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最近,由歐洲最現代化的造船公司——霍瓦玄德意志造船公司(HDW)研制建造的世界第一艘全新的燃料電池驅動的潛艇U31“克拉西號”,經過試航準備交付德國海軍。這種屬于 212A型的常規潛艇配備了極其先進的“指揮和武器控制系統(CWCS)”以及諸多高科技裝備,成為“目前世界范圍內最先進的常規動力潛艇”。
A、世界首艘現代化燃料電池潛艇在德國下水
“U31”號212A型潛艇是目前世界上第一艘裝備燃料電池的不依賴空氣動力裝置(AIP)潛艇。1994年7月,德國聯邦采購局與霍瓦茲德意志船舶公司正式簽訂了27.6億德國馬克的212型AIP潛艇的建造合同。之后,他們就開始進行相關設計制造工作。該型號的潛艇于1998年7月開始裝配,自2002年1月起,就針對聯邦國防軍在密封性、靜音效果、高端武器與感應系統方面提出的要求,開始在基爾港進行了一系列的測試。“U31號”潛艇于今年4月7日起開始在波羅的海西部水面試航,7月開始進行水下試航。在結束所有試航之后,潛艇將于2004年初進行最后調試與改進,并于2004年3月30日正式交付德國海軍服役。目前德國計劃建造12艘,首批4艘2006年前全部服役。由于設計修改,該型艇被正式命名為212A型。
“U31”號屬于212A型常規動力潛艇,該艇長55.9米,艇寬7米,吃水6米;水上排水量 1450噸,水下排水量1830噸;水上航速12節,水下航速20節;水上以8節航速航行續航力為 8000海里;艇員編制27名,其中軍官8名;最大下潛深度達200米;自持力49天;動力裝置為燃料電池動力系統和柴電動力系統聯合推進,1臺 16V396型增壓高速柴油機,功率3120千瓦,單軸;武器裝備為6具533毫米魚雷發射管,裝備 12枚DM2A4型魚雷或24枚水雷;裝備有先進的DBQS一40型聲納或MOA3070型聲納。
據法國《航字防務》近期報道,目前,一部用于德國212型新型潛艇的指揮人員訓練器 SCTT已成功地安裝在德國潛艇訓練中心。 SCTT將在以下領域訓練潛艇人員:對聲納設備、基本指揮和武器控制系統進行專門的軍事操作和維護訓練;對作戰情報中心人員進行操作訓練和精通訓練。該訓練器分為以下三個部分:控制室,裝備有聽眾席、教員操作和監控站、作戰情報中心設備的電子顯示器,及用于講解及報告的 大型顯示屏;電子設備室,裝備有仿真設備;212型潛艇作戰情報中心的復制裝備,裝備有原始設備和復制品。單個仿真設備可實時模擬以下實際設備:DBQS—40聲納系統、基本指揮和武器控制系統、中央操作控制臺、導航標圖桌、簡化的內部通信系統。此外,系統還可模擬以下設備:潛望鏡、操舵臺、FLl800U電子戰支持設備、DM2A4魚雷。該訓練器采用實時仿真技術,可對作戰情報中心人員進行逼真的培訓。該訓練器的核心是分散的由以太網連接的計算機系統。訓練器還有回放功能。目前,德國海軍已為接受“U31”潛艇作好了準備。
B、領導世界潮流的AIP
“U31”號212A型潛艇最大的特點在于其驅動力來自一種全新的燃料電池,裝有神奇的不依賴空氣的動力裝置(AlP)。該型潛艇安裝由燃料電池和柴電動力組成的混合動力系統。它由兩套推進方式結合而成,一套動力系統是由柴油發電機組、推進電機、蓄電池組和配電設備等組成的常規推進系統,使用鉛酸電池,需要潛艇定期浮上水面進行充電;另一套則是燃料電池系統,即有名的不依賴空氣推進系統(AlP)。該系統由固態聚合物燃燒裝置、液氧系統、氫系統、熱交換器、海水冷卻器、淡水冷卻泵、冷卻水箱、催化劑罐、造水箱等裝置和燃料電池組件的電器設備構成。該系統的特點是裝置中無轉動機械部件,因而沒有噪音輻射;無機械能和電能輻射,電能轉換率高達70%,能量轉換溫度低,工作環境較安全。這種燃料電池利用氧與氫產生的電能,使潛艇可在水下巡航數周而不必浮出水面,而傳統的柴油發電機潛艇在水下巡航2--3天就會耗盡電池能量,必須浮到水面用柴油發電機給蓄電池充電。這個燃料電池系統也被集成于潛艇的操作系統和自動控制系統。前者用于在水下隱蔽的長時間航行,后者則用于獲得作戰所需的高航速。上述兩套系統既可單獨工作,也可以同時進行工作。兩套系統同時工作時,水下的持續最大航程超過1683海里,是德國著名的209型潛艇的4倍以上。可以看出,這種燃料電池由于可以使潛艇長時間在水下潛行,且電池既沒有噪聲,也沒有排氣熱,因此與一般常規潛艇相比,該潛艇的隱蔽性能大大提高了。
德國是最早研究燃料電池的國家之一,水平處于世界領先地位,1980年進入產品研制階段, 1987年采用燃料電池改裝了一艘205型“U一廣號舊潛艇并成功進行了海試。時至今日,德國 AlP技術已經相當成熟與完善,使得世界上第一艘現代化的AlP燃料電池潛艇212A型“U31”號得以問世。由于動力裝置不依靠外界空氣,因而無須使用通氣管,大大減少了潛艇的暴露率,提高了隱蔽性和戰斗力,這是潛艇非核常規動力的一次巨大革命。雖然212A型"U31”號仍處在潛艇技術發展新階段的起始階段,但在潛艇發展史上,第一次實現了非核能動力潛艇能長期或至少一半出航時間保持潛航狀態。212A型“U31'號的燃料電池推進系統優于其它所有不依賴空氣推進方式系統,尤其在經濟效益和環保上更是
C、綜合作戰性能世界一流
“U31”號212A型潛艇的第二大特點在于其綜合作戰性能遠遠高于一般常規潛艇。首先,該潛艇配備了先進的“指揮和武器控制系統” (CWCS),將傳感器、武器系統等和中央控制設備高度集成,大大提高了潛艇的綜合作戰性能。
其次,該型潛艇裝有最先進的水下武器系統,能在被敵艦發現前較長一段時間先探測到目標,并發射魚雷攻擊。根據它的多種使命,并且考慮到今后可能會出現的潛在威脅,“U3r號 212A型潛艇前部裝備6具533毫米魚雷發射管,可發射新式智能化魚雷或潛射反艦、巡航導彈,既能反艦,也可用于反潛。“U3廠號共攜帶裝備12枚DM2A4型魚雷(必要時也可裝24枚水雷)。DM2A4魚雷被視為智能魚雷,性能先進,目前德國已花費3120萬馬克采購73枚DM2A4魚雷,裝備德國海軍的新型212A潛艇。這種新型212A型潛艇的聲納、潛望鏡、指控系統和作戰武器系統是與挪威共同研制的,性能處于世界領先地位,不但探測能力強,而且提高了反潛作戰能力,并擴大了軍事行動的范圍。212A潛艇所裝備的低頻遠程探測系統能與未來的DM2A4魚雷相配合,大大提高了“U31"號潛艇的反潛作戰能力。這種新潛艇的燃料電池裝置及其探測與 武器系統能夠確保其成功部署在每一個可能的戰區。
再次,隱形性也是該型潛艇的設計突出方面。除由于潛艇燃料電池的低輻射、低噪音使潛艇的隱形性大大提高外,212型“U3”號潛艇設計時主要考慮降低結構噪聲和流體噪聲,以獲得一個安靜平臺。機艙內的所有機械裝置都安裝在統一的機座上,機座再設置浮筏與艇體結構隔離,最后把全部機械設備安裝在一個由玻璃鋼制成的隔聲罩里以確保隔聲效果。在艇體設計上,考慮了最佳的流體動力性能、機動性能以及耐沖擊性能,通過計算機輔助設計了盡可能小的反射主動聲波的艇體外形,以降低敵方主動聲納的探測效果,同時,艇體采用高強度非磁性鋼材,指揮臺圍殼采用玻璃鋼夾層結構方式。而且,艇上還裝有高性能的消磁系統,可及時地進行消磁處理,使潛艇始終保持低磁的特征。外表及升降裝置表面均涂敷新研制的、可吸附聲波和雷達波的特殊材料,可以有效地降低敵聲納和雷達的探測距離,從而使該艇的隱形性、安靜性都名列世界一流。
此外,該型潛艇高效可靠,維修費用低。因此,與此前的同類型常規潛艇相比,“U3”號 212A型潛艇在靜音效果、密封性、遠程性、綜合作戰性能;高端武器與傳感系統等許多方面都更勝一籌。◆