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二战结束后,美国海军测试了V-Ⅰ导弹,仿制版称为“潜鸟”型巡航导弹,在SS-348“红鳕”号和SS-337“鲶鱼”号进行了发射试验。之后美国海军1947年上马研制“天狮星”海基重型巡航导弹,1952年量产。“天狮星I型巡航导弹,航程960公里,飞行速度0.9马赫,如此大威力的武器,如果能装上潜艇,那将成为不折不扣的大杀器。“天狮星II”导弹最大射程1852公里,巡航速度为2马赫,最大巡航高度为21000米,这些性能与当时高空高速战斗机相当。它采用无线电指令制导+惯性制导双模式。虽然该项目后来下马了,但它为美国海军巡航导弹技术发展积累了宝贵的设计、研制经验。
“潜鸟”型巡航导弹
SS-348“红鳕”号
“天狮星I型巡航导弹
“天狮星II”导弹
上世纪50年代初随着导弹技术的日臻成熟,美苏两国都意识到先天具有隐蔽性优势的潜艇将会成为有效的核打击手段。但是早期巡航导弹小型化技术不佳,无论是美国的SSM-N-8“天狮星”巡航导弹还是苏联P-5型巡航导弹,他们的重量都超过5吨,发射时需要特殊的发射架且潜艇必须浮到水面,从开始准备到成功发射都需要1小时左右时间。这些装备巡航导弹的潜艇一旦浮出水面就丧失了隐蔽性的先天优势,而且巨大的弹体即便是3000吨以上的潜艇也只能携带3-4枚。美国“灰鲸”号(SSG 574)潜艇水面轻载排水量为2316吨,水面正常排水量为2671吨,水下排水量为3652吨能携带两枚“天狮星”II型导弹。苏联第一级651型常规巡航导弹潜艇水面排水量3174吨,水下排水量3750吨,携带4具导弹发射筒最初为P-6巡航导弹(北约称SS-N-3A,P-5“沙道克”巡航导弹的潜射型)。
P-5型巡航导弹
SSG 574灰鲸号
SSG 574灰鲸号
上世纪五十年代冷战正处于对抗最激烈的时候,由于苏联当时水面舰艇处于劣势,美国航母机动部队频繁在苏联周边海域活动,但是受限制于传统大陆军思维的影响,加上赫鲁晓夫反对生产大型军舰。苏联海军的建设工作进行得并不是很让人满意,短时间内无法建成成熟的航母战斗群去反制美国的航母战斗群,于是苏联海军不得不另辟蹊径,决定大力发展潜艇。由于导弹过大,在潜艇水面航行时增加了不稳定性,下潜速度也确实太慢,加上导弹必须水面发射,因此苏联准备生产一类专门携带大型反舰导弹的潜艇,这就是后世名声很大的“巡航导弹潜艇”。1960年11月,苏联第一款专门设计的柴电巡航导弹潜艇朱丽叶级(651型)开工建造,共建成16艘。此后,苏联就再也没有研制过常规动力巡航导弹潜艇。改而建造核动力潜艇来对抗美国的航母战斗群。
651型潜艇
和美国以对地打击的巡航导弹核潜艇不同,苏联的巡航导弹潜艇完全是反舰——尤其是以反航母为作战对象的。几乎在朱丽叶级建造的同时,苏联于1961年开工第一代巡航导弹核潜艇回声级Ⅰ(659型)和回声级Ⅱ(675型)巡航导弹核潜艇。659型搭载6枚核弹头对陆版本的P-5导弹,稍晚的675型换上了6枚P-5升级型P-6。由于P-5导弹过大,潜艇必须浮出水面后升起发射筒,然后以双发齐射来发射导弹。由于导弹发射程序繁琐,两次齐射间隔可达10分钟,也就是675型需要浮出水面30分钟才能打光全部导弹。同时,由于导弹过大,不可以只发射1枚,否则会导致潜艇失去平衡,这也限制了他的应用范围。
659型巡航导弹核潜艇
675型巡航导弹核潜艇
P-5反舰导弹的舰射版P-35(导弹编号4К-44,北约代号SS-N-3B“萼片”)与潜射版P-6(导弹编号4К-48,北约代号SS-N-3C“柚子”)是苏联第一代战役反舰导弹。这两型列装于上世纪60年代初的超声速反舰飞航导弹(最大飞行速度约1.3马赫)拥有350~450公里左右的最大有效射程,这个数值刚好大于70年代美国海军条令中规定的航母编队正常防空半径,即300~370公里。
P-6与P-35
P-35导弹
P-6导弹
在上世纪60~70年代,美,苏两国开展了近乎疯狂的核领域竞赛,美国在50年代末到60年代初,短短数年之间,就发展出了“华盛顿级”、“伊桑艾伦级”和“拉斐特级”弹道导弹核潜艇,苏联的核心城市和军事基地,全部都包含在美国海基战略打击范围内。1961年9月9日全世界第一艘核动力水面战斗舰艇长滩号核动力巡洋舰正式服役。1961年11月25日,美国第一艘核动力航空母舰企业号正式服役并在次月编入美国大西洋舰队,舷号CVN-65。
华盛顿级战略核潜艇
伊桑艾伦级战略核潜艇
拉斐特级战略核潜艇
长滩号核动力巡洋舰
企业号航母
美国的全核舰队
苏联为了应对美国水面航空母舰战斗群,和水下战略核潜艇强大的实力,不断的探索潜艇性能的极限,企图以水下力量与美国形成足够的海上对抗实力,以此形成有效的制衡。在这样的情况下,苏联尝试了各种有效突防方式,其中包括大航速、潜深、静音等方面,但是这些极端的潜艇发展方向,也为苏联后期建造各种粗暴的潜艇型号埋下了伏笔。除了体型最大和下潜最深的核潜艇外,当时苏联还不惜重金,使用钛合金打造航速最快的潜艇。
661型巡航导弹核潜艇(帕帕级,简称:P级):
苏联第一代巡航导弹核潜艇,其中659型被称为“回声I”型巡航导弹核潜艇,675型被称为“回声II”型巡航导弹核潜艇。不过“回声”级巡航导弹核潜艇和美国海军的“大比目鱼”号一样,只能够在水面状态下才能够发射巡航导弹。虽然“回声II”级巡航导弹核潜艇装备了8枚P-6型巡航导弹,但是这种射程仅有500多公里的巡航导弹,只有惯性制导一种制导方式。所谓的惯性制导,就是利用惯性原理为导弹提供制导,这也就意味着,P-6型巡航导弹只能够攻击固定目标,根本就没有攻击美国航母战斗群的能力。
675型巡航导弹核潜艇
1959年,当时的切洛梅伊与其领导的0KB-52设计局开始研制真正能潜航发射的反舰导弹,项目代号P-70 Ametist。P-70紫晶石(SS-N-7, 4K66)有小三角翼和固体火箭续航发动机,同时还有4具水下工作的助推器。它有一个可编程惯导系统和一个可以对抗一定噪声干扰的模拟式雷达引导头。导弹本身的正面雷达截面积很小。导弹可在最大30米的水深处发射。是当时世界上首型能够进行水下发射的巡航导弹。
P-70紫晶石巡航导弹
导弹以雷达高度计控制在40-60米的高度以高亚音速飞向目标。在第三方指示目标的情况下,导弹最大射程70-80公里,在发射艇用大功率MGK-300数字声纳探测目标的情况下,最大射程是50公里。导弹的战斗部是1000公斤常规弹头或者20万吨当量核弹头。从特制的固定平台水下发射4K66紫晶石导弹的试验在1961年6月进行,从1964年7月到11月,在一艘改进过的613型W级潜艇上进行了该导弹的发射试验。1968年6月导弹被批准服役。
613型W级潜艇
4K66紫晶石导弹
除了要解决巡航导弹水下发射的问题,潜艇本身的突防能力也非常重要,所以苏联人干脆借助新型巡航导弹核潜艇探索未来核潜艇发展的方向。1948年美国海军潜艇作战部队副司令莫姆森少将提议建造一艘具有最佳水下性能的新型潜艇,军方高层随后让海军舰船局开展相关研究。1952年3月“大青花鱼”号(AGSS-569)潜艇在新罕布什尔州朴次茅斯海军造船厂开工建造,1953年8月下水,成为至关重要的水下实验平台。大青花鱼号潜艇是美国海军的常规动力高速试验艇,主要用于试验流体动力学。潜艇艇体第一次采用鲸鱼型的流线型,因而它比当时其它的常规潜艇速度快(水上25节,水下30节以上),机动性好。它成了美国和其它西方国家后来建造高速潜艇(不论是核潜艇还是常规潜艇)的主要标本。
“大青花鱼”号
1958年8月,苏联决定研制装备新型动力装置的高速潜艇和进一步发展潜艇科研和设计工作,苏联第16中央设计局(现孔雀石设计局)负责开展研究、试验、设计工作,这就是后来的661型巡航导弹核潜艇,总设计师最初为H·H·伊萨宁,后由H·Ф·舒利任科接任。
661型巡航导弹核潜艇的研制工作起步早,1959年4月9日就批准了艇的方案设计,而北约称为V级的671型攻击核潜艇V-Ⅰ型艇在1960年3月才完成方案设计。 1960年12月,661型和V-Ⅰ型都完成技术设计,但为解决钛合金的施工工艺问题,661型的首艇K-162艇直到1963年(一说1962年)12月28日才在北德文斯克造船厂(现俄罗斯北方机械制造厂)的第42号车间正式开工建造,而V-Ⅰ型的首艇在1963年4月就已先开工。之后661型的施工周期又因钛合金的供货不及时而延长,1968年12月21日才下水,1969年12月13日开始进行工厂航行试验,而V-Ⅰ型的首艇在1967年11月就已交艇。
661型核潜艇
671型攻击核潜艇原型艇
661型巡航导弹核潜艇原来曾计划建造10艘,后减至5艘,又减至3艘,1964年时决定只建1艘。661型巡航导弹核潜艇唯一的一艘在整个服役过程中多次易名,最初以K-18的艇号列编海军舰艇名录,在建造阶段为了保密曾一度将其除名。该艇于1963年12月28日在北德文斯克造船厂开工建造, 1965年1月该艇又获得了K-162的艇号。1968年12月21日下水,1969年12月31日交付苏联海军开始服役。1978年1月15日K-162更名为K-222。
661型巡航导弹核潜艇
661型巡航导弹核潜艇是苏联最先采用钛合金的,也是世界上第一艘钛合金打造的核潜艇。除661型之外,还有北约称为A级的705和705K型,北约称为M级的685型,以及北约称为S级的945和945A型,共四型使用钛合金制造的潜艇。钛合金的优点是高强度、重量轻、低磁性和耐腐蚀,是作为潜艇材料的绝佳选择,用其制造潜艇有利于降低艇的排水量,增大下潜深度和提高艇的隐蔽性。
705型核潜艇
705K型核潜艇
685型核潜艇
945A型核潜艇
661型所使用的48-OT3钛合金的屈服强度达到588MPa,比当时美国的HY-80钢的548.8MPa还要高40MPa,所以661型的下潜深度也达到400米,超过正常潜艇潜深100-150米。上面我们也简单提到过钛合金的优点,纯钛的密度只有碳钢的57%,但抗拉强度与密度只比确是碳钢的5-6倍,对潜艇来说既要保证强度还要减重这无疑是最高的选择。而且钛合金因为其表面形成的氧化钛膜,所以在恶劣环境下表现出很好的抗腐蚀能力,特别是在氯含量极高的海水当中。
661型核潜艇
不过钛合金的缺点也很明显,一是产量低,当时苏联大量的钛合金材料都要优点供航空航天工业使用;二是废品率大,对焊接环境和技术要求很高,需要以稀有气体作为保护气进行焊接,焊接困难不利于施工也是最大的问题,为了解决钛合金的加工工艺问题,北德文斯造船厂进行了大量的研究试验工作;三是材料成本高昂,因而苏联所有的钛合金潜艇建造数量都不多,甚至因造价昂贵(1967年造价为20亿卢布)而被苏联海军内部戏谑为“金鱼(golden fish)”。钛合金的锻造、焊接都要在保护气或者干脆真空环境下进行,因为当时航空航天也是钛的消耗大户,所以材料的稀缺性导致其进度十分缓慢,661型开工5年后才下水,正式交付时已经距离立项11年,远远比苏联同期核潜艇要慢。
661型巡航导弹核潜艇
661型巡航导弹核潜艇的布局比较奇特,整体为水滴形设计但艇艉为并列双螺旋桨,这与水下高速要求有关。内部舱室由前到后分为9个舱室,分别是:鱼雷舱、生活舱、中央指挥舱、反应堆舱、涡轮机舱、涡轮发电机舱、辅机舱、舵舱。动力装置为2台V-5Р压水反应堆驱动2台GTZА-618型减速齿轮蒸汽轮机,另外配有2组共424块银锌蓄电池为潜艇提供备份电力供应和应急航行。当然,银锌电池在当时算是一种技术比较高的电池,最大的特点就是能量密度大,但也带来成本非常高的缺点,所以很少有潜艇选择银锌电池作为标准配置。
661型巡航导弹核潜艇布局
661型承担了当时最新的“西格玛”661型全维度导航系统和水下双向超高速无线电通讯系统,其他大量数字和模拟-数字式的电子设备也基本都是首次上艇使用。比如МГК-300“红宝石”水声系统,属苏联第二代潜艇声呐,位于艇艏位置,探测距离超过60公里。还有МГ-509“弧度-1”探雷声呐,用于探测锚雷;РЛК-101“信天翁”水面搜索雷达;“镍铬合金”敌我识别装置;ПЗНС-9型对空光学潜望镜等等。
661位于艇艏的МГК-300“红宝石”水声系统
661型核潜艇的性能非常突出。其速度是其最引人注目的特点之一,被称为战舰鱼雷都追不上。其动力系统配置相当强劲,艇上安装了两台热功率各为177.4兆瓦的第二代V/В-5Р压水反应堆,配合两台分别位于左舷及右舷的各40000马力的GTZ/ЗА-618蒸汽轮机,驱动两根主轴转动,为潜艇提供了极高的速度。在强大动力和轻量艇体支持下,K-162号潜艇给人留下深刻印象。
在一次试验中,它只用80%动力就到达42节高速,远远超过设计指标(38节)航速要求。1970年12月30日,艇长菲利波维奇上尉将动力提升到97%——已超出安全边界,潜艇在水下100米创造了44.7节(82.7公里/小时)的惊人世界纪录。1971年3月30日,他们再次尝试用100%动力航行。因为涡轮机失控被迫中途停止,但之前已跑出44.85节(83.06公里 / 小时)的更快速度。这是直到现在的潜艇水下航行速度的世界纪录。一节相当于地面速度1.852公里/小时。44.7节也就是每小时82.78公里的车速。
661型核潜艇
如果光看数据可能不觉得快,但要知道,那可是在深海中的速度,受到强大海水助力的情况下。凭借先进的推进系统和流线型设计,661型核潜艇可以在水下高速航行,具有出色的机动性和潜行能力。这什么概念呢?要知道,就算是美国最先进的核航母,速度也才30-31节左右。而大部分战舰速度都在20节左右。这个速度在当时,比不少的反潜鱼雷都快。例如,美国的MK-48型鱼雷在射程为38千米的时候航速为55节,而在50千米的时候,航速只有40节。
MK-48型鱼雷
高速也为661型核潜艇带来很多问题,一是潜艇噪声非常大。当航速超过35节时,潜艇噪声就像喷气式飞机,控制室里充斥着雷鸣般的响声。最高航速时噪声超过100分贝,艇员已无法忍受。如此巨大的噪声,敌人从很远处就能发现,潜艇失去隐身优势。二是高速航行中潜艇容易损坏。实验中K-162号艇体上的紧急信号浮标、进排水口都被巨大水流冲力损坏了。而且在高速下转舵,会使艇产生较大的横倾,这是一种动力横倾,在高速回转时由于流体动力的作用而产生,所以这种高达40节的速度几乎无用。同时,以40节以上高速航行的潜艇极难操纵,稍有失误就可能冲向海底或冰层。此外,在高速下转舵还会产生较大的横倾,影响艇内人员和设备的安全。正因如此,苏联在同一时期研制出661型和705型阿尔法级(攻击核潜艇)两款超高速核潜艇后,就再也没有建造过航速超过40节的潜艇。
661型核潜艇
661型核潜艇全长107米,宽11米,水上排水量为5200吨,水下排水量达到了8700吨,自持力可以达到70天。661型的导弹发射筒位于艇艏的两舷侧,从侧面图看,似乎661型是水滴型线型,但从俯视图看,艇艉有双桨,有两个单桨并列的双艉,就象一条“裤子”,可以给它起个怪名字叫“双单尾”,世界上没有任何一型潜艇有这样的艉型,当时可说是“独树一帜”。实际上这是从快速性角度考虑的,目的是想让两个单桨都能在水滴型尖艉的尾流中工作,有比较均匀、流畅的流场,从而提高螺旋桨的效率。
在北德文斯克造船厂建造的661型
661型核潜艇
661型潜艇不仅是一艘新技术试验艇,同时也是一艘具备完全作战能力的实战型潜艇,艇艏有4具533毫米鱼雷发射管,备雷12枚,其中4枚在管中,其装备了10枚可水下发射的紫晶石导弹,紫晶石导弹长7米,飞行高度60米,起飞重量3650千克,装有固燃起飞助推器和主发动机,飞行速度能达到每秒310米,射程为70-80千米,而且能从200米以内水深处进行无泡发射,其使用固体燃料发动机,代替了早期装备在潜艇上的巡航导弹所用的涡轮喷气发动机,能从潜艇水下状态发射。
661型的导弹发射装置
紫晶石导弹射程相比于P-6却短了很多,最大飞行速度也低了不少,这些都是为了实现水下发射而在性能上作出的牺牲。这也让661型核潜艇成为了世界第一艘,能够水下发射导弹的巡航导弹核潜艇,虽然作为潜艇专用的反舰导弹来说,紫晶石巡航导弹的性能不够出众,但是它能够在水中发射,而且还能进行无泡发射的特性,让帕帕级核潜艇的生存能力和隐蔽性大大加强。
在博物馆中展出的661型飞航导弹核潜艇模型,注意导弹发射筒和艏声呐基阵的布置情况
K-162号核潜艇在服役之后立刻执行了战备巡航任务。在1971年9月25日到12月4日的战备巡航中,K-162号核潜艇的活动范围包含了从格陵兰岛到巴西海沟之间的宽阔海域,期间还保持12个小时内平均44.7节的高速对隶属于美国海军的CVA-60"萨拉托加"号航空母舰带领的战斗群进行了追踪任务,一度使美国航母的船员陷入了极大的恐慌之中。1981年7月,一架美国P-3侦察机在北约演习区域中发现K-162潜艇,机组人员获嘉奖。2个月后,一架美国S-3“维京海盗”反潜机也探测到其踪迹。此时距它服役已经十多年,已经不那么紧张了。
CVA-60"萨拉托加"号航空母舰
S-3“维京海盗”反潜机
661型没有批量建造,苏联海军选中的是更廉价、更实用的670型查理级巡航导弹核潜艇。这是苏联第一款大量采用静音技术的巡航导弹核潜艇,配备8枚P-70或P-120潜射反舰导弹,共建成17艘。总体来看,查理级的批量服役标志着苏联巡航导弹核潜艇技术的成熟。
670型查理级巡航导弹核潜艇
P-120潜射反舰导弹
661型核潜艇不管是材料、技术、设备等都是尽可能的选用最新技术,因此661型核潜艇也是一艘试验艇,试验多项新技术。661型在水声系统以及艇电系统的选用上也都是尽可能地使用最新研制的先进产品,所以661型在科技的先进程度上是不用质疑的。这样一款在各方面都力求先进并仅此一艘的潜艇,相比于提高苏联海军潜艇部队的实力,更重要的应该是试验探索的意义,它为之后苏联量产的核潜艇积累了设计和技术的经验。
661型核潜艇
661型潜艇成本太高,加工难度太大,所以苏联只造了一艘,就转回性价比更高、更容易建造的670型(查理级)潜艇上去。但它开创的技术没有浪费,为后来钛合金潜艇奠定基础。705型(阿尔法级)、945型(塞拉级)攻击核潜艇都大量继承了661型潜艇技术。1984年,K-162/K-222号潜艇功德圆满转入预备役。1988年12月退役,封存在北德文斯克海军基地里。直到2008年才被运往拆船厂拆解回收,2010年3月5日,这艘伟大的潜艇被拆除,从俄海军名单上永远消失了。
661型核潜艇待拆解
拆解中的661型核潜艇
拆下的661型围壳
绰号:帕帕级,简称:P级
艇长:106.9米
艇宽:11.5米
吃水:8.1米
排水量:5197-5200吨(水面),6750/7000-8500吨(水下)
航速:16-19节(水上),44.7节(水下)
潜深: 400米
自持力:70天
续航:
噪声:
艇员编制:80人
传动:双轴双桨
动力系统:安装了两台热功率各为177.4兆瓦的第二代V/В-5Р压水反应堆,配合两台分别位于左舷及右舷的各40000马力的GTZ/ЗА-618蒸汽轮机,驱动两根主轴转动。2台ОК-3汽轮发电机,功率2×3000千瓦。2组424-Ⅲ银锌蓄电池为应急电源,2×152块。
航电:包括РЛК-101“信天翁(Альбатрос)”水面搜索雷达和МТП-10雷达,“镍铬合金(Нихром)”敌我识别装置,“拉多加-П-661”自动化鱼雷射击指挥仪,“西格玛-661(Сигма-661)”全纬度导航系统和1967年研制成的向“紫晶石”导弹发出目标指示的“勃列斯特”射击控制系统。潜望镜有ПЗНС-9型对空光学潜望镜,艇上还配备有当时先进的无线电装置,可与岸上指挥所及其他舰艇进行双向超高速保密无线电通信。而艇上的无线电侦察系统,可对敌方正在工作的电台进行搜索及定向。
武备:其装备了10枚可水下发射的“紫晶石”导弹,艇艏还有4具533毫米鱼雷发射管,备雷12枚,其中4枚在管中,能从200米以内水深处进行无泡发射,然而其使用效果却值得怀疑,艉部无鱼雷发射管。
装备数量:1艘
661型核潜艇
661型核潜艇
661型核潜艇
661型核潜艇
661型核潜艇