卫生纸造纸厂家:解析元级AIP潜艇服役后中国潜艇部队的战争潜力\\我国“陆基中段反导拦截技术试验”初步分析

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/29 17:49:22

解析元级AIP潜艇服役后中国潜艇部队的战争潜力

中国潜艇 2010-02-01 21:17:11 阅读45777 评论54 字号:大中

AIP给我们带来了什么

039A\B型元级AIP混合动力潜艇的批量装备,对于提高人民海军潜艇部队在东北亚,乃至整个亚太地区的战争潜力都有着重大的意义.

    我国首型AIP混合动力潜艇039A\B型元级,已经批量生产并装备部队使用。该型艇自首艇于2004年露面以来,在短短的5年时间内(截止到09年),已累计有5艘出现在我们面前。如此迅捷的生产与技术定型,如此快速的批量生产装备速度,在我国自主研发的潜艇项目中都是不多见的。这证明随着我国国防费用稳定持续的增长,国内潜艇工业体系在自主研发和建造能力上已经有了显著的进步。这样的进步当然是值得军事爱好者为之欣喜和鼓舞的,但更重要的是随着元级艇的批量装备,中国常规潜艇部队将进入AIP时代(按元级艇的批量生产速度测算,到2015年我国将建立起一支数量上相当可观的AIP艇队。),这对人民海军潜艇部队战斗力的提升,在周边海域乃至整个亚太地区的战争潜力,都将起到重大而积极的正面影响。那么元级艇的批量装备,对于人民海军打赢我周边海域区域性冲突,打破第一岛链的封锁,扩大作战范围提高作战效能,都有哪些重要的影响?笔者将在本文中通过阐述元级AIP潜艇相比柴电动力潜艇在作战效能上的巨大优势,结合我国周边海域潜在冲突区域(台海、第一岛链、南海)的作战态势,来解析中国海军常规潜艇部队跨入AIP时代的重大意义。

人民海军常规潜艇部队中,依然存在较多的老旧型号潜艇,如图上的033型、035型、035改型等技术水平较老的潜艇。

    在039A\B型元级AIP混合动力潜艇出现以前,我国的潜艇部队由少量的核动力潜艇和数量较多的柴电动力潜艇组成。由于我国核潜艇工业发展的滞后,我国核潜艇的质量与数量都较为不如人意,所以海军潜艇部队仍然以柴电动力潜艇作为主战装备。在这些柴电动力潜艇中既有一些较早的型号如033、035及其改进型号035G、035B等,也有较新的第二代常规潜艇039型与进口的877-636基洛级潜艇。但无论是较早的第一代常规潜艇,还是有了明显进步的第二代常规潜艇和基洛级潜艇,其动力形式都是有了近百年历史的柴电动力。这些柴电动力潜艇,受到动力形式的制约都有着水下续航里程短,作战中需要反复上浮充电,作战过程中暴露率过高,生存率过低(一般在200-400海里左右)的固有弊端,已不能适应现代反潜技术条件下的作战环境。而这一点在人民海军潜艇部队身上表现的尤其突出。

东海舰队所属潜艇部队的舟山基地,至冲绳海槽的最短直线距离大约在470千米左右,至北部冲绳海槽的直线距离在600千米以上。

    以东海舰队所属的潜艇部队为例,从舟山基地东出后由于该基地周边海域深度较浅(舟山以东海域深度依次在20-30-60米内)。东舰的常规潜艇需要在海面航渡相当时间,才能到达具备潜艇安全深度的下潜海域。所以,面对日、台、美潜在冲突方,我国潜艇部队的出港暴露率是非常高的。而日、台、美凭借美国发达完善的天基情报支援体系,可以迅速获得我潜艇部队的运动态势和机动方向。在此基础上日、台、美可以用世界上最大最先进的P3C固定翼反潜机队(日本97-77架、美200余架、台将获得12架,台还有大量的改进S2T),在我常规潜艇潜航突破区域,设置东西覆盖冲绳海槽和第一岛链区域,纵深达到600-800公里,南北沿着第一岛链弧形区域部署的,高密度航空反潜巡逻区。这将在很大程度上遏制我东海舰队的常规潜艇部队,向东突破岛链、向东南进入台海区域、向东北进入日本沿海区域的作战能力。

由于我国的东、黄海位于面积广阔的大陆架上,所以我国的东部大部分海域水深都较浅,并不能满足潜艇部队的作战条件,只有向东突入水深2000米以上的冲绳海槽后,我潜艇部队才能获得较为广阔和充裕的机动作战空间。

    从东舰潜艇部队的作战需求看,因为我国广阔的大陆架海域水深过浅,所以大部分海区并不满足潜艇潜航条件。再考虑到战争爆发后敌商业航线必将东移至第一岛链东侧,所以我国的潜艇必须要航渡东西纵深达400-600公里,均深60-100米的东海大陆架海域,突入水深2000米的冲绳海槽,向东跨越岛链将岛链东部的日商业航线区域划进作战范围方能达到作战目的。但我国的柴电动力潜艇如035、039和基洛等,满电状态下水下续航里程不过250-400海里,而部队一些备潜海区至冲绳海槽的最短直线距离在350-400公里以上。加上潜艇潜航又需要依照海底地形以及季节水文情况,充分利用有利海底地貌(如海沟、大陆架远古旧河道)和温跃层等进行隐蔽潜航,所以实际运动距离往往超出我柴电动力潜艇一次充电后的最大水下续航力。更为不利的是一般柴电动力潜艇为了提高充电速度(蓄电池余电量越大充电速度越快),和确保艇上生活、作战系统用电所需,一般在整艇余电60%即需要进行充电补充。这势必造成我柴电动力潜艇在突入冲绳海槽前,或者突入冲绳海槽后不久,就将面临蓄电池余电不足需要上浮补充充电的情况。

左边图箭头处为039A\B元级艇的通气管,右边围壳上的筒状物为091核潜艇应急动力(柴油机)的通气管。

上图硕大的筒状物为转让给加拿大的英国支持者级常规动力潜艇的通气管,由于通气管的工作性质要求使得通气管的外型很难进行雷达反射截面积的优化工作,因为多边形或者减小通气管体积的工作都将严重影响通气管的进气效果,严重影响艇上柴油机的正常工作,硕大的通气管也就成了通气管航行中柴电动力潜艇暴露的直接原因。

    但是,目前P3C装备的AN\APS-137B(v5)雷达,对雷达反射截面积极小的潜望镜,最大探测距离已达20-30公里,而难以进行RCS优化的通气管,P3C可以在最大50公里左右的距离上探测到。我国的柴电动力潜艇,不管是上浮露头充电还是以通气管状态充电,在长达6-10几小时的充电过程中,其暴露率和暴露时间都将急剧增大。这意味着第一岛链区域高密度部署的P3C,在重叠的反潜巡逻区内将能有效的探测到通气管状态下的我柴电动力潜艇。而随着我柴电动力潜艇的暴露,敌反潜巡逻机临头后即可展开反潜火力攻击,即使我柴电动力潜艇顺利下潜规避,也将面临P3C长时间的压制态势。在此期间我柴电动力潜艇不但要应付P3C的临头攻击,还要面对随P3C应招而来的大量敌水面舰艇编队、敌舰载反潜机乃至敌水下潜艇相结合的联合反潜力量的围剿。而此时我柴电动力潜艇很有可能还存在电量不足,或者充电未完成的不利情况,难以进行水下较长时间较高速度的隐蔽突破机动动作。可想而知在这样的作战态势下,我暴露的柴电动力潜艇的规避成功率和生存率将是非常低下的。

 

日、美以庞大数量的P3C固定翼航空反潜巡逻机,在第一岛链和台海区域设置的高密度航空反潜巡逻区,将对仍以柴电动力潜艇为主的人民海军潜艇部队形成战略性的压制。

    由此可以判断,随着步出我国土航空兵有限的控制范围,我国的柴电动力潜艇就将面临严酷的作战环境。即使我国常规潜艇得以隐蔽突入冲绳海槽,也难以在日、美由P3C主导下建立的南北区域广阔,东西纵深超出柴电潜艇一次充电后水下最大续航力的反潜巡逻区内作战。更不消说再向东去突破第一岛链,去岛链东部的商业航线区域作战了。而日美凭借P3C的7700余公里的航程,以及第一岛链上从北至南遍布的岛屿航空基地(从日本本土到冲绳本岛再到南部的宫古、石垣、西表都有提供喷气支线客机起降的机场)建立起的沿第一岛链弧线分布的高密度航空反潜巡逻区,也将彻底遏制我常规潜艇在岛链区域的作战能力。在这种现实情况下,我东海舰队的常规潜艇无论是向东南进入台海东部作战,还是向东去冲绳列岛东部的日本商业航线作战,都是非常困难的。排除低下的突破成功率不说,在后续的巡逻作战中,因为柴电潜艇极高的露头率和通气管暴露率,都将导致我国常规潜艇在第一岛链区域内,出现难以承受的战损率。

北舰的旅顺和青岛潜艇基地,距离北部冲绳海槽直线距离分别在1000与800公里左右。

    不利的态势同样也影响着我北海舰队的常规潜艇部队,因为从北舰旅顺和青岛基地出发的柴电动力潜艇,要航渡的东西向大陆架海域更广阔航渡时间更长。北舰的常规潜艇顺着海州湾与辽东半岛向济州岛南部发展的海沟航渡后,能到达位于济州岛南部传统的商业航线密集区域,进行作战巡逻已实属不易。因为在北部均深18-44米的黄海大陆架上,不仅存在着潜艇水下隐蔽航渡路线单一的问题,还要面对韩、日本岛上数量更多的反潜巡逻机。所以北舰得柴电动力潜艇即使能够进入济州岛南部,在失去我航空兵力量的掩护下,其作战的过程也将是较为艰巨的。至于向东突入北部冲绳海槽,甚至在突破岛链后进入日本沿岸进行理想设定的作战,在现有的柴电动力潜艇身上是难以实现的。

 

    在南海形式同样不能乐观,南海舰队的常规潜艇部队从海南三亚榆林基地出发,虽然可以在靠近我国航空兵掩护区域向台湾南部进行较长时间的航渡。但在越过东沙岛屿后,随着我航空兵控制范围和控制力量的削弱,在台湾南部200公里的区域范围内,隐蔽潜航已经成为必须。如果仅仅限制在在台湾南部作战,我柴电动力潜艇尚能胜任,如果要求潜艇部队向东跨越巴林塘、巴布沿、巴士海峡,去台湾东部重要的商业航线作战,则同样面临着东舰常规潜艇部队一样的难题。即隐蔽潜航里程超出我柴电动力潜艇一次充电续航力,而在潜航过程中进行补充充电,就要面对台岛与琉球群岛(冲绳、先岛诸岛)上航空反潜力量的重大威胁。即使能够顺利东渡巴林塘、巴士海峡,在台东海域和先岛诸岛区域,已经位于台、日密集部署的P3C巡逻反潜区。这种情况下即使到达作战指定区域,所面对的局面会与东舰常规潜艇部队一样窘困。面对这种现实,作为我主力舰队的南海舰队常规潜艇,将很难支持东部沿海潜在冲突作战,这将大大削弱我海军潜艇部队的总体参战数量和整体作战能力。

 

 P3C伴飞中的日本新一代P-X反潜巡逻机,其巡航速度更快,到达任务指定区域更为迅速,巡逻范围更大机载探测设备更为先进。对于传统的柴电动力潜艇而言,打击威力和反潜效率更高。

美国用来代替P3C的P8A反潜巡逻机,随着P-X和P8A新一代反潜巡逻机的服役,我人民海军柴电动力潜艇在岛链和台海区域的作战环境将处于进一步恶化的不利态势中。

    综上论述,我们可以发现日、台、美依靠一支性能先进且数量庞大的固定翼航空反潜力量,建立了一个严密的反潜体系。并且利用这支巡逻区域大,反潜效率高的航空反潜力量,弥补了第一岛链上作战面积广阔的不利条件。再通过日、台、美之间信息交换能力强的传统优势,最终整合起一个集快速召唤的水面舰船、应召舰载直升机、和水下潜艇组成的一个多平台多层次高效率的强大联合反潜体系。而这个体系精准的抓住了我人民海军潜艇部队,目前以柴电动力潜艇为主,水下续航力短这一主要弱点。凭借数量庞大且性能优秀的固定翼航空反潜机群,设置超出我柴电动力潜艇一次充电水下最大续航里程的密集航空反潜巡逻区域,最终达到了有效遏制我人民海军潜艇部队,在第一岛链和台海区域进行作战的这一战略性目标。不得不说在人民海军潜艇部队主战潜艇的种类不发生结构性变化前,这一以航空反潜力量为先导的战略反潜体系是建设的相当成功的,而日、台、美一方的战略反潜目标是完全能够达到的。对于我人民海军来说,由于潜在作战对象这一有效得战略反潜体系,就意味着目前仍以柴电动力潜艇为主的我潜艇部队,处于被战略性遏制的极端不利态势中。

停泊在码头的039型柴电动力潜艇

停泊在码头的我海军基洛级常规潜艇,虽然039型的批量服役和877-636基洛级潜艇的大批引进,在很大程度上改善了我常规潜艇的总体技术水平,但由于这些常规潜艇仍然使用传统的柴电动力形式,因而在面对日、台、美以航空反潜巡逻机为先导的联合反潜体系时,总体仍处于战略态势上的劣势。

   从某种程度上讲甚至将导致我人民海军潜艇部队,成为一支只能在近海依托国土航空兵掩护下,进行近海岸防御性作战的水下作战力量。这种情况显然是与我海军打赢周边海域潜在地区性冲突,捍卫我领土完整和专属经济区利益(台湾、东海)这一战略目标所相悖的。更严峻的是随着日,美P-X和P8A新一代固定翼反潜巡逻机的投入使用,这种不利态势将会日渐加剧。因为新一代的P-X和P8A巡航速度更快,到达作战目标区域时间更短,作战半径更大载荷能力更强,雷达、红外等探测传感器性能也更为优异,信息化和情报支援能力则更加完善。而且随着新一代反潜机大幅增加的作战半径,我南海大部分区域也已面临着日美固反潜巡逻机的威胁。显然,对于以柴电动力潜艇为主的我海军常规潜艇部队,未来的不利作战环境在进一步恶化中。那么面对这样严峻的现实,我人民海军又该通过什么手段和装备建设来打破这一不利局面呢?

039A\B型元级AIP混合动力潜艇,将帮助人民海军潜艇部队打破日、美、台战略反潜体系,改变在第一岛链以及台海区域作战的不利态势。

     我想,人民海军的建设步伐已经给出了答案。以超常速度研发并批量生产装备部队的039A\B型元级AIP混合动力潜艇,就是人民海军通过装备建设来打破敌战略反潜体系,转变我潜艇部队目前极端不利战场态势的最好回答。在前面的论述中我们知道,日、台、美的战略反潜体系的重要环节和基础,是建立在一支搜索效率高、巡逻范围大的先导性航空反潜力量上的。这一战略反潜体系的有效性,是依托固定翼航空反潜巡逻机特有的巡逻时间长、巡逻范围大、机动性好的优势,搭配先进的机载搜索雷达、红外传感器等有效搜索装备,抓住我柴电动力潜艇水下续航里程短,需要反复露头充电并导致通气管状态暴露率高、暴露时间长的这一固有弊端所达成的。这一战略反潜体系的有效性和针对性很强,但是也体现出任务适应性不足的特点。

P3C这类固定翼反潜巡逻机因为作战航程远、机动性强、载荷大,搭配上先进的搜索雷达等搜潜武器,对于时不时要冒头进行充电的柴电动力潜艇是天生的克星。

上图为P3C的前视红外搜索传感器,固定翼航空反潜巡逻机较为依赖于机载雷达和潜视红外搜索传感器等水面搜索器材,来提高其搜潜效率和搜潜范围。一旦失去这个有利条件,固定翼航空巡逻反潜机的效能并不会很理想,比如应付不需要使用通气管充电的核动力和AIP混合动力潜艇,其搜潜和反潜效能将会急剧下降。

    比如一旦针对的任务对象改变主战潜艇结构,放弃暴露率和暴露时间长的柴电动力潜艇,而改用通气管暴露率很小的AIP混合动力潜艇(核动力潜艇的通气管暴露率是0),将直接导致P3C等固定翼航空反潜巡逻机,失去最为有效的雷达搜索功能。那么这一战略反潜体系的基础和先导环节—-固定翼航空反潜力量的有效性将急剧削弱,随之整个战略反潜体系的效率和有效性也将急剧降低。而从我人民海军的角度看,采用AIP潜艇后则可以选择在较为有利的一些区域上进行有效的突破。比如北方日本本岛与土噶喇诸岛间的稀疏岛链区域,又比如中部的奄美诸岛与南部的先岛诸岛之间的广阔空间。毕竟日本现有的水面舰船数量,是不可能在第一岛链这么广阔的空间上,遏制我AIP潜艇在稀疏的第一岛链区域进行突破的。这一点即使加上驻日本本土的第七舰队的主力作战舰艇,也同样是难以为继的。因为水面舰船机动能力低,不可能在南北狭长,面积广阔的第一岛链区域,达到几百架P3C反潜巡逻机的反潜效率。至于日(16艘按战时出动率计算大约在6-8艘)美(在关岛驻扎三艘核动力攻击潜艇)有限的潜艇在冲突爆发初期,在广阔的第一岛链空间商,更是难以起到有效反潜效果。所以,元级AIP混合动力潜艇服役后,将导致日、台、美战略反潜体系的有效性出现整体效率性危机。而我人民海军通过建设AIP艇队,改变主战潜艇结构,也抓住了日、台、美战略反潜体系,过分依赖于固定翼航空反潜巡逻机的这一重大弊端。并利用反潜巡逻机依靠机载搜索雷达,才能完成高效率和大范围巡逻反潜的这一重要技术缺陷,达成有效的战略反制。这将彻底改变我国潜艇部队目前极端不利的作战环境,为我人民海军突破第一岛链进入岛链东侧和日本东部以及台海海域作战的战略规划创造有利条件。

左边为国内AIP动力舱段的布置图,右边为瑞典的V4-275R-MKIII。我国的斯特林发动机与瑞典的V4-275R系列性能接近。斯特林热气机的燃料是柴油氧化剂是液态氧,因而斯特林发动机的后勤补给相对较为简单。只要氧化剂能得到有效补充,斯特林AIP潜艇的水下续航力也将大大提高,从这个角度出发只要在途中提供一些简单的液氧补给,我国的元级AIP潜艇的水下连续潜航能力,还将获得很大的提高。

    当然元级艇AIP混合动力下的最大续航力里程,也是一个至关重要的因素。因为这直接关系到我潜艇部队的连续潜航能力,和对敌航空巡逻反潜力量的有效削弱能力。根据目前公开的一些信息并考虑人民海军潜艇部队的实际作战需求,可以确定大规模批量生产的元级艇(039B型)AIP工况下的续航力将是世界一流的。由于元级艇尚有严密的保密措施要求,对于这个推断笔者尚难给出(也不允许给出)论证论据来源。那么为了比较有说服力的去评估元级艇的AIP作战效能,笔者决定采用装备了斯特林发动机的瑞典哥特兰级AIP潜艇的数据来代替(这当然会导致元级艇的AIP工况续航力推断过于保守,但是考虑到保密要求还是希望大家能够理解)。目前瑞典的哥特兰级在斯特林发动机额定工况下,能以4节速度连续潜航1650海里。这个指标也和采用了CCD、FC、MESMA等AIP型式的其他AIP潜艇的续航力标值相近,所以这个数据对于AIP混合动力潜艇是具有一定代表性的,把它作为元级艇的续航力保守估计值是较为恰当的。

                                     台东与琉球群岛交界海域海底地形图

    我们会发现当拥有1650海里连续潜航能力的元级艇,投入到我国三大舰队的常规潜艇部队后,会带来显著的战场态势扭转。以作战最为艰难的东海舰队常规潜艇部队为例,元级艇在到达下潜海区后(可以挑选最近的备潜海区以降低出港后遭到美、日卫星探测几率,降低出港暴露率),通过AIP动力以4节的低速静音巡航,选择在琉球群岛与台湾交界区域间的棉花谷、北棉花谷或者基隆海谷等有利海底地貌,利用各季节不同的温跃层、盐跃层等有利水文环境,隐蔽的突入台东北海域。这段从备潜海区到目标区域的航渡航程不过400余公里,即使加入实际航行补贴里程100公里也不过500公里,只占元级艇AIP续航能力3050公里(1650海里换算)的16%左右。扣去来回隐蔽航渡所需的1000公里,也将剩下2050公里的阵地逗留机动能力,这意味着元级艇可以在台东北商业航线密集区域,进行11.5天左右的阵地逗留时间。显然这一阵地作战时间是非常富裕,并且是不露头、不出现通气管暴露状态下的连续潜航隐蔽作战时间。

台湾与菲律宾之间的巴林塘、巴士海峡的海底地形图,该海峡因为风急浪高,受季风性气候影响大,四季水文环境多变,加上海底地貌复杂,反潜作战较为困难,而潜艇航行作战则较为有利,所以素有潜艇黄金水道之称,也是我南海舰队和南下东海舰队作战潜艇的战略要冲地带。

    元级艇也可以利用这11.5天和2050公里的潜航续航力,向南继续航渡寻求战机。这样元级艇不但可以将整个台东商业航线密集的海域,轻松囊括进自己的作战区域,还具备了进一步向南去台湾和菲律宾之间的巴士、巴林塘这一重要黄金水道作战的能力。这将打通我南舰潜艇部队与东舰潜艇部队的联系,形成两大主力舰队互相配合,重叠打击的理想作战态势。实际上,元级艇甚至还能再向南,到达位于印尼东部和菲律宾南部苏拉威西海东口的马鲁古海峡和加罗林群岛之间的区域,去伏击战争爆发后企图绕过南海从爪哇海、望加锡海峡通过苏拉威西海走东部航线的日、台航运船只。因为在菲律宾海随着我元级艇冲出第一岛链日、台设置的密集航空巡逻区域后,可以采用水面航渡和通气管航渡相结合的航海策略,大大节约AIP工况下的续航力里程。只要战术合理航海规划到位,这一非常具有诱惑力的作战设定是完全有可能实现的。这意味着我东舰的元级潜艇,不但可以将台海区域整个包裹进作战打击范围,还能进一步威胁到南海菲律宾海域这一战时重要商业航线区域。这极大的扩大了我潜艇部队的打击范围,并将严重的威胁台、日特别是日本的商业航线安全。

 

                 东舰元级潜艇使用AIP混合动力,行动范围的推测图。

    以上还只是人民海军东舰元级艇南下的作战范围推测,如果向北看同样也存在巨大的作战机遇。当东舰元级艇向东南突入台东海域后,也可以掉头向北,依靠剩余的2000公里潜航续航力,在琉球群岛岛链东侧这一商业航线区域寻机作战。其最远范围可以向北到达奄美诸岛,途中还包括了冲绳本岛上那霸这一重要的日、美远东军事基地,显然这样的作战航线是极具战略战役价值的。实际上东舰的元级艇的东北作战范围要广阔的多,因为从舟山基地向北依托我本土航空兵掩护下,元级可以在更北方位的备潜海区开始潜航航渡动作。这类海区突入冲绳海槽的距离在300余公里左右,突破琉球群岛北部的土噶喇诸岛横向宽度距离在400公里左右,扣除来回潜航1400公里左右的航程,元级还有1600余公里的潜航续航力。从距离上看向北最远已能到达横滨、东京这一日本最主要的政治、经济圈。从作战区域看,将把日本自九州、四国以及本岛最重要的商业航线区域划入元级艇的作战区域内。从阵地逗留能力(潜航巡逻作战时间)看,则有8-9天的战区巡逻时间。如果我人民海军潜艇部队,采取攻击性布雷(港口、航道等要地),商业航线阵地待机伏击等多种多样的战术,必将带来非常可观的战略战役成果。而这样的作战能力是元级艇服役以前,三大舰队的柴电动力潜艇根本不能达到的战略战役效果,显然元级艇服役后就东舰潜艇部队的作战能力和作战范围,就有着非常显著的提升。

 

                           北舰元级艇使用AIP混合动力,行动范围推测图。

    同样对于北海舰队和南海舰队的潜艇部队,元级艇的服役也将带来根本性的变革。北舰以往的常规潜艇在抵达济州岛南部区域后,即进入暴露率较高的密集航空反潜巡逻区域,普通的柴电潜艇维持在这一压迫性航空反潜区域的作战已经相当吃力,不消说还要企图向东突入北部冲绳海槽后,再航渡土噶喇群岛去攻击日本东部重要的航线。这一理想战略设定在柴电动力潜艇身上属于天方夜谈式的设计,即使达成也将付出难以想象的损失,造成难以接受的极低交换比。然而元级艇服役后情况将大不相同,从青岛与旅大基地出发的元级艇,在备潜海域航渡至济州岛南部的里程在300公里左右,我们加上途中实际机动所需的补贴里程100公里,也就是400公里不到潜渡里程。那么元级艇如果逗留在济州南部海域,将获得2100公里和12天左右的阵地逗留能力。当然我们可以预测北舰的元级艇一定不会满足这一狭小的作战区域范围,一定会向东突入冲绳海槽东渡土噶喇诸岛或者更近的大隅海峡(明级艇堂而皇之的“无公害通过”可不是偶然)和东舰的元级艇,一起去日本东部的重要作战区域作战。如果扣除来回东渡海槽和海峡的1200公里航程,元级艇还将保留1000公里6天左右时间的阵地逗留能力。这意味着我两大主力舰队的潜艇都将有能力在隐蔽突破岛链后,获得攻击日本本土东部密集商业航线的机动作战能力。这样的战略态势对于人民海军潜艇部队的作战威慑力和作战效果来讲,意义是非常深远而重大的。

                                 南舰元级艇使用AIP混合动力,行动范围推测图。

    而原本作战环境最为宽裕的南海舰队,在获得元级AIP潜艇后也将获得显著的战斗力提升。从海南榆林基地出发的元级艇在台湾南部的高雄、左营等我常规潜艇传统作战区域,将可以获得2000余公里12天以上的高隐蔽性机动作战能力。与039型等柴电动力潜艇相比,因为暴露率的降低,不仅生存力大大提高,在攻击成功率和一次出航攻击能力上也都会有显著的提高。更为重要的是,南舰的常规潜艇部队可以东渡巴士、巴林塘海峡去台东海域乃至向北与东舰的元级艇一起,在第一岛链东侧进行巡逻作战。当然,也可以向南和东舰的元级艇一样去苏拉威西海东侧区域加入猎捕商业航运的作战。这就造成了我南舰潜艇部队与东舰潜艇部队打通一片,进行强强联合作战的有利态势,对于加强我两大主力舰队潜艇部队的打击区域和打击威力都是十分有利的。

南舰榆林基地至马六甲海峡东口距离在2200公里左右,元级艇可以选择反潜力量薄弱,日、美反潜巡逻机较难抵达,巡逻密度低的南海中线西侧,进行水面和通气管状态航渡以节省AIP动力消耗。这样元级艇也具备了在马六甲海峡东口区域,使用AIP动力进行隐蔽作战的能力。

    另外,南海毕竟距离日、台、美的航空反潜巡逻中心区域以外,虽然P-3C特别是将来的P-X以及P8A都具备到南海进行反潜巡逻的能力。但是要建立第一岛链和台海那样高密度航空巡逻区域则是不太可能的,从这一点出发我南舰的元级艇可以选择南海中间线西侧,甚至靠近越南一侧(越南缺乏航空反潜力量,其它平台反潜体系也较为薄弱)以水面或者通气管状态航渡,在尽量节省AIP动力消耗的航渡规划方式下,元级艇将具备在马六甲这一美国和日本重点保护的交通要道,用AIP混合动力隐蔽潜航作战的能力。这样的作战能力将把我南舰潜艇的打击能力提高到战略打击层面上,其蕴藏的重要意义是无需赘述的。至于在南海争端上,马来西亚、印尼、越南都有了常规潜艇,但都是柴电动力,元级艇的加入将显著提高我南舰潜艇部队在动力性能和整体作战效能上的优势,这对将来南海一旦爆发争端,南舰潜艇部队支持我主力水面舰艇,形成全面作战优势也将起到非常重要的作用。

水面航行状态中的我国第二代攻击核潜艇09-III型,我人民海军远景规划必然是通过建设一支数量质量都相当可观的核潜艇部队,来达成我人民海军潜艇部队乃至我人民海军战略战役目标。而元级艇的批量装备,也为我国核潜艇工业的发展,和我国核潜艇艇队的建设争取到了一段宝贵的战略缓冲时间。

    当然以上关于元级艇服役后,对我人民海军潜艇部队作战能力的重大提升,只是理论依据上的推测。具体作战情况将受到战争过程中,多变的作战态势和诸多突发性因素的干扰。比如元级艇的实际作战效能,是否能达到这样的理论推测效果。又比如在东海和台海爆发战端后,美国这个具备强大攻击性战略反潜力量的国家,在插手东海台海事端上的投入力度。这些变量都将对元级艇的作战效能产生较大的影响。但是我们可以确认,随着元级AIP混合动力潜艇的投入服役,我国常规潜艇迈进AIP动力时代,将显著改变我人民海军潜艇部队,以往在战略态势上处于绝对劣势的不利境地,并在很大程度上提升我人民海军潜艇部队战略战役作战能力。同时元级艇的服役,也能满足现阶段我人民海军潜艇部队,对于优秀装备的迫切需求。这就为我国的核潜艇工业的发展,为我国核潜艇的小步快跑,争取到了一个宝贵的战略缓冲时间。对于将来我国建设一支数量质量都较为优秀的核潜艇部队,实现战略性提升我人民海军潜艇部队的打击能力和威慑效能,起到非常重要的作用。综上,元级AIP混合动力潜艇的批量装备,其背后深藏的重大意义确实是非常深远的,是人民海军自核动力潜艇研制成功后的又一程碑式事件。

 

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我国“陆基中段反导拦截技术试验”初步分析

军情观察 2010-01-12 09:42:14 阅读93394 评论127 字号:大中

2010年1月11日20:58:46,新华社在网络上播发了一条快讯:中国11日在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到了预期目的。这一试验是防御性的,不针对任何国家。

这条消息立刻成为中文网络世界的头条新闻,大家都感到非常振奋,我们这些军迷更是感到格外的惊喜。喜的是不凡的成就,惊的是少有的透明度。然而由于新华社没有提供任何关于此次试验的进一步的内容,各大媒体尚未给出深入报导。下面,我以一个军事爱好者的角度试图给出一个分析。草草而成,讹误难免,仅供参考。

一,为什么要搞反导?

当然是为了国家安全。我们当年搞两弹,为的是打破美苏的核垄断和核讹诈,以免遭受核打击。今天这个世界,导弹和核武器等大规模杀伤性武器已经严重扩散,而且还将进一步扩散。我们奉行不首先使用核武器的政策,虽然可以在一定程度上遏制其他国家对我进行核打击,但存在三个严重的问题:

1,大规模杀伤性武器有可能被“流氓国家”、非理性政权或恐怖分子等非国家组织掌握,以核反击遏制核打击的理性判断可能失效。如果敌人采取孤注一掷的手段,我方即使采取核反击,也将遭受重大损失。

2,无法有效阻止别的国家对我进行非核导弹打击。即使是常规弹头,也可能对我造成严重杀伤,如果使用生化弹头,杀伤力将更大(我国目前核政策尚未允许对敌生化武器一类的非核大规模杀伤性武器采取核反击)。

3,敌人有可能采用常规武器(包括带常规弹头的弹道导弹)精确打击我战略核力量(如导弹发射井、核武器贮存洞库),对我核反击能力造成严重威胁。

因此,我们必须发展自己的战略性防御武器──反导系统。反导分为反巡航导弹和反弹道导弹。前者是90年代新“三打三防”的内容之一,相对也比较容易,用低空、超低空地空导弹就可以解决。难的是反弹道导弹,下面所说的反导系统也就专指反弹道导弹。之所以难是因为弹道导弹速度快,可达十几、二十几倍音速,从发射到命中最多不超过半小时,发现难,拦截难,给防御方的反应时间短。因此,世界上掌握反导技术的国家屈指可数。

分析我国可能遭受的弹道导弹威胁,可分为四类:

1,核大国对我的大规模核打击,以陆基和潜射远程、洲际弹道导弹为主。主要指美俄,尤其是美国。由于核大国有大量的进攻性导弹核武器,我们若想全面拦截在技术上难以做到,经济上也难以支持。不如采用核反击的策略来遏制。

2,中小核国家对我的小规模核打击,以陆基中程、近程导弹为主,数量较少(不超过几十枚),如印度。1998年5月,印度核试验,随后印度总理给克林顿写信,不点名的说这是针对中国的。近年来,每次印度进行烈火III中程导弹试验,印度媒体都要鼓吹说该导弹能携带核武器,而且能打到北京,说该导弹主要的打击对象就是中国。对此,我们不能不加以防范。

3,局部战争中敌方对我的常规导弹袭击。如台湾正在研发中程导弹,台独分子曾叫嚣用中近程导弹打击大陆的城市(如上海、广州),甚至攻击三峡大坝。

4,核大国采用常规导弹(或战术核武器)对我战略目标(如核力量、战略指挥系统等)的突袭。美国曾明确提出用潜射导弹打击我洲际导弹地下发射井,还提出用非核或战术核武器深钻地弹打击地面几十米以下的地下指挥所。

可见,我们急需拥有对射程3500 km(如烈火III)以内的中程、近程弹道导弹的防御能力。这是一种类似于美国TMD的反导能力,但对中国来说包含了中国的NMD和TMD,不好简单类比。美国的NMD是为了对付俄罗斯、中国的洲际导弹,我们目前还不急需这个。从技术上来说,也是循序渐进,从防御近程导弹(速度慢)到防御远程、洲际导弹(速度快)。未来我们将根据需要来决定发展对洲际导弹的防御能力。

二、什么是“陆基中段反导拦截技术试验”?

60年代以来美苏的大量研究表明,有效的反导系统应该是一个多层系统,可以提供不同高度的拦截能力,通过多层次拦截提高反导成功的概率和应对不同类型的导弹。粗略来说,分为大气层内反导(低层)和大气层外反导(高层)。早期的拦截弹采用核战斗部,主要针对核弹头,高层用核爆X射线杀伤(如美国的Spatan),低层用核爆中子流杀伤(如美国的Sprint)。由于核武器对导弹防御也有相当大的损害,美国从80年代开始采用常规战斗部。随着制导控制精度的提高,战斗部也就可以越做越小,有利于反导弹的小型化、机动能力和反应速度。当脱靶量小到目标的尺寸时,就可以不用破片杀伤等传统战斗部,改用动能杀伤(hit-to-kill)方式,不需要额外的战斗部,进一步有利于反导弹的小型化。

由多种不同层次和类型系统组成的美国反导体系。

美国的多层反导体系

导弹从起飞到命中目标,大致分为三段:助推段、中段、再入段。对于有末助推级(用以释放弹头和诱饵)的洲际导弹,还可以加上末助推段。中段还可以细分为上升段和狭义的中段。大气层内反导针对再入段,常用于拦截中近程导弹,如射程300 km以内的近程导弹全程都在大气层中飞行。大气层内拦截的特点是:

1,拦截范围近。因此即使拦截成功,仍可能造成一定的杀伤(尤其是生化弹头)。

2,可采用气动力控制反导弹机动。

3,气动加热对导弹的红外制导有一定影响,以前普遍采用雷达制导,现在也开始采用红外制导,但对红外制导窗防热和气动光学等有较高的技术要求。

目前世界上主要的大气层内拦截弹有美国的PAC-3、俄罗斯的S-300PMU2和S-400,以色列的箭-2,印度发展中的PAD和中国的HQ-9。

这里简单评论几句被印度吹的神乎其神的PAD反导弹:

1,该系统的警戒与火控雷达是从以色列购买的“箭”式反导系统中的EL/M-2080“绿松”雷达。显然,受制于人。整个导弹系统的研发得到了以色列IAI公司的协助(当然不是无偿的)。

2,PAD反导弹改自大地2地地导弹,其第一级发动机采用液体燃料,导弹的反应速度、安全性和可靠性令人严重怀疑。总不能等对方的导弹已经落地,印度的导弹还没加注完吧。

3,战斗部采用传统的破片杀伤,大气层内拦截。PAD有较大的弹翼,这说明其在飞行中主要利用空气动力实现机动,无法实现高速拦截,技术水平低于以色列的“箭-2”系统,跟美国和中国的kkv杀伤技术上更不是一个等级的。

4,已经进行的两次试验,第一次拦截弹和靶弹仅相距83千米──这在现实战场上几乎完全不可能。第二次拦截弹和靶弹同样距离很近。这两次试验里面有什么更多的猫腻我们还不清楚,但以DRDO的恶劣名声和印度人一贯的弄虚作假,很难说PAD到底有什么样的战斗力。

大气层外拦截弹技术目前基本为美国垄断(俄罗斯的核反导系统除外),包括已部署的THAAD、SM-3、GBI和已暂停研发的KEI。这几种导弹都可以拦截从中程到远程、洲际导弹的中段,其中未来的SM-3 II和KEI还可以拦截上升段。SM-3已出售给了日本,美日还将联合研发改进型。但日本并不具有完整的反导能力,离不开美国的支持。法国EADS公司也提出要发展大气层外反导系统Exoguard,但尚未得到政府的批准。

大气层外拦截的特点是:

1,拦截距离远,控制范围大,可达几百上千公里,一个反导阵地就可以保护一大片目标。若靠前部署甚至可以“御敌(弹)于国门之外”,这对于拦截核弹头是特别有利的。

2,大气层外有利于采用红外导引头,对目标的捕捉、跟踪距离远。而且不受大气中的天气影响,全天候拦截。

3,若能实现上升段拦截甚至助推段拦截,有利于识别诱饵或在释放诱饵前击毁导弹。

4,目前一些战术导弹采用再入机动突防,一些较老式的导弹头体不分离,再入时可能解体,使目标复杂化。大气层外反导就不存在这些问题。拦截后造成的碎片残骸大部分会在再入大气的过程中烧毁,对地面的可能残余杀伤比大气层内拦截小得多。

中段拦截示意图

大气层外拦截弹的关键是动能拦截技术,采用kkv(kinetic kill vehicle)战斗部。具体作战过程为:由助推器根据地面导引系统的信息将kkv送入大气层外的指定区域,并具有特定的速度,随后kkv自身的红外导引头工作,寻找目标。锁定目标后,姿/轨控发动机控制kkv飞向目标,控制脱靶量,直到完成碰撞杀伤。一般而言,从侧面撞击杀伤效果最佳,但这对制导控制系统要求较高。(某些反导弹是沿来袭导弹弹道反向飞行拦截。)

大气层外反导比大气层内反导的技术难度高得多,也因此该技术一直为美国人所垄断。我们这次进行“陆基中段反导拦截技术试验”,说明我们已经在世界上第二个掌握了大气层外kkv反导的关键技术。这样我们就初步建立起一个多层反导系统。

KKV结构示意图

三,动能拦截武器的关键技术

(1)动能拦截器/天基动能拦截弹技术。包括动能拦截器/拦截弹总体设计与试验技术、直接侧向力控制与精确制导技术、快速响应姿/轨控发动机及动力系统、轻小光纤陀螺惯性测量与复合导航系统等关键技术。姿/轨控发动机的发展方向是全固体燃气控制。光纤陀螺已经达到传统高精度惯性平台水平。

(2)精确探测跟踪与末制导技术。红外凝视成像技术(有利于在远距离识别跟踪目标,区分弹头诱饵)、高帧频(实时)成像导引头和射频被动导引头技术是实现“零脱靶量”制导控制的技术基础,可直接用于kkv的高精度制导控制。

(3)空间作战平台总体技术与平台战时测控技术。导弹拦截要求高响应能力的测试和发射技术,发射参数要快速装订,发射平台向机动化、野战化方向发展。一般采用高可靠性的固体助推器,采用高压强固体发动机,有利于导弹加速,并具有高过载能力,有利于快速转向、轨道机动。双脉冲发动机,以便于kkv弹头在接近目标时有较大的机动过载。

下面我把从公开资料和网络分析得出的我国的动能拦截武器研发过程简单综述一下,不保证真实性,仅供参考。

1983年美国总统里根提出SDI(俗称星球大战),开始反导系统的全面研发。我们当时虽然比较穷,技术也比较落后,但还是坚持发展自己的战略高技术。决定性的决策是1986年开始的863计划。60年代中期到70年代末我们搞过640工程,也有一些技术和人才积累。在863-409先进防御主题下,专门研究战略防御系统。不过开始还是以跟踪预研为主,到90年代中期以后关键技术逐步取得重大突破。如全数字闭环单模光纤、中红外二元光学导引头光学系统、姿/轨控发动机多次启动、推力精确控制等,其中最大的突破是1999年航天二院成功实现了kkv首次悬浮飞行试验,使我国成为世界上第二个突破该技术的国家。而且我们的kkv实现了轻小化,网络资料称 “35 kg级动能拦截器动力系统”获2000年度国防科学技术一等奖。相比之下,美国GBI的EKV是60 kg,SM-3上的LEAP是18 kg,我们与之基本相当。

进入21世纪,863项目重新改组,409主题变为801主题和805重大专项。其中805重大专项是专门为突破kkv技术而设立,目标是用反卫试验来进行演示验证。专项总设计师是科工二院前院长陈定昌,副总师是科工二院二部张奕群(负责kkv)和科工四院四部郑盛火(负责固体助推器KT-409研制)。其中助推器采用三级固体火箭(反卫要求较大的运载能力),由066基地和科工六院负责研制。

805专项从2002年开始研发,经过3年研制进入飞行试验阶段。2005年7月7日、2006年2月6日和2007年1月11日分别进行了三次试验,终于在第三次取得完全成功。第一次试验在酒泉卫星发射中心发射,后两次在西昌卫星发射中心发射,其中2006年那次还成了著名的UFO事件,直到2007年才真相大白。2007年试验成功后,中央军委副主席曹刚川、总参谋长梁光烈、总装备部长陈炳德、总装备部政委迟万春、总装备部副部长李安东中将一同来到西昌基地看望了参试人员,可见此次试验的重大意义。kkv技术的突破获得了国防科技特等奖和2008年度国家科技进步特等奖(专用项目)。

2007年1月试验成功后不久,科工二院就召开了国家战略型号──大气层外反导武器系统的研制工作动员会,部署了相关工作,明确了关键技术和时间节点,提出了保障措施和具体要求。该导弹采用三级固体助推器,科工二院为总体单位,张奕群任总师,固体助推器由066基地负责研制。2007年kkv技术完全突破后开始进行试样研制,并准备进行实弹打靶。今年这次试验成功,可能是该导弹的首次拦截试验成功,但不一定是第一次试验。反导试验难度很高,美国的反导试验也有相当的失败率,这是很正常的。去年《中国航天报》曾有报道,科工集团总经理许达哲勉励二院重点型号研制人员努力攻克关键技术,并力保节点。我猜测可能说的就是该型号,原定2009年完成首次成功打靶,但由于技术问题拖到了今年。终于在反卫试验成功3周年之际取得突破,可喜可贺!

四、此次反导试验的意义

很多人把这次试验看成是对美国宣布对台军售的反制,其实并不准确,因为此次试验是早就计划好的。据中国航天报1月7日报道:“在祖国北疆已连续奋战多日的二院某型号试验队,在元旦前后迎来了最严酷的低温考验。在日平均温度零下30多度的环境下,试验队队员坚守在岗位上,保证了型号试验的顺利进行。”(http://www.china-spacenews.com/n435777/n435778/n435783/65348.html)可能说的就是此次试验的试验队。更早的报道可以追溯到去年12月上旬。所以说,时间上完全是巧合。

真正的意义在于我们迅速公开了此次试验。据天涯上一位网友的目击,此次试验发生于“20点还差几分的时候”,不到21点新华社就发消息了,比以往的卫星发射还快。这稿子肯定是事前定好的,一俟成功就发消息。结合该网友的叙述,我猜测,靶弹可能是从太原卫星发射中心发射的某种中程导弹(DF-3或者DF-21),拦截弹从新疆库尔勒附近发射,拦截地点位于甘肃、新疆交界处附近,离拦截弹发射点有几百公里。其实,早在640工程时代,库尔勒就是我国的反导武器试验场,曾多次进行“反击”系列导弹的试验。

此次试验的意义,我觉得有以下几点:

首先,这是一次重大的防御性战略武器试验,政治意义不亚于当年的DF-31首飞。发个消息是可以理解的。

其次,我们可能是接受了2007年那次试验后被美国操纵国际舆论的教训,主动发消息。当然,反卫涉及到空间碎片和太空武器化的问题,要敏感和复杂一些,但我们主动发布消息的行为,有利于增信释疑──尤其是对那些与中国没有利害冲突的国家。新闻稿说“试验是防御性的,不针对任何国家”,已经把问题的实质说清楚了。对美国,我们一方面表明我们有了这个能力,另一方面也不想让这个事情再被操作敏感化。其实对美国而言,我们对它反卫的威胁要比反导的意义大得多,而这在2007年就已经实现了。所以美国人在2007年会有那么大的反应。

大气层外中段反导系统对解决台湾问题是有帮助的(防御台独分子的孤注一掷),但我觉得对印度的针对性恐怕要更强一些。如果将该反导系统部署在西昌基地(类似于美国在Vandenberg AFB部署GBI),我们可以对印度往北京、上海发射的烈火III导弹实现中段甚至上升段拦截。

印度烈火系列导弹射程覆盖范围(数据有浮夸嫌疑)

而俄罗斯在吃了20年老本后,终于在某个关键技术领域被中国超越,心里估计也不是滋味。

从技术上说,这次反导试验的难度要大于三年前的反卫试验。卫星轨道是固定的,可以事先精确测量好(误差达到米级),然后选择合适的发射窗口发射拦截弹,按预定弹道飞行,主要考验的是kkv的性能。而反导试验还涉及到地面相控阵雷达对来袭弹头的远距离预警、跟踪、测量、火控。对固体助推器的快速反应能力要求更高。由于助推器对kkv的入轨精度不像反卫试验时那么高,因此对kkv的寻的、导引和轨/姿控制要求也更高。

这次试验估计还只是一次初步的试验。参考美国的反导试验,还需要在不同的战术条件下做多次试验才能全面考察反导系统的性能,如不同的来袭弹头类型、射向,不同的拦截高度、距离等。更重要的是,未来还需要识别弹头和诱饵,对付轨道机动等中段突防措施。

五,反导是个大系统,未来还任重道远

反导武器系统远远不是一个拦截弹+地基相控阵雷达那么简单,还需要一套庞大的C4ISR系统支持。

首先是反导作战的指挥控制。空间攻防作战是一种战略为主的作战行为,因此需要建立多级空间作战指挥控制作战系统,包括国家空间作战司令部、空间作战任务控制中心和武器系统指挥控制中心等,需要先进的作战指挥控制系统。空军提出空天一体,防天反导是题中之意。具体如何构建指挥体系还值得好好研究。

位于库尔勒附近的大型相控阵雷达

美国国家反导系统的陆基雷达原型机(GBR-P)

其次是导弹预警和探测跟踪系统。地基的导弹预警系统主要包括远程预警雷达,精密跟踪火控雷达。早在640工程中我们就研制了7010和110两种反导雷达。30年过去,我们的技术又有了很大的进展。前不久在GE上曝光的位于库尔勒附近的大型相控阵雷达可能就与反导试验有关。未来的实战部署需要在国土四周设置若干座大型远程预警雷达,就如同美俄所做的那样:

美国导弹远程预警雷达覆盖范围 

俄罗斯导弹远程预警雷达覆盖范围

空基的导弹预警系统包括位于高轨的红外预警卫星,用于发现导弹发射的尾焰(如美国的DSP和SBIRS-HEO);和位于低轨道的红外预警卫星(如美国的STSS)和天基雷达系统(SBSS),用于中段跟踪、识别。此外,还需要数据中继、遥感侦察、宽带通信卫星的支持,构成一个庞大的天基信息系统。所有这些,我国都已经在研制中。

SBIRS和STSS系统示意图

2007年1月我们的反卫试验后曾给美国人很大的刺激,有个美国愤青给2008年3月的“燃烧冰霜”反卫行动取了一个很有挑衅意味的logo: “Anything Hu can do, we can do better.” 我想用我国航天事业和反导技术研究的创始人钱学森的一句名言来回应:“外国人能干的,中国人为什么不能干? 不但能干,而且有能力干得更好!”

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