加入收藏 网站地图 网站首页    
Link: Energy home page
站内搜索
您的位置: > 首页 >> 军事频道 >> 海军中心 >> 正文
分享到:
日本最新潜艇“大鲸”,究竟比“苍龙”强在哪儿?
2020-12-17           作者:兵工科技

日本最新潜艇“大鲸”号于2020年10月14日亮相,它是继日本“苍龙”级之后的“大鲸”级常规潜艇的第一艘。日本防卫相岸信夫、海上幕僚长山村浩等约150人出席了新潜艇下水仪式,岸信夫宣布了新潜艇被命名为“大鲸”号。“大鲸”号的亮相,标志着日本新一代潜艇正在登上历史舞台,日本潜艇将进入“大鲸”级时代。究竟“大鲸”级有哪些新技术亮点使其能称其为日本新一代潜艇?“大鲸”比“苍龙”,到底强在哪儿?

日本最新潜艇“大鲸”,究竟比“苍龙”强在哪儿?

日本SS-513“大鲸”号潜艇

泵喷式推进器取代螺旋桨是最突出技术创新

泵喷式推进器取代螺旋桨,这是“大鲸”号潜艇相比“苍龙”级的最突出的技术创新。“苍龙”级及之前的两级潜艇都是采用的传统七叶大侧斜螺旋桨,而“大鲸”号是日本首次采用泵喷推进器的1号潜艇。泵喷推进与大侧斜螺旋桨推进的潜艇相比,最大的优点是可以大幅度降低潜艇推进器的辐射噪声、提高潜艇的低噪声航速,机动性也更强。比如:推进效率高。泵喷推进器的定子(无论前置或后置)可以减少推进器尾流中的旋转能量损失,增加有效的推进能量:泵喷推进器的导管(无论是减速导管还是加速导管)可以减少转子叶稍滑流损失、增加有效推力,从而提高泵喷推进潜艇的推进效率。泵喷推进器与艇体匹配良好的泵喷推进潜艇,其推进效率可达到0.8~0.85。辐射噪声低。泵喷推进器的辐射噪声低是由于:泵喷推进器的转子在导管内部,导管可起到屏蔽和吸声的作用,另外,位于前方的定子可以使转子进流场更均匀,从而减少转子的脉动力,降低推进器的线谱辐射噪声,泵喷推进器旋转叶轮(转子)的直径一般小于螺旋桨,在相同转速下,泵喷推进器桨叶的旋转线速度较低,可以降低推进器的旋转噪声。国内外研究和应用的结果表明:低航速下,泵喷推进器的低频线谱噪声比七叶大侧斜螺旋桨小15分贝以上,宽带谱声级总噪声下降10分贝以上:高航速下,泵喷推进器的降噪效果更为明显。临界航速高。潜艇的临界航速是指潜艇在一定潜深下推进器不产生空泡的航速。泵喷推进器采用减速导管和前置定子,使转子叶片处的进流场速度相对较低且更均匀,从而有效推迟了叶片梢涡空泡和桨叶空泡的产生,提高了潜艇的低噪声航速。构造复杂、重量大。泵喷推进器是一种组合式推进器,构型和结构比螺旋桨要复杂得多:而且对于导管、定子和转子以及艇体之间的相互配合要求很高,给泵喷推进器的设计、制造和安装带来一定困难。泵喷推进器的重量是普通螺旋桨的2~3倍,对艇体的配平、艇体尾部的结构强度和推进器轴系的振动等带来较大影响。

SS-511“凰龙”号是首艘装备锂电池的潜艇,它是“苍龙”级改进型中的一艘

目前,美国、英国、法国、俄罗斯等国新型核潜艇都采用了泵喷推进器以取代螺旋桨推进。法国为澳大利亚建造的“短鳍梭鱼”级AIP潜艇也安装了泵喷推进器,俄罗斯也准备在下一代常规潜艇上安装泵喷推进器。泵喷推进技术目前已经成功应用到中小型水面舰艇上,说明其技术已经成熟,应用于大中型常规潜艇也会有技术优势。

“锂电池系统+柴油机”动力组合成最大亮点

“大鲸”号潜艇相比“苍龙”级最大的技术亮点,还有一个就是“锂电池系统+柴油机”动力组合。其实,该动力组合早在“苍龙”级潜艇的第11艘“凰龙”号就已经开始,继11号艇“凰龙”和、12号艇“登龙”之后,“大鲸”号是第三艘安装使用锂电池的日本潜艇,也是“大鲸”级的1号潜艇。由此可见,日本使用两艘“苍龙”级潜艇为下一级潜艇的动力系统创新做试验,也算日本对“大鲸”级潜艇新型动力系统创新下足了本钱,也积累了经验和充满了信心。采用锂电池系统取代传统的铅酸蓄电池组并取消斯特林发动机AIP辅助动力系统,有些人认为这具有常规潜艇技术划时代的革命意义,也有一些人心存疑虑,谨慎认为相关工艺是否过关?安全性究竟有无保证?目前下结论还尚早。

说是具有划时代革命意义,是指采用锂电池系统后电池体积明显缩小,重量减轻,把过去的蓄电池舱和AIP舱段都优化布置锂电池组,可使潜艇的电池数量和电容量大为增加,而且锂电池的电容量是铅酸电池的2~3倍,能量密度会增加数倍,而充电时间又可大幅缩短。锂电池的寿命相比铅酸电池要长很多,并且它没有记忆效应,也就是说它可以随用随充,不需要像以前的铅酸电池那样,用到低电量再进行充电。大大提高了潜艇水下活动半径和潜航时间,降低了辐射噪声,这本身就具有技术革命意义。有资料显示:德国216级潜艇装有锂电池,只需充电2小时就能连续航行98小时,这就使得潜艇在海上因上浮充电而暴露的概率大大降低。同时,锂电池无需液态电解液,锂电池耐用性较强,消耗慢,寿命长,耐过充电性好,便于维护。日本对于锂电池有着长期的研究,特别是通过技术的积累和优化,日本新一代锂电池技术应用一直处于全球领先地位。根据日本公开的资料显示,采用了锂电池的“凰龙”号潜艇的水下续航能力比之前的10艘“苍龙”级潜艇提高了3倍,这就意味着以日本“凰龙”号为代表的“苍龙”级潜艇动力系统得到了新一代提升。日本“大鲸”号潜艇采用2台大冲程的川崎12V25/31S柴油机,发电量比“苍龙”级提高25%。进一步优化采用锂电池取代铅酸电池组+AIP,应该更加安全可靠和技术先进,可以速度更高、水下续航力更大、噪声更小和更加安静,这些技术优势日本可能更有发言权。日本在燃料电池研究与应用方面技术也处于世界前列,为潜艇配备燃料电池AIP没有太大技术障碍,日本也曾经建造过潜艇燃料电池AIP系统实验装置进行试验,不过日本海上自卫队最终还是决定29SS潜艇只采用锂电池,放弃了燃料电池AIP系统,这也进一步证明日本对锂电池技术应用充满了信心和把握。锂电池可能有长达10天的续航能力,但抛弃AIP的斯特林发动机系统也会增加潜艇的暴露率,虽然锂电池安静且续航力强,但终究还是要充电,因此,它也设计了使用柴油机通气管充发电系统和吸排气通风系统,以便支持锂离子蓄电池进行快速充电,可使充电时间不长于“苍龙”级上锂离子电池100分钟的充电时长,能大大提高安静性和隐蔽性。

作战系统更加先进,战斗力提升明显

先进的作战系统和武器控制系统,是潜艇战斗提升和有效发挥的关键。“大鲸”号潜艇声呐系统进行了升级,采用了艇艏光纤技术的新型声呐系统综合阵。此前常规潜艇艇艏综合阵采用圆柱阵,由于常规潜艇艏部空间相对狭窄,还要布置鱼雷发射管,留给声呐基阵空间就更加有限,这样就限制了声呐探测能力。而“大鲸”级新型声呐综合阵则沿着潜艇表面布高基阵,最大限度扩展了基阵面积,提高了声呐灵敏度和探测能力。“大鲸”号潜艇还采用了新型舷侧阵声呐,这种声呐采用了光纤传感器,工作频率更低,探测能力更强。“大鲸”号还配备拖曳线列声呐,构成水下全向探测和警戒系统。不同的声呐可以将数据整合到作战系统,进行整合分析后做出最佳作战方案。“大鲸”号潜艇武器与“苍龙”级一样,采用艇艏6具533毫米鱼雷发射管的火力配置。管内6枚雷弹、舱内备用架储备24枚雷弹,一共携弹量为30枚,既能发射89式重型鱼雷,也能使用潜射型“鱼叉”反舰导弹,还配备了新一代G-RX6鱼雷。它是89式重型鱼雷的后继型,制导系统换装了新型声自导系统,据说能够进行声学成像,提高了鱼雷攻击精度和抗干扰能力。这种重型鱼雷在水下探测和目标识别方面更为先进,,重点改善了浅海复杂声学环境下作战能力,主要为对付新一代安静型潜艇而研制。G-RX6鱼雷采用了电磁引信起爆,能根据目标类型确定战斗部引爆时间以达到最好的毁伤效果。最突出特点在于使用了氢气+氧气涡轮动力系统,89式鱼雷则采用的是过氧化氢和酒精动力,航程达到了50千米,G-RX6性能将远远超过89式及世界上其他国家的鱼雷。采用新一代动力系统,航速更快,航程更远。

日本最新潜艇“大鲸”,究竟比“苍龙”强在哪儿?

“大鲸”号潜艇艇艏声呐和发射管

“大鲸”号指挥控制系统方面,其指挥控制室采用了与最新多用途护卫舰相同的技术,采用全向屏幕显示系统,能够显示更大范围战场态势,提高了艇长战术决策能力。另外,它采用了新型数据链,能够连接C4ISR系统,“大鲸”号据说也是日本海上自卫队第1艘具备网络中心战能力的潜艇,可以通过卫星获得水下必要的声学信息还完成指挥。日本计划将“大鲸”级潜艇变成为一款反潜体系下的重要武器,并且结合日本P-1反潜机,“出云”号反潜航母组成联合反潜、反舰打击群。“大鲸”号还装备了从“苍龙”级8号艇“赤龙”号开始使用的鱼雷防御系统(TCM)。

结语

日本非常重视新一代潜艇及水下反潜力量发展与建设。日本新一代潜艇“大鲸”号经过一系列技术改造升级,战术技术指标比“苍龙”级有明显提高。日本海上自卫队水下作战能力又迈上了一个新台阶。日本这些潜艇新技术发展与应用,对我国常规潜艇发展升级也有着重要的借鉴和参考价值,非常值得关注和跟踪。

责任编辑:Geoffrey 来源:
免责申明】 【打印文章
 相关文章:



| 关于我们 | 联系我们 | 广告服务 | 免责申明 |  网站地图 |
·主办: 中国在线 网络信息中心 旌华传媒
·官方门户: 中国在线 CNN.OOO China Online
·信箱: cn1n@163.com
·网址: www.cn1n.com  www.cnn.ooo  
·版权所有: 中国在线 网络信息中心 (C) 2005 - 2016
·备案许可: 鄂ICP备15005328号