英国🇬🇧 机敏级 攻击核潜艇 Astute class

艇名(中文)艇名(英文)舷号开工时间下水时间服役时间备注
机敏号HMS AstuteS1192001 年 1 月 31 日2007 年 6 月 8 日2010 年 8 月 27 日机敏级首艇,由英国 BAE 系统公司巴罗因弗内斯造船厂建造,舰长 97 米,宽 11.3 米,水下排水量 7400 吨,采用新型压水堆,续航力无限(仅受人员和补给限制),水下航速 30 节。装备 6 具 533 毫米鱼雷发射管,可发射 “旗鱼” 重型鱼雷、“战斧” Block IV 巡航导弹等,具备反潜、反舰、对陆打击能力,搭载先进的声呐系统和光电桅杆
伏击号HMS AmbushS1202003 年 10 月 11 日2011 年 1 月 6 日2013 年 3 月 1 日2 号艇,延续首艇设计,优化了动力系统的可靠性,减少了水下噪音,提升隐蔽性,曾在地中海执行部署任务
机警号HMS ArtfulS1212005 年 3 月 28 日2014 年 5 月 17 日2016 年 3 月 18 日3 号艇,改进了电子战系统和通信设备,增强了与其他舰艇的协同作战能力,可参与联合作战行动
勇敢号 HMS AudaciousS1222009 年 3 月 1 日2017 年 4 月 28 日2020 年 4 月 23 日4 号艇,进一步提升了武器系统的兼容性,可搭载更多类型的弹药,具备更强的任务灵活性,是英国皇家海军水下力量的重要组成部分
安森号HMS AnsonS1232011 年 10 月 13 日2021 年 4 月 21 日2022 年 8 月 31 日5 号艇,在建造过程中应用了多项新技术,优化了艇体结构,提升了适航性,配备新型声学处理系统,对水下目标的探测能力更强
阿伽门农号HMS AgamemnonS1242016 年预计 2024 年预计 2026 年6 号艇,目前处于建造阶段,将延续机敏级的成熟设计,并在信息化系统等方面进行升级,以适应未来作战需求
阿金库尔号HMS AgincourtS1252019 年预计 2027 年预计 2029 年7 号艇,机敏级计划中的最后一艘,将集成该级艇的所有改进成果,进一步强化隐身性能和作战能力,是英国未来水下作战的核心力量之一
图片[1]-英国🇬🇧 机敏级 攻击核潜艇 Astute class-锋向兵库 |Gebin Military Arsenal
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“ 机敏 ” 级( Astute class )是英国皇家海军现役最新的核动力舰队潜艇( SSNs ),由 BAE 系统 潜艇公司( BAE Systems Submarines )在巴罗因弗内斯建造。该级艇计划建造 7 艘,首艇 “ 机敏 ” 号( Astute )由康沃尔公爵夫人卡米拉于 2007 年主持下水,2010 年入列,2014 年 5 月宣布具备全面作战能力。“ 机敏 ” 级将取代英国皇家海军的 “ 特拉法尔加 ” 级( Trafalgar-class )舰队潜艇。

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参数分类 详情
基本信息
型号: ” 机敏级 ” 攻击核潜艇 ( ” Astute class ” Nuclear-powered Attack Submarine )
舰艇类型: 核动力攻击潜艇
人员编制: – 标准编制: 约98人 – 最大编制: 约109人
体型参数: – 艇长: 约97米 – 艇宽: 约11.3米 – 吃水: 约10米
排水量: – 水面排水量: 约7,400吨 – 水下排水量: 约7,800吨
舷号: – HMS Astute (S119) – HMS Ambush (S120) – HMS Artful (S121) – HMS Audacious (S122) – HMS Anson (S123) – HMS Agamemnon (S124,在建) – HMS Ajax (S125,在建)
部署战区: 全球部署,重点在北大西洋、北极地区、地中海、印度洋、波斯湾等
动力系统
核反应堆: – 型号: Rolls-Royce PWR2 压水反应堆 – 热功率: 约140兆瓦 – 堆芯寿命: 约25-30年(无需换料)
推进系统: – 汽轮机: 1台 GEC-Alsthom 蒸汽轮机 – 功率: 约27,500马力 – 推进方式: 泵喷推进器 – 应急推进: 辅助电机
发电系统: – 涡轮发电机: 2台 – 功率: 每台约2,700千瓦 – 应急发电机: 1台柴油发电机
性能参数: – 水面速度: 约20节 – 水下速度: 约30节 – 潜深: 约300米(估计值) – 续航力: 理论上无限(仅受食物和人员限制) – 自持力: 约90天
武器系统
鱼雷发射管: – 数量: 6具 533mm鱼雷发射管 – 布置: 艇首水平布置 – 兼容武器: 鱼雷、反舰导弹、水雷
鱼雷: – ” 矛鱼 ” 重型鱼雷( ” Spearfish ” Heavy Torpedo ) – 数量: 最多38枚(含发射管内) – 射程: 约65公里(低速) – 速度: 约70节 – 战斗部: 约300公斤高爆炸药
反舰导弹: – ” 鱼叉 ” 反舰导弹( ” Harpoon ” Anti-Ship Missile ) – 数量: 最多38枚(含发射管内) – 射程: 约130公里 – 速度: 约0.85马赫 – 战斗部: 约227公斤高爆炸药
对陆攻击导弹: – ” 战斧 ” Block IV 巡航导弹( ” Tomahawk ” Block IV Cruise Missile ) – 数量: 最多38枚(含发射管内) – 射程: 约1,600公里 – 速度: 约0.75马赫 – 战斗部: 约454公斤高爆炸药或子母弹
水雷: – 可携带 ” 石鱼 ” 或 ” 海胆 ” 水雷 – 数量: 最多38枚(含发射管内)
电子系统
声呐系统: – 主/被动搜索与攻击声呐: 1套 BAE Systems 2076型整合式声呐系统 – 拖曳阵列声呐: 1套 2087型低频被动拖曳阵列声呐 – 舷侧阵列声呐: 1套 – 水雷规避声呐: 1套
雷达系统: – 搜索雷达: 1部 Thales 1007型 I波段导航雷达 – 水面搜索雷达: 1部
电子战系统: – 电子支援措施: 1套 UAP(5)电子支援措施系统 – 诱饵系统: 4具 ” 射手 ” 诱饵发射装置
指挥控制系统: – 作战数据系统: 1套 ” 萨吉塔里斯 ” 作战数据系统 – 火控系统: 1套 ” 水神 ” 火控系统
通信系统: – 卫星通信系统: 1套 – 高频/甚高频通信: 1套 – 数据链系统: 1套
研发与生产
制造厂家: – 主承包商: 英国 BAE系统公司 ( ” BAE Systems ” ) – 造船厂: 巴罗因弗内斯造船厂(Barrow-in-Furness)
研发性质: 自主研发
技术来源: 基于 ” 特拉法尔加级 ” 攻击核潜艇改进
建造数量: 计划建造7艘,已服役5艘,在建2艘
首艇开工时间: 1997年
首艇下水时间: 2007年
首艇服役时间: 2010年
单艇造价: 约12亿英镑(每艘)
现代化改装
声呐系统升级: – 换装2076型整合式声呐系统 – 升级拖曳阵列声呐 – 增强低频探测能力
武器系统升级: – 整合 ” 战斧 ” Block V 巡航导弹 – 升级鱼雷火控系统 – 增强多目标攻击能力
电子系统升级: – 换装新型电子支援措施系统 – 升级通信系统 – 整合新型数据链
自动化与生活设施改进: – 提升自动化水平,减少人员编制 – 改善居住条件 – 优化食品储存与处理系统
同时代外军对比
美国 ” 弗吉尼亚级 ” 攻击核潜艇( Virginia-class
– 排水量: 机敏级约7,800吨;弗吉尼亚级约7,900吨 – 潜深: 两者相近 – 武器载荷: 弗吉尼亚级可携带更多导弹(12个垂直发射管) – 声呐系统: 两者技术水平相当 – 优势: 弗吉尼亚级多任务能力更强;机敏级隐身性能略优
俄罗斯 ” 亚森级 ” 攻击核潜艇( Yasen-class )
– 排水量: 机敏级约7,800吨;亚森级约13,800吨 – 速度: 亚森级水下速度更快(约35节) – 武器载荷: 亚森级导弹数量更多、种类更丰富 – 声呐系统: 亚森级被动声呐阵列更大 – 优势: 亚森级火力更强;机敏级电子系统更先进
法国 ” 梭鱼级 ” 攻击核潜艇( Barracuda-class
– 排水量: 机敏级约7,800吨;梭鱼级约5,300吨 – 人员编制: 梭鱼级更少(约60人) – 自动化水平: 梭鱼级更高 – 武器载荷: 机敏级更多 – 优势: 梭鱼级成本更低、人员效率更高;机敏级综合性能更优

发展历程:从冷战需求到成本可控的新设计

从 SSN20 到 “特拉法尔加” 级 Batch 2

1986 年 2 月,英国国防部(MOD)启动多项研究,旨在确定 “ 快速 ” 级( Swiftsure)和 “ 特拉法尔加 ” 级舰队潜艇的替代艇能力与需求,这一项目被称为 “ SSN20 ”。冷战时期,皇家海军高度重视反潜战以对抗日益先进的苏联潜艇,研究结论认为,SSN20 应采用革命性设计,包括大幅提升核推进能力、火力,配备更复杂的 “ 综合声纳套件 ” 和作战系统 —— 类似美国海军为应对相同威胁而设计的 “ 海狼 ” 级( Seawolf class )潜艇。当时,SSN20 的预估成本虽高,但未被视为 “ 制约因素 ”。

然而,1990 年柏林墙倒塌、冷战结束后,SSN20 项目随即取消,新设计研究启动,“成本控制” 成为核心目标。“ 特拉法尔加 ” 级是 “ 快速 ” 级的改进型,为降低成本和技术风险,英国军方决定新级艇应 “ 基于特拉法尔加级设计 ”,即 “ 特拉法尔加 ” 级 Batch 2(B2TC),1991 年 6 月获批进入研究阶段。尽管 B2TC 的理念是现代化改进的 “ 特拉法尔加 ” 级,但其早期设计受当时在建的 “ 前卫 ” 级( Vanguard class )影响深远,尤其是 “ 核蒸汽发生装置 ”( NSRP )。

“ 机敏 ” 项目的启动

在 B2TC 研究阶段持续两年后,英国国防部决定招标。1993 年 10 月发布招标草案,1994 年 7 月发布最终招标书,通用电气 – 马可尼 / 英国海事技术有限公司( GEC-Marcon / BMT Limited )与维克斯造船与工程有限公司 / 罗尔斯・罗伊斯( VSEL / Rolls-Royce )参与竞标,投标截止于 1995 年 6 月。其中,通用电气 – 马可尼和 BMT 在英国潜艇设计方面经验有限,而 VSEL 和罗尔斯・罗伊斯则深度参与英国核潜艇的设计与建造。

评估阶段,英国国防部因成本和性能因素更青睐通用电气 – 马可尼 / BMT 的设计,认为 VSEL / 罗尔斯・罗伊斯的方案 “昂贵且设计保守”。1995 年 6 月,VSEL 被通用电气 – 马可尼收购,其巴罗造船厂也随之并入。同年 12 月,英国国防部宣布通用电气 – 马可尼为首选投标人,其方案包含创新的 3D CAD 软件和模块化建造技术。尽管部分因成本竞争力中标,但价格仍超出国防部预期,经谈判,合同金额定为 24 亿英镑(涵盖首批 3 艘 “ 机敏 ” 级潜艇及在役支持),1997 年 3 月 14 日签署,即 “ 机敏 ” 项目,合同设定固定最高价格,超支部分由承包商通用电气 – 马可尼承担。

虽 B2TC 旨在小幅改进 “ 特拉法尔加 ” 级,但 “ 机敏 ” 级并非如此。1997 年 3 月合同签署后,通用电气 – 马可尼开始研发 “ 机敏 ” 级的完整设计,发现罗尔斯・罗伊斯 PWR2 反应堆需要更大艇体(宽度和长度)及显著提升的声学静音性。英国国防部与通用电气 – 马可尼达成共识:这将是全新级别的潜艇,复杂度远超最初设想。

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建造历程:延误、超支与技术突破

1999 年 11 月,英国航空航天公司( British Aerospace )收购通用电气 – 马可尼,成立 BAE 系统公司。彼时,距 “前卫” 级设计已约 20 年,最后一艘 “ 前卫 ” 级也已下水,巴罗造船厂的员工从约 1.3 万人减至 3000 人,设计和工程核心技能因退休或转行大量流失,导致 “ 机敏 ” 项目从设计到建造阶段面临严重延误和挑战。此外,3D CAD 软件虽最初被视为节省工时的创新措施,但因缺乏经验丰富的设计师操作其扩展工具,反而造成进一步延误和成本增加。

尽管困难重重,首艇 “机敏” 号仍于 2001 年 1 月 31 日铺设龙骨。按计划采用模块化建造:艇体分为多个环形模块(每段长数米),用特制高强度钢焊接,再进行内部装配。从第 2 艘艇开始,采用 “ 垂直装配 ” 技术 —— 将环形段 “ 直立放置 ”,便于安装大型重型设备,据报道 “ 节省数千工时 ”。“ 机敏 ” 级是首批完全采用 3D 计算机软件设计的核潜艇。

2002 年,BAE 和英国国防部均意识到低估了项目的技术挑战和成本。同年 8 月,项目预估延误超 3 年,超支数亿英镑。2002 年 12 月,BAE 系统因超支和延误发布盈利预警,随后与英国国防部重新谈判合同,达成 “国防部分担部分财务风险” 的共识。2003 年 12 月,合同修改签署:国防部追加 4.3 亿英镑,BAE 系统承担 2.5 亿英镑超支。国防部还通过美国海军合同引入通用动力电船公司(General Dynamics Electric Boat)的咨询和专业知识,最终,一名通用动力电船公司员工担任巴罗的 “ 机敏 ” 项目总监。

通用动力的介入解决了 3D CAD 软件的诸多问题,还引入垂直装配等建造技术,因此 “机敏” 号需根据完成的详细设计进行大量返工。2007 年 6 月 8 日,“ 机敏 ” 号下水,2 号艇 “ 伏击 ” 号( Ambush )和 3 号艇 “ 机警 ” 号( Artful )处于不同建造阶段;此前一个月,4 号艇 “ 大胆 ” 号( Audacious )的采购获批;2010 年 3 月,5 号艇 “ 安森 ” 号(Anson)和 6 号艇 “ 阿伽门农 ” 号(Agamemnon)获批;2012 年 6 月,7 号艇 “ 阿金库尔 ” 号(Agincourt)的核反应堆及 “ 无畏 ” 级(Dreadnought-class)潜艇的首个核反应堆启动制造;2017 年 4 月 19 日,国防部向 BAE 系统下达 14 亿英镑订单,建造 “ 阿伽门农 ” 号。

2009 年 11 月,英国下议院国防特别委员会发现,因技术和项目问题,“ 机敏 ” 级延误 57 个月,超支 53%(13.5 亿英镑),首批 3 艘艇预估成本达 39 亿英镑。4 号艇 “ 大胆 ” 号( HMS Audacious )因 “ 突发技术问题 ”,交付从 2019 年推迟至 2021 年。2020 年 2 月,国防部副大臣詹姆斯・希皮确认,最后一艘 SSN “ 阿金库尔 ” 号( HMS Agincourt )的入列日期推迟至 2026 年。

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武器与系统:先进火力与感知能力

“机敏” 级可搭载 38 件武器,通常混合配备 “ 旗鱼 ”( Spearfish )重型鱼雷和 “ 战斧 ” Block IV 巡航导弹(每枚成本 87 万英镑)。“ 战斧 ” 导弹射程 1000 英里(1600 公里),命中精度达数米内。2022 年 5 月,英国国防部宣布 2024 年起将其升级至 Block V 标准,提升射程,改进飞行中通信和目标选择能力。

“ 机敏 ” 作战管理系统是英国其他级潜艇所用 “ 潜艇指挥系统 ” 的新版本,可接收艇载传感器数据并在指挥控制台显示。该级艇还配备阿特拉斯水文 DESO 25 高精度回声测深仪、2 具 CM010 非穿透艇体光电桅杆(替代传统潜望镜),集成热成像、微光电视和彩色 CCD 电视传感器,以及 “ 后续 ” 敌我识别系统(Successor IFF)。

为探测敌方舰艇和潜艇,“机敏” 级配备先进的 2076 型声纳(Sonar 2076)—— 集成被动 / 主动搜索与攻击声纳套件,含艇首、拦截、舷侧和拖曳阵列。BAE 称 2076 型是 “ 全球最佳声纳系统 ”。所有 “ 机敏 ” 级潜艇均将配备先进的 “ 通用作战系统 ”(Common Combat System)。

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推进与性能:核动力的优势与挑战

“机敏” 级由罗尔斯・罗伊斯 PWR2( Core H )压水反应堆提供动力,配备泵喷推进器。PWR2 反应堆为 “ 前卫 ” 级弹道导弹潜艇研发,寿命 25 年,无需换料,因此新艇比英国前代舰队潜艇大 30%(因反应堆直径更大)。与所有皇家海军潜艇一样,“ 机敏 ” 级的指挥台围壳经过特殊加固,可穿透冰盖上浮。该级艇还可加装干式甲板掩体,供特种部队(如特种舟艇部队 SBS)在水下部署。3.9 万多块声学瓷砖覆盖艇体,降低声纳信号特征,使其声学性能优于英国皇家海军此前所有潜艇。

2009 年,国防核安全监管机构的安全评估发现,PWR2 反应堆在 “冷却剂丧失事故” 和 “ 紧急停堆后的深度控制 ” 两个重要领域的安全性 “ 显著低于良好实践标准 ”,认为其 “ 可能易受一回路结构失效影响 ”(对艇员和公众有重大安全隐患),因此操作程序已修改以最大限度降低风险。

“机敏” 级是皇家海军继 “ 前卫 ” 级之后,第二级为每位艇员配备独立铺位的潜艇,终结了 “ 热铺 ”(两名值班时间相反的艇员共用一个铺位)的做法。但艇上餐室空间比 45 年前建造的 “ 勇士 ” 级( Valiant-class )还小,国防委员会审计承认,在住宿标准和生活质量方面存在不足。由于采用核动力,理论上续航力无限,但实际受限于携带的食物(含 1.8 万根香肠和 4200 盒威帝麦早餐麦片)和艇员耐力,通常在海上停留 90 天。

2012 年 “伙伴关系” 联合演习中,“ 机敏 ” 号与美国海军最新的 “ 弗吉尼亚 ” 级( Virginia-class )潜艇 “ 新墨西哥 ” 号( USS New Mexico )进行模拟对抗。皇家海军指挥官伊恩・布雷肯里奇称:“ 我们的声纳非常出色,此前从未在如此距离锁定过潜艇,美国人对所见情况感到震惊。”

最高航速争议

“ 机敏 ” 级设计最高航速为 29-30 节(54-56 公里 / 小时),但 2012 年有报道称,因反应堆与涡轮不匹配,试航中无法达到该速度。不过 2015 年 1 月,国家审计署确认,“ 机敏 ” 级的最高航速要求(关键性能指标 KPM)已成功验证。

后续计划

2021 年 9 月,英国国防部宣布投资 1.7 亿英镑用于 “机敏” 级替代艇的设计工作,其中两份 8500 万英镑合同分别授予 BAE 系统和罗尔斯・罗伊斯。新级潜艇预计于 2040 年代取代 “ 机敏 ” 级。

“机敏” 级作为英国皇家海军的新一代核动力攻击潜艇,集先进声纳、核动力续航、强大火力于一身,代表了英国潜艇技术的巅峰。尽管建造过程中面临延误、超支等挑战,但其在声学静音、作战系统等方面的突破,使其成为全球海军领域的先进代表,支撑着英国皇家海军的远洋作战能力。

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THE END
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