文/賁勛
▲消除了“龜背”的俄羅斯臺風(fēng)級戰(zhàn)略核潛艇
▲建造中的臺風(fēng)級核潛艇,可以看到導(dǎo)彈艙位于兩個(gè)完全并列的耐壓艇殼之間
不久前,據(jù)俄羅斯媒體報(bào)道,首艘955A型(北風(fēng)之神級)弗拉基米爾大公號彈道導(dǎo)彈核潛艇離開北方機(jī)械制造聯(lián)合體船廠,開始了新一輪試航。這艘2017年11月下水的俄羅斯新一代戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇,在此次試航中首次曝出了高清照片。它與955基本型核潛艇相比,最直觀的變化是導(dǎo)彈艙和艇體融合更加完美,取消了“龜背”。那么,核潛艇“龜背”與潛射洲際導(dǎo)彈之間有啥聯(lián)系?潛射洲際導(dǎo)彈如何才能做到小型化?
“龜背”是指潛艇背部超出耐壓艇殼非正常的突兀部分(不包括指揮圍殼),這種結(jié)構(gòu)通常出現(xiàn)在戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇上。
“龜背”出現(xiàn)的原因是潛射洲際導(dǎo)彈的尺寸大于潛艇直徑,為了將巨大的導(dǎo)彈容納到核潛艇中,只能在潛艇耐壓艇殼上人為再加高。它的出現(xiàn)破壞了核潛艇的流暢外形,增大了航行阻力和噪聲,是核潛艇與潛射洲際導(dǎo)彈尺寸之間矛盾妥協(xié)的產(chǎn)物,削減“龜背”是世界各核大國設(shè)計(jì)戰(zhàn)略核潛艇的重要方向。
解決“龜背”與導(dǎo)彈之間的矛盾,可以從兩個(gè)思路上考慮,一是將核潛艇做大,二是將潛射洲際導(dǎo)彈做小。
事實(shí)也是如此,核潛艇越做越大,潛射洲際導(dǎo)彈越做越小,正是世界各國核潛艇和潛射洲際導(dǎo)彈的進(jìn)化路線。通過將核潛艇做大來消除“龜背”,俄羅斯的941型臺風(fēng)級戰(zhàn)略核潛艇最為典型。
該級核潛艇為了將長16米的SS-N-20潛射洲際導(dǎo)彈完全容納進(jìn)去,采用了一種極端的3耐壓艇殼方案。在該方案中,核潛艇由兩個(gè)完全并列的耐壓艇殼組成,導(dǎo)彈艙位于兩個(gè)耐壓艇殼之間,在導(dǎo)彈艙外面再包裹一層小直徑的耐壓艇殼。
這種設(shè)計(jì)在世界上獨(dú)一無二,其代價(jià)之大令人瞠目結(jié)舌,最直接的影響就是核潛艇的尺寸和噸位過大,寬度達(dá)到23.3米,排水量超過3.6萬噸,是世界上建造的最大潛艇。
“臺風(fēng)級”可攜帶20枚射程8300公里的SS-N-20潛射洲際導(dǎo)彈,單枚導(dǎo)彈投送能力為10枚10萬噸級的核彈頭。但是,尺寸和噸位變大并沒有讓“臺風(fēng)級”的戰(zhàn)斗力翻倍,美國的俄亥俄級戰(zhàn)略核潛艇排水量只有1.9萬噸,噸位只是“臺風(fēng)級”的一半,但可以攜帶24枚射程1.1萬公里的三叉戟-2潛射洲際導(dǎo)彈,戰(zhàn)略威懾能力反而超過“臺風(fēng)級”。
▲消除“龜背”的代價(jià)就是體積的龐大,這是臺風(fēng)級核潛艇(左)同阿庫拉級核潛艇在一起
實(shí)現(xiàn)潛射洲際導(dǎo)彈小型化是解決“龜背”問題的根本途徑。在潛射洲際導(dǎo)彈小型化實(shí)踐中,美國的技術(shù)儲備最為深厚。美國對潛射導(dǎo)彈的研究源于第二次世界大戰(zhàn)末期,在德國高級司令部繳獲的一份關(guān)于V-2導(dǎo)彈半潛式駁船的設(shè)計(jì)方案。
二戰(zhàn)后,東西方軍事對抗、潛艇和彈道導(dǎo)彈技術(shù)的進(jìn)步,成為了美國加速研制潛射彈道導(dǎo)彈的催化劑。美國從上世紀(jì)50年代中期開始發(fā)展?jié)撋鋸椀缹?dǎo)彈,1961年在喬治·華盛頓號核潛艇上成功進(jìn)行了首次水下發(fā)射。
▲臺風(fēng)級核潛艇上的導(dǎo)彈發(fā)射艙
▲為臺風(fēng)級核潛艇吊裝SS-N-20潛射洲際導(dǎo)彈
▲帶有“龜背”的美國俄亥俄級戰(zhàn)略核潛艇
▲三叉戟-2潛射洲際導(dǎo)彈
此后,美國先后研制出了“北極星”A1、A2、A3、“海神”“三叉戟-1”和“三叉戟-2”六種型號的潛射彈道導(dǎo)彈,分別于1960年、1962年、1971年、1979年和1990年裝備在核潛艇上。
從“北極星”系列到“三叉戟”系列,美國的潛射彈道技術(shù)有了長足進(jìn)步,單純從尺寸和噸位上講,其潛射導(dǎo)彈越來越大,但從射程和威力上來講,這種尺寸和噸位放大的代價(jià)是很小的。
對比來看,美國第一代潛射導(dǎo)彈“北極星A1”的長度為8.69米,直徑1.37米,起飛質(zhì)量13噸,彈頭為60萬噸級的核彈頭,射程2200公里;而現(xiàn)役的“三叉戟-2”,彈長13.42米,直徑2.11米,起飛質(zhì)量59.1噸,彈頭為12枚10萬噸級的核彈頭,射程達(dá)到1.1萬公里。
從威力和射程與尺寸的對比來看,美國潛射洲際導(dǎo)彈的小型化做得最好,這得益于“三叉戟-2”的優(yōu)異性能。美國俄亥俄級戰(zhàn)略核潛艇的“龜背”很小,也成就了其世界最強(qiáng)戰(zhàn)略核潛艇之一的地位。
制約潛射洲際導(dǎo)彈小型化的關(guān)鍵因素包括核彈頭、固體燃料和發(fā)動(dòng)機(jī)。以“三叉戟-2”為例,從載荷上看,該導(dǎo)彈可搭載8~14枚W-76核彈頭(10萬噸級)或8枚W-88核彈頭(47.5萬噸級),總重量2.8噸。其中,W-88核彈頭高1.7米,直徑0.55米,重量小于360千克。
從數(shù)據(jù)中可以看出,核彈頭小型化屬美國做得最好,這是在保證導(dǎo)彈威力前提下,進(jìn)行導(dǎo)彈小型化的基礎(chǔ)。
▲美國潛射導(dǎo)彈家族(左起:北極星A1、A2、A3,海神,三叉戟-1,三叉戟-2)
從動(dòng)力系統(tǒng)上看,“三叉戟-2”的一子級和二子級發(fā)動(dòng)機(jī)與早期型號相比有了較大改進(jìn),燃料為硝酸酯增塑聚醚-75(NEPE-75)高能推進(jìn)劑,并且都采用了單個(gè)潛入式噴管;二子級還用了可延伸的碳噴管出口錐;三子級發(fā)動(dòng)機(jī)采用凱夫拉纖維代替玻璃纖維,使殼體減重達(dá)40%。
此外,該導(dǎo)彈還通過總能量控制技術(shù)(GEMS)燃盡推進(jìn)劑來控制速度,以此獲得最佳彈道實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)射程。小型化的核彈頭、高能量密度的推進(jìn)劑、高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)加上先進(jìn)能量控制技術(shù),使得“三叉戟-2”實(shí)現(xiàn)了小型化與作戰(zhàn)性能之間的平衡。
對于戰(zhàn)略核潛艇來說,最主要的作用是形成可靠的戰(zhàn)略二次核反擊威懾能力。在技術(shù)水平尚不能完全實(shí)現(xiàn)潛射洲際導(dǎo)彈小型化時(shí),保留核潛艇“龜背”而強(qiáng)化導(dǎo)彈的威力仍然有著重要意義。
▲俄亥俄級核潛艇上的導(dǎo)彈發(fā)射艙
盡管帶有“龜背”的戰(zhàn)略核潛艇不是很完美,但在體系作戰(zhàn)的框架下,在導(dǎo)彈射程與威力足夠的前提下,仍然可以依托海上堡壘區(qū)對潛在對手形成足夠的戰(zhàn)略威懾,有效捍衛(wèi)國家利益。