持它對於蘇聯潛艇部隊的優勢,並且針對「長尾鯊」號沉沒所暴露出來的問題,建造了第四代攻擊核潛艇「鱘魚」級。往後幾年美國海軍還推出了一系列加強潛艇安全的措施,但是美國當時仍處於與蘇聯瘋狂軍事競爭的狀態,不惜犧牲船隻的狀況與安全性,也要讓核潛艇出航,因此作業並不紮實,許多安全考慮還是被忽略。

    五年後,一艘「鰹魚」級「天蠍」號攻擊型核潛艇 (USS Scorpion SSN-589)又在大西洋離奇沉沒;而記錄顯示該艦當時的保養狀況極差,這件事故又成了美國海軍潛艇失事史上的無頭公案。爾後美國海軍痛定思痛,徹底檢討潛艇的建造流程、安全措施以及後勤保養,並做出以下改進:

    1.潛艇的管路建造工程全面採用焊接,徹底揚棄溶銀銜接。
    2.水櫃的緊急灌氣管路的口徑加大,灌氣速率較以往增加七倍左右,使潛艇在較大的深度時也能快速上浮。
    3.海水筏增加了液壓輔助機械,在失去電力時能從控制中心直接關閉。
    4.緊急艙內的空氣要盡量保持乾燥,以免水氣結冰。
    5.在控制室安裝用於緊急上升的備用機械控制裝置,並安裝於明顯的位置並清楚標示。

    此外,還有若干其它的硬件強化措施。當然,美國海軍也修正了幾年來為了增加潛艇出勤而忽略安全維修的態度。為此美國海軍還專門發展了深海救難載具(DSRV),以拯救遇難的潛艇。從此以後,美國海軍再也沒有丟掉過任何一艘核動力潛艇了。
    雖然「長尾鯊」號是美國海軍史上第一艘意外失事的核動力潛艇,但由於它的革命性新設計是往後所有美國潛艇的原型,因此其地位仍不容抹煞。此外,從1960至80年代的數次海底採樣,並未發現躺在海底的「長尾鯊」號造成輻射污染。



    (完)
     

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