核潛艇的靜音和高速哪個更重要？_風聞

NO.2306 - 核潛艇的靜音和高速

作者：老麥卡 / 編輯：冷小軍

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筆者在前不久到青島中國人民解放軍海軍博物館參觀，裏面最引人矚目的艦艇就是中國第一艘核潛艇長征一號。儘管是幾十年前的產物，但是整體造型很耐看，在二十世紀七十年代絕對算得上是中國最先進的武器裝備了。

作為中國第一代核潛艇，必定會有很多問題，坊間傳聞最廣的就是噪音問題，曾被美海軍太平洋艦隊戲稱為中國核潛艇一出港，太平洋對岸都聽得到。

長征一號    

核潛艇相對於常規動力潛艇，最大的優勢就是續航力，核潛艇在整個任務期間都不用上浮，而且還有航速優勢，得益於核動力系統，核潛艇一般都能達到25節到30節的航速，反潛作戰中的驅逐艦和護衞艦如果單艦出動跟蹤核潛艇很快就會被耗光燃料，沒有辦法持續跟蹤。

對付核潛艇，就要編隊作戰，典型的就是美海軍第七艦隊的反潛大隊——日本海上自衞隊，無論以前的八八艦隊還是現在的九十艦隊，其最核心的功能都是反潛，尤其是封鎖俄羅斯太平洋艦隊的戰略核潛艇，現在重點則是對中國南海區域的戰略核潛艇部隊。

日本海自一直側重於反潛作戰         

美國和蘇聯在冷戰期間在各方面展開了軍備競賽，尤其是在核潛艇方面，雙方都是投入海量人力物力，蘇聯紅海軍就是完全以核潛艇部隊為核心，來應對北約的海軍優勢。筆者來回顧一下美蘇兩國在核潛艇方面到底是側重於靜音還是高速。

美國海軍在冷戰期間為了對付蘇聯紅海軍龐大的核潛艇部隊，在蘇聯紅海軍核潛艇活動的區域和主要航道，部署了大量海底聲吶陣列，從而迫使蘇聯紅海軍花費鉅額資金用於提高潛艇的靜音能力，在二十世紀八十年代後服役的蘇聯核潛艇和常規潛艇的靜音能力都得到了大幅度提升，比如基洛級常規潛艇就得到了一個海洋黑洞的綽號。          

魔高一尺道高一丈，各型裝備的預研都要考慮對手的進步速度，而技術總是在進步，工程發展速度也可以大致判斷。1960年代中期時，美國海軍裝備系統至少可以確定兩件事，第一新一代攻擊型核潛艇（就是後來的洛杉磯級核潛艇）要到1970年代中期才能服役，必須能有效應對1990年代之前的威脅，（就是蘇聯八十年代服役的奧斯卡級巡航導彈核潛艇，阿庫拉級攻擊核潛艇還有颱風級戰略導彈核潛艇）。

阿庫拉級攻擊核潛艇

第二件事就是蘇聯潛射導彈的射程在迅速擴大，十年內就很可能達到8000千米（1972年D1級戰略導彈核潛艇上已經實現了），從而無需穿越挪威海或白令海，在巴倫支海和鄂霍次克海就能打擊美國本土。

根據以上判斷，美海軍給新一代攻擊型核潛艇定的任務指標很是苛刻，不僅要參與獵殺在美國本土附近海域活動的蘇聯紅海軍核潛艇，還必須深入蘇聯控制下的巴倫支海和鄂霍次克海，單艇進入蘇聯重兵佈防的堡壘海域，在脱離海底聲吶陣列、反潛航母和陸基反潛機支援的情況下獨立獵殺蘇聯彈道導彈核潛艇。         

颱風級核潛艇讓美海軍壓力巨大        

光深入蘇聯紅海軍的堡壘海域這一項任務在當時的技術條件下就難如登天，而且美國海軍還面臨蘇聯巡航導彈潛艇的威脅。蘇聯的策略是以戰役進攻壓制北約，從而為自己的戰略防禦獲得籌碼，也就是通過威脅進攻歐洲來迫使北約對其放鬆封鎖、減輕壓力。

蘇聯紅海軍在戰時的主要任務首先就是封鎖北大西洋航運線，阻止美國增援歐洲，其次則是防禦北約在戰場側翼實施的登陸行動，最後才是支援陸軍實施戰役戰術登陸作戰。

為了對抗北約的海軍優勢，蘇聯紅海軍大量部署常規潛艇、多用途核潛艇和巡航導彈核潛艇，威脅航母的主要是巡航導彈核潛艇，奧斯卡級巡航導彈核潛艇裝備了射程600千米以上的重型戰役反艦導彈。由於蘇軍潛艇眾多，在北大西洋海域複製納粹德國的狼羣戰術，那將是北約海軍的噩夢，如果蘇聯核潛艇伏擊航母戰鬥羣，近距離實施魚雷攻擊，對美航母威脅極大。 

奧斯卡級巡航導彈核潛艇對美國航母構成巨大威脅

對抗蘇軍潛艇部隊時，美軍核潛艇的主要任務是在航母羣前方實施遠程警戒，持續監聽預定航線前方的潛艇活動，發現正在高速航行以佔領攻擊位置的蘇軍潛艇，然後上報航母羣呼叫反潛機搜索，或者自己直接對蘇聯潛艇發動攻擊。

下面到了科普環節，分析一下潛艇噪音和高航速的關係。潛艇水下探測以水聲為主，因為使用主動聲吶會暴露自己，就好比現在的戰鬥機一般都不會用自己的機載雷達探測，因為很強的電磁信號會暴露自己。而且主動聲吶的探測距離遠低於被動聲吶，所以被動聲吶才是主要探測手段。

蘇聯常規動力J級巡航導彈潛艇

被動聲吶的探測距離與潛艇自身噪聲有關，噪聲越大則探測距離越小。潛艇噪聲又和航速有關，低航速時噪聲主要來自反應堆循環水泵、變速箱等機械部件，中航速時主要來自螺旋槳空泡，高航速時主要來自航行產生的海水流體噪聲。為了提高探測距離，潛艇平時主要以中低航速航行，因此機械噪聲和空泡噪聲為主。

其他條件相同時，航速要求越高的潛艇其推進系統功率越大，於是機械噪聲就越高；航速越高的潛艇螺旋槳效率越高，於是空泡就越多，哪怕在潛艇以低航速航行時也是如此。這就導致高航速要求和安靜性要求相沖突，簡直就是魚和熊掌不可兼得，必須作出取捨。 

在航速和噪聲的取捨這一問題上，最關鍵的是是攻擊型核潛艇的核心任務執行能力。洛杉磯級核潛艇以獵殺蘇聯彈道導彈核潛艇為核心任務，首先就要能發現敵潛艇，然後就是能實現持續跟蹤和獵殺，這就像坦克的獵殲系統一樣。更低的噪聲有利於發現敵潛艇，並提高洛杉磯級自身的生存能力，對發現敵方潛艇很有利，而提高航速對降低噪音有不利影響，所以問題的關鍵就是如何實現持續跟蹤敵潛艇並獵殺。

洛杉磯級攻擊型核潛艇 

聲吶工作受噪聲影響極大，潛艇推進裝置安裝在尾部，聲吶為了避開螺旋槳噪聲只能安裝在艇首，對艇首方向探測距離最大，所以潛艇攻擊前半球的目標最為合適。  

潛艇在水下的作戰樣式與戰鬥機格鬥空戰很像，可以理解為在水下狗鬥，都是努力將艇首指向對方艇尾，同時避免被對方佔領自己的尾後位置。從戰鬥機格鬥過程可以知道，雙方追逐過程中會不斷繞圈，誰航行速度和轉彎速度快，誰就能佔領敵後方攻擊位置，而不會被敵人攻擊。

潛艇繞圈與戰鬥機格鬥也有不同，戰鬥機無法在空中懸停，而潛艇可以懸停在海中，在低速下以極小的轉彎半徑持續轉向，始終將艇首對準敵人。所以如果潛艇只比轉向速度，很容易陷入雙方都用艇首對着對方的境地，最終只會同歸於盡。為了消滅敵人保存自己，潛艇格鬥需要掌握速度優勢，這樣才能確保不管敵人是不是繞小圈，自己都能跟在它屁股後面，使其始終無法發起攻擊。

美國人在研製洛杉磯級核潛艇過程中，用兩艘核潛艇相互對抗，模擬有速度優勢的潛艇是否能夠做到這點，結論是可以，而且只需要最少3節的速度優勢就可以做到。所以為了滿足執行任務的第二步要求，洛杉磯級選擇了高航速路線。當時蘇聯Y級核潛艇水下最高航速是27節，那麼洛杉磯級至少要達到30節才行；為了防備蘇聯下一代核潛艇提高航速，最終選擇了33節，海狼級進一步提高到35節。    

造價高昂的海浪級核潛艇            

核潛艇追求高航速是為了滿足佔位要求，潛艇只能攻擊前半球目標，就需要高速佔位。推進系統位置不變，探測系統的位置可以改變，從潛艇首部轉移到潛艇外部。美國人已經試驗多次，利用無人潛航器攜帶主/被動聲吶脱離潛艇單獨活動，對高危海區或目標進行抵近偵察。如果潛艇發現被敵人反潛艦艇追蹤時，可以釋放無人潛航器，控制它停留在原地等待目標抵達，然後用藍綠激光雷達、高頻聲吶等隱蔽性較好的方式進行識別，確認是敵人就發出警報。

這就和當下的無人機戰術殊途同歸，這種戰術下，潛艇可以攻擊所有方向的目標，不再受本艇聲吶安裝位置的限制，攻擊型核潛艇也就可以適當降低航速要求，能跟上彈道導彈核潛艇的航速就行，達到27節的航速就能滿足戰術要求，反過來，航速降低又可以提高降噪水平。    

海狼級核潛艇

技術的進步會改變戰爭的形態，俄烏戰爭早已經證明了這一點，海軍是技術密集型軍種，更應該對先進的技術應用具有足夠的敏感度，中國海軍的潛在對手是非常強大的，核潛艇的隱蔽性決定了它在戰爭中是非常關鍵的戰術節點，值得付出更多的資源來完善，相信中國海軍的下一代核潛艇能達到美海軍海狼級核潛艇的技術水平。