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2017年5月28日 星期日

美國核子動力攻擊潛艇發展(Development of SSN(Nuclear-Powered General-purpose Attack Submarine) in US)-2017

建造十九世紀作家朱爾·凡爾納(Jules Gabriel Verne)的歷險科幻小說海底兩萬哩(Vingt mille lieues sous les mers)中的鸚鵡螺號是當時以及後來的潛艇設計者的夢想,但直到二戰結束這種夢幻式的無限動力潛艇也始終沒有開發出來,這個夢想直到二戰後的核子動力潛艇開發成功才付諸實現,近期的AIP潛艇發展也讓傳統柴電潛艇慢慢達成這個夢想,美國也有人正式提議大量建造價格僅核子動力攻擊潛艇五分之一價格的日本蒼龍級AIP潛艦部署於亞太與波羅的海地區以因應中國的海軍大擴軍以及俄羅斯的海軍威脅,不過這不是本文討論的重點。
在二戰開始的1939年美國就有人提出以當時尚未發展成功的核子動力來作為潛艦的動力來源,但真正將核子反應爐作為潛艦動力的構想付諸實現則是在1946年開始由美國上校海曼.李高佛(Hyman G. Rickover)所領導的海軍反應器辦公室在多年的努力下,世界第一艘原子能動力攻擊潛艦鸚鵡螺號(USS Nautilus SSN-571)終於在1954121日下水。19551月鸚鵡螺號開始試航,到19574月止,鸚鵡螺號在沒有補充燃料的情況下持續航行了11萬餘公里,其中大部分時間是完全在水下高速航行。19588月,鸚鵡螺號從冰層下穿越北冰洋冰冠,從太平洋駛進大西洋,完成以往柴電動力潛艇所無法想像的壯舉。為了驗證核子動力所帶來的優勢,美國海軍在發展前期有幾艘核子動力潛艦都分別採取不盡相同的設計來探索這個全新的領域,不過其外殼仍與傳統潛艦採用相同的船型,維持傳統潛艇水面航速大於水下航速的特性。自1958年後美國宣佈不再建造柴電動力潛艇。
1958年下水的飛魚號(USS Skipjack SSN-585)核能攻擊潛艦起,美國潛艦改採全新的淚滴形圓柱斷面流線艦殼,使潛艦水下航行速度開始大於水面速度,潛航航速最高可達35節。二戰時期的傳統柴電有兩大缺點除了水下續航時間過短尚有其次是航速(尤其是在水下)過慢。但美國到飛魚級核子動力潛艇後已經擺脫這兩大缺點,具備足以主動和水面艦隊正面對決的能力擺脫以往只能在近海等待目標的劣勢,更憑藉優異的水下匿蹤特性而占盡優勢。
美國核子動力攻擊潛艇主要分為兩派:一派偏重為航艦戰鬥群護航另一派則強調潛艇靜音性並以反潛為第一要務,而不是如同以往潛艦的任務主要在於對付水面艦艇。不過最新的美國核子動力潛艦自維吉尼亞級後已從以往大洋的制海權爭奪或反潛作戰,轉變成應付地區性衝突。
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鸚鵡螺號/USS Nautilus (SSN-571) 1954-1980
世界第一艘正式服役的核子動力潛艇。隨著鸚鵡螺號的發展,美國核子動力化的潛艇逐漸開始取代傳統的柴電動力潛艇,並自1958年宣佈不再繼續造柴電動力潛艇,而且潛艦潛航用的氧氣也可以透過電解設備以海水補充。

海狼號/USS Seawolf (SSN-575) 1954-1987
開發海狼號最主要的目的,是實驗不同於壓水反應器的核子推進系統─液態鈉冷卻的快滋生反應器。

魟魚級/Skate-class submarine - 4 submarines in service 1957 - 1989
魟魚級是美國海軍第一種為實戰任務而設計而首次成批建造的核子攻擊潛艦,也表示美國海軍核子動力潛艦技術終於邁向新的里程碑。基本設計來自於二戰結束後美國參考納粹德國潛艦技術為美國現有柴電潛艦進行的升級計畫,核子動力系統等則參照鸚鵡螺號。

梭尾螺號/USS Triton (SSN-586) 1959-1969
自鸚鵡螺號發展成功後,美國海軍規劃建造一種雷達哨戒潛艦(Radar Picket SubmarineSSR),部署在航艦戰鬥群前方進行防空偵測警戒。雷達哨戒潛艦的尺寸、排水量都比一般攻擊潛艦更大,以提供較佳的浮航性能與續航力,持續在艦隊前方提供早期預警,而核子動力所提供的無限續航力自然成為最佳選擇。本艦也是至今唯一裝備雙核子反應爐的西方核子動力潛艇。

比目魚號/USS Halibut (SSN-587)(SSGN改裝成SSN) 1960-1976
1956年,美國海軍規劃建造一艘核子動力潛艦可搭載研發中的獅子座一型(Regulus I)與獅子座二型(Regulus II)巡弋飛彈(在北極星(Polaris)潛射彈道飛彈發展後遭到取消),核子動力系統提供的超強持續潛航能力將大幅增加飛彈潛艦的威懾能力。這艘核子動力巡航飛彈潛艦就是比目魚號,原計畫作為魟魚級核子動力攻擊潛艦的五號艦,為了加裝獅子座飛彈,其設計遂經過相應的修改。不過在獅子座巡航飛彈計畫取消後本艦在1965年改裝成為擔負情報蒐集等特殊任務。

飛魚級/Skipjack-class submarine - 6 submarines in service 1959 - 1990 (One lost, 1968)
飛魚級的艦體構型與最早期美國核能潛艦大不相同,除了以淚滴型艦殼(最早採用此構型的潛艇是柴電動力的青花魚號)取代傳統潛水艇艦殼之外,還以單殼構造取代以的雙殼構造,並以高效能的單軸推進器取代過去的雙軸推進器。

白鮭魚號/USS Tullibee (SSN-597) 1960-1988
用於驗證諾布斯卡計畫(Project Nobska),包括增加潛艦的靜音能力、潛航深度,以及開發偵測距離更長的球狀聲納系統 ,以獵殺敵方潛艦作為優先取向。

長尾鯊級/Permit-class submarine - 14 submarines in service 1961 - 1996 (One lost, 1963)
長尾鯊級主要目的在於發展出優秀的潛艦靜音、潛深以及偵測裝備等技術,使用於新一代的美國核能潛艦上。此核能攻擊潛艦轉以反潛為第一要務,而不是如同以往潛艦的任務主要在於對付水面艦艇。

鱘魚級/Sturgeon-class submarine - 37 submarines in service 1967 - 2004
長尾鯊級的放大改良型,注重靜音能力、潛航深度,但對速度略有犧牲。

獨角鯨號/USS Narwhal (SSN-671) 1969-1999
1960年代中期美國海軍大力研發潛艦靜音科技 ,推動一個名為CONFORM(CONcept FORMulation)的潛艦技術研究計畫,包括完全取消帆罩以降低阻力(潛望鏡與其他電子裝備桅杆折收在艇殼上部),或者在艦首施放特殊溶液,以在短期衝刺時減低阻力;而CONFORM最重要的研發項目則是S5G自然循環反應器(Natural Circulation Reactor)。而驗證此一計畫所建造的就是獨角鯨號,基本設計來自於鱘魚級。

林普斯康號/USS Glenard P. Lipscomb (SSN-685) 1974-1990
1960年代 ,美國海軍開始研議新一代的攻擊潛艦,除了海曼.李高佛一派主張建造直接伴隨護航支援航艦戰鬥群的高速核能攻擊潛艦。 由美國海軍海上系統指揮部為首的另一派也進行其他方面的研究,發展一種偏重於反潛獵殺、首重靜音能力而將高速擺在次要的核能攻擊潛艦。

洛杉磯級/Los Angeles-class submarine - 41 in service, 21 retired 1976-
洛杉磯級的設計目標是結合S6G高功率反應器之後,能達到超過30節的潛航航速,靜音能力維持與鱘魚級相當的水準,以護衛美國的航艦戰鬥群並可以搶先獵殺當時蘇聯的潛艇。

海狼級/Seawolf-class submarine - 3 in service 1997-
1980年代美國提出前進戰略規劃的新型核能潛艦,格外強調武器裝載量、持續作戰能力與靜音能力,以增加在前蘇聯海空軍勢力範圍內的存活機率以及勝算來獵殺前蘇聯堡壘戰術防禦下的核子彈道飛彈潛艦,並盡可能延長在這種敵方目標極多的海域內作業的時間,減少為了補充彈藥物資而穿越蘇聯海上防線的次數。此一計畫被稱為二十一世紀核能攻擊潛艦(SSN-21),也就是海狼級。設計哲學上可稱反潛潛艦的極致 ,能長時間在大洋或靠近蘇聯的近海進行反潛巡邏,擁有絕佳的聲納感測能力,並配備比洛杉磯級多一倍的魚雷管和魚雷以長時間進行反潛作業,在二十一世紀初期能在大洋與北極海冰洋足以對抗任何蘇聯現有(如颱風級與阿庫拉級)與未來核能潛艦,並取得水下的制海權。本級艦也是美國第一艘以電腦輔助設計所設計開發的潛艦。

維吉尼亞級/Virginia-class submarine - 10 in service, 5 under construction, 30 planned in total 2004-

隨著冷戰結束,俄羅斯海軍潛艦艦隊隨著前蘇聯解體也戰力大幅度滑落,1993年美國海軍正式確立新型核能攻擊潛艦(New Attack Submarine Centurion)計畫,相對於強調專門在大洋中大量獵殺敵方潛艦的海狼級,NSSN放棄海狼級昂貴的大型艦體、大潛深、高航速與高武器籌載,回歸實用路線,並且更強調任務彈性,能同時滿足大洋與近岸、從正規到特戰的廣泛任務型態,以因應世界局勢詭譎多變的後冷戰時代。NSSN的產物就是維吉尼亞級核子動力攻擊潛艦, 並取代海狼級成為洛杉磯級的主要後繼者。而本級艦比海狼級更大量運用電腦輔助設計也採用了更多比海狼級更先進的技術於設計開發中。

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