舰船科学技术  2025, Vol. 47 Issue (7): 184-189    DOI: 10.3404/j.issn.1672-7649.2025.07.034   PDF    
国外新一代海基核力量装备建设发展态势分析
李杨, 韩恩权, 毛柳伟, 王浩     
中国人民解放军 92578部队,北京 100161
摘要: 梳理国外海基核力量发展动向,围绕美、俄、英、法等主要国家新一代装备建设情况进行系统性研究,包括战略核潜艇、潜射弹道导弹等。在对比各国现役主力及新一代战略核潜艇基础上,分析新一代海基核威慑力量典型技术特征,并从装备发展、项目管理、新质能力建设等方面归纳发展态势,研提相关认识和启示建议。
关键词: 海基核威慑     战略核潜艇     潜射弹道导弹    
Analysis on development trends of foreign new generation sea-based strategic deterrence equipments
LI Yang, HAN Enquan, MAO Liuwei, WANG Hao     
NO.92578 Unit of PLA, Beijing 100161, China
Abstract: To sort out the development trend of foreign sea-based nuclear forces, and systematically research the development of new-generation equipment of major countries such as the United States, Russia, Britain and France, including strategic nuclear submarines and submarine-launched ballistic missiles, etc; to analyze the typical technical characteristics of the new-generation sea-based nuclear deterrent forces based on a comparison of the main forces in service of the above countries and the new-generation strategic nuclear submarines; to summarize the trend of development in the areas of equipment development, project management and the construction of new qualitative capabilities; to study and put forward relevant insights and inspirational suggestions. It will also summarize the development trends in terms of equipment development, project management and new quality capability building, and will study and propose relevant understanding and insights.
Key words: sea-based strategic deterrence     Ballistic Missile Submarines     submarine-launched ballistic missile    
0 引 言

海基核力量主要依托战略核潜艇作为机动发射平台遂行核突击任务,是“三位一体”战略核力量的重要组成部分;利用海洋天然屏障隐蔽行动,大幅提升生存能力,具有其他战略核力量所不具备的优势。海基战略核力量已成为一些国家奉行核威慑战略的重要支柱,也成为有些国家实施战略反威慑的坚强后盾和遂行战略核反击的可靠力量。

目前,全球仅有中国、美国、俄罗斯、英国、法国、印度列装战略核潜艇;朝鲜在发展具备核打击能力的常规潜艇同时,也在积极发展新型战略武器。2023年9月,朝鲜首艘战术核攻击潜艇“金君玉英雄”号下水[1],或可搭载“北极星”系列潜射弹道导弹;2023年3月–2024年1月,朝鲜多次测试了可携带核弹头的“海啸”系列无人潜航器。尽管印度和朝鲜已初步具备海基战略威慑能力,但并未同美、俄、英、法等合法拥核国家一样形成长期规模稳定的代际装备发展。

随着美、俄、英、法等主要国家海基战略核力量装备更新换代普遍进入发力阶段,研究分析各国在建或在研的新型战略核潜艇、潜射弹道导弹及具有战略威慑能力的水下装备情况,梳理其发展思路、项目进程、技术应用等,系统把握国外新一代海基核力量装备建设发展态势。

1 发展动向

由于海基核力量的建设成本庞大,现役战略核潜艇普遍存在延寿使用的情况,将随着新一代海基核力量的建设逐步实现更新换代。美、俄、英、法等国近两代战略核潜艇基本情况如表1所示。

表 1 国外主要国家战略核潜艇发展情况一览 Tab.1 The development of strategic nuclear submarines in major foreign countries
1.1 美 国

美国是全球拥有核武器规模最大的国家,一直高度重视战略核力量,并将其作为国家安全的基石、维持战略威慑的前提。不同于冷战时期追求战略核潜艇的数量以及潜射弹道导弹的装载数量,美海军在推进“哥伦比亚”级项目时,更加注重新一代艇的技术优势,并寻求降低研制成本。

2001年,美国提出“俄亥俄”级潜艇替换计划,即现在的“哥伦比亚”级项目;2007年,正式开始需求论证和设计;2008年,成立管理下一代战略核潜艇(见图1(a))的项目办公室(PMS 397);2019年,新设立“哥伦比亚”级项目执行办公室(PEO CLB);2021年10月,办公室调整为战略核潜艇项目执行办公室(PEO SSBN),全面管理战略核潜艇在役保障、新艇建造工作[2]。2022年6月,首艇“哥伦比亚特区”号正式开工建造,截至2023年底已完成41%建造工作,预计2027年10月服役,2031年首次战略威慑巡航。考虑到项目进度延期,美海军潜艇部队计划为最多5艘“俄亥俄”级战略核潜艇延寿3年,以避免2030−2032年间战略核潜艇规模降至11艘。

图 1 美国海基核力量装备 Fig. 1 United States sea-based strategic deterrence force

为了降低“哥伦比亚”级项目技术和进度风险,美海军决定先用现有的“三叉戟”D5LE导弹(见图1(b))武装潜艇,而不是同时开发全新的导弹;并与英国联合研制“通用导弹舱”(CMC),以分摊研制成本,同时也可增加产量以降低这些组件的单位成本,降低全系统研发、建造、维修和使用费用。2020年,美海军启动“三叉戟”导弹第二次延寿工作,即“三叉戟”D5LE2导弹,将在现有的W76/W88核弹头和Mk4/Mk5再入系统以及新的W93弹头/Mk7再入系统的基础上进行设计,主要延寿工作包括更新飞行电子设备、制导装置等老化部件,引入最先进的材料技术和现代航空电子架构等基于模块化接口的架构[3]。战略系统项目办公室将在“哥伦比亚”级前8艘艇上测试验证D5LE2导弹,于2039年将其作为初始载荷列装9号艇,2049年逐步换装至前8艘艇上[4]

1.2 俄罗斯

俄罗斯奉行防御性核威慑政策,将核武器视为威慑力量,并维持足够水平以应对侵略,防止敌对行动升级,而使用核武器是一种极端情况下的被迫措施。俄乌冲突爆发后,俄战略威慑力量进入“特殊战备状态”;2024年2月,俄多份秘密军事文件泄露,显示其发起核打击的潜在条件包括20%战略核潜艇或30%攻击型核潜艇被摧毁。

由于苏联解体后,俄罗斯经济状况不佳,“北风”级(955型)战略核潜艇建造工作一再拖延,首艇服役时间较原计划延期近11年;这导致了该级艇性能落后于其他国家同代艇,也使得俄罗斯长期处于“台风”级、“德尔塔”级、“北风”级多代艇共存的状态。为建立竞争优势,俄国防部2009年12月宣布对“北风”级核潜艇进行技术升级,规划发展“北风”-A级(955A型)。2020年,“北风”-A级首艇“弗拉基米尔大公”号(见图2(a))服役,并以每年1艘的速度逐年增加。同时,专为“北风”级设计的“布拉瓦”潜射弹道导弹研制试验也并不顺利,2020年前的38次试射中有9次失败,最初的13次试射中有7次失败,因此受到过多次质疑。截至2023年底,“北风”/“北风”-A级在役7艘,均是在成功试射“布拉瓦”导弹(见图2(c))后正式服役。

图 2 俄罗斯海基核力量装备 Fig. 2 Russian sea-based strategic deterrence force

2022年8月,俄红宝石设计局展出了“大角星”战略核潜艇概念模型(见图2(b)),计划作为“北风”级战略核潜艇的后续型号,于21世纪下半叶设计建造,相关项目文件已提交至俄国防部[5]。“大角星”战略核潜艇排水量是现役“北风”-A型的80%,艇长为134 m,宽为15.7 m,艇体结构方面,采用扁平化流线型,围壳采用低矮化设计,艇体表面敷设特殊涂层;与传统艇体设计相比,“大角星”的设计更适合破冰上浮,可有效防止碎冰阻挡导弹发射筒开盖。

在推进战略核潜艇更新换代的同时,俄罗斯寻求发展战略核鱼雷。2018年3月,俄总统普京在发表国情咨文期间公开了“波塞冬”核动力无人潜航器研发项目,该装备可携带核弹头、具备洲际航程、难以被拦截,主要毁伤航母编队和重要近岸设施,服役后将增强俄核威慑力。2023年1月,“波塞冬”的核动力装置等主要设备和部件均已完成独立测试工作,俄首艘特种核潜艇“别尔哥罗德”号完成“波塞冬”无人潜航器模型发射试验[6]

1.3 英 国

冷战后,英国为支持《不扩散核武器条约》采取了若干核裁军措施,仅保留海基核威慑力量,取消了其他所有核武器系统。为了确保核威慑不受潜在对手先发制人行动的影响,英国保有4艘战略核潜艇,并确保至少有1艘潜艇始终在海上执行持续海上威慑巡逻任务。

2006年,英国政府首次提出更新战略威慑能力的计划;2011年,完成概念设计阶段。2016年7月,新型战略核潜艇项目正式定名“无畏”级;2016年9月,进入交付阶段1,主要开展平台建造、后续设计、材料采购和长期准备,并投资巴罗造船厂的基础设施;2018年5月,进入交付阶段2;同年,英国防部成立了潜艇交付局,管理英国核潜艇采购、在役维持和退役处置;2022年5月,进入交付阶段3,首艇“无畏”号(见图3(a))将在本阶段开展海试,预计21世纪30年代初服役[7]

图 3 英国海基核力量装备 Fig. 3 United Kingdom sea-based strategic deterrence force

英国自身并不研制或生产潜射弹道导弹,而是通过《北极星导弹销售协议》《美英共同防御协议》从美获得[4]。“无畏”级项目下英国首次与美合作研制弹道导弹发射管,即“通用导弹舱”(见图3(b))。该部件采用模块化的结构设计,由4个各自独立运作的模块构成,每个模块单元包含4个弹道导弹发射管以及相关的附属支援与控制装备(如电源、冷却设备、发射控制设备等);后续也可将弹道导弹发射管的空间改造为容纳其他战术导弹(如“战斧”巡航导弹、潜射高超声速导弹等)、无人潜航器、特种作战相关设备等特殊载荷。

1.4 法 国

法国奉行“严格自给”政策,将其核武库维持在与战略背景相适应的尽可能低的水平;而核武器的使用严格限于极端自卫情况。在优先发展独立的核威慑力量的国防建设基本方针指引下,法国将作为海基核武器运载平台的战略核潜艇视为战略基石。

2012年,法国军备总局(DGA)即开始为第三代战略核潜艇列支研发预算,并以SNLE-3G命名该项目。2013年12月,法国军事项目法案中指出,将研发M51型弹道导弹的新改型,作为第三代核潜艇研发工作的一部分。2021年2月,SNLE-3G项目正式启动,法国舰艇装备集团负责主要设计建造工作。首艇2023年7月进行模型测试(见图4(a)),2024年3月切割首块钢板,预计2035年交付[8]。2014年至今,M51.3改型潜射弹道导弹(见图4(b))一直处于研发状态,在前序改型基础上进一步提高命中精度、射程和突防能力,2023年11月完成首次试射[9],预计2025年交付。

图 4 法国海基核力量装备 Fig. 4 French sea-based strategic deterrence force
2 新技术应用 2.1 新型核反应堆

新型反应堆普遍堆芯寿命提高,旨在提高战略核潜艇作战可用性。“哥伦比亚”级潜艇使用的S1B型压水反应堆是柏克德工程公司为美国海军设计的第二型反应堆、第一型潜用反应堆,设计使用寿命超过42年,覆盖潜艇服役周期,无需中期换料,只需进行工程大修,中期大修时间从“俄亥俄”级的27个月降低至16个月,使得12艘“哥伦比亚”级即可完全取代原有的14艘“俄亥俄”级,在提高潜艇可用性的同时也降低了全寿期运行成本。法国SNLE-3G将采用新型K22压水堆,该反应堆在K15反应堆经验基础上研制,增强了性能、安全性和适应性,热功率220 MW,堆芯寿命约为15年,而“凯旋”级使用的反应堆每10年即需要进行一次换料大修。英国“无畏”级使用的PWR3压水堆是一型“基于美国设计但使用英国反应堆技术”的新系统,设计更简单、更安全,较“前卫”级PWR2压水堆使用寿命更长、维护要求更低、零件数量减少30%,并使用计算仿真取代堆芯原型测试。

2.2 全电推进技术

美国“哥伦比亚”级、英国“无畏”级、法国SNLE-3G均计划采用全电推进系统,较传统推进系统省去了齿轮箱、缩短了推进轴,大幅降低轴系辐射噪声。不同的是,美英均有在水面舰艇上应用相关技术的先例,如美国“朱姆沃尔特”级驱逐舰、英国“伊丽莎白女王”级航母和45型驱逐舰,法国则是由ECA集团在2022年10月竞获系统研发合同,技术应用尚属首次。通过电能的综合调度管理,实现潜艇日常负荷和电力推进负荷的优化供电,并由电力推进装置驱动推进器,实现核潜艇全航速范围内电力推进。该技术能够合理调用、分配反应堆产生的电力,通过对电能的灵活调度和最优分配,推动核潜艇向动力响应快速化、系统运行静音化方向发展,并为未来新型负载上艇创造条件。

2.3 新型尾舵

美国最早于1961年在“青花鱼”号试验潜艇上测试X型尾舵,但受限于当时的技术条件,以及可靠性和安全性、战术应用等因素,美国海军在很长一段时间内并未采用这一先进的设计。由于机动性的优势,X型尾舵率先在多国中小型常规潜艇上得到了广泛应用,逐步应用至日本“苍龙”级、“大鲸”级等大型常规潜艇上。随着计算机技术和自动控制技术的进步,X型尾舵开始应用于核潜艇。“哥伦比亚”级是美国首型正式配装X型尾舵的核潜艇(见图5(a)),法国则是在“梭鱼”级攻击型核潜艇上成功应用X型尾舵后,再应用至新型战略核潜艇SNLE 3G。英国在“无畏”级上配装X型尾舵有跟风美国之嫌,但也有可能是源自美国的技术共享。

图 5 战略核潜艇新型尾舵形式 Fig. 5 Notional stern rudder structure of SSBN

相比于现役战略核潜艇使用的十字型尾舵,X型尾舵在流体力学性能和生存性能以及静音性能上都更优,且所有舵面都具有垂直和水平操纵能力、均可发挥转向和姿态控制的作用,在卡舵等情况下安全冗余度更高,在潜艇沉入海底时损伤舵的风险更低。此外,X型尾舵还有利于潜艇配置和运行无人潜航器或蛙人输送艇。与美英法不同的是,俄罗斯由于极地作战和破冰需要,暂未采用X型尾舵设计,甚至“大角星”尾部取消传统的螺旋桨和尾舵形式,将艇尾水平舵与新型无轴推进装置一体化设计,两端各设1组上下内倾的垂向尾翼,艇尾整体呈“双向箭头”形(见图5(b)),但具体性能未公布[5]

2.4 无人系统

随着无人系统技术的发展,多国都在探索发展艇载无人潜航器。综合来看,其在海基核力量建设中的应用包括2类,一种是直接用于战略威慑,典型的是“波塞冬”核动力无人潜航器(见图6(a)),具有核战斗部、核反应堆双核属性,潜深大、航速快、航程远,可独立部署,也可通过“别尔哥罗德”号或后续“哈巴罗夫斯克”级特种核潜艇携带布放,从俄罗斯发射即可攻击任意北约国家港口。另一种是拓展战略核潜艇作战能力,如“大角星”上通过大型无人潜航器搭载舱携载的“代理人”-V无人潜航器[10](见图6(b)),重点用于支持潜艇作战,承担可能使母艇暴露的任务,如通信、主动探测等,并可进行冰面侦察、水雷搜寻,再如“大角星”通用导弹发射筒、美英“通用导弹舱”可灵活搭载中小型无人系统。从“大角星”来看,其搭载的无人系统主要执行水下情况侦察、干扰诱骗等防御性任务,可有效拓展潜艇探测预警范围、提高母艇生存能力。

图 6 海基核力量建设相关无人技术应用 Fig. 6 Unmanned technology application related with sea-based strategic deterrence force
3 发展态势分析 3.1 装备技术发展

1)持续提升生存能力。重点围绕战略核潜艇综合隐身、水下探防能力建设,通过精简推进轴系、取消传动齿轮箱等,减少机械噪声源;通过引入大孔径声呐、共形阵声呐等新型声呐技术,形成“艏共形阵+舷侧阵+拖曳阵”的综合探测系统,同时随着人工智能等技术的发展和应用,潜艇多感知信息融合、水下目标智能识别等能力不断增强,潜艇水下探测能力持续提升。

2)战略弹发展路径各异。美国方面,自1990年“三叉戟”Ⅱ导弹首次部署后,没有再发展新的型号,21世纪以来先后2次启动该型弹的延寿工作,在组件更新的同时维持并寻求提升导弹性能,进而确保海基核威慑作战效能;俄罗斯延续了“一艇一弹”的发展思路,为“北风”级潜艇研制了最新的“布拉瓦”导弹;法国则是在自研的M51型导弹基础上,持续发展M51.2、M51.3等改型,在控制成本的情况下提升导弹性能。

3.2 项目建设管理

1)按照最小量级维持其战略核力量规模。美英法现役主力战略核潜艇均为冷战时期开始建设发展;俄罗斯正在逐步淘汰更新的“德尔塔”级潜艇均是冷战时期服役,目前在其海基核力量中仍占有较大比重。冷战后,拥核国家均一定程度上缩减核武器规模,尤其是英法基本上是按照最小量级维持其战略核力量规模;此外,美国在“哥伦比亚”级潜艇发展论证期间,均强调以最小潜艇规模实现对“俄亥俄”级潜艇的替换,很大一部分原因是核武器削减条约的签订,另外是因为战略核潜艇的更新换代成本巨大,这也促使美俄英现役战略核潜艇普遍延寿使用,新一代战略核潜艇设计使用寿命均在40年左右。

2)设置专项管理机制保证项目建设。以美、英为典型,在项目启动之初即开始谋划成立专门的管理机构(美国“哥伦比亚”级项目执行办公室、英国潜艇交付局),随之优化了整个潜艇采购管理机制;同时,两国均针对战略核潜艇项目制定经费预案,美国设立专用账户——“海基核威慑基金”,英国则预留了项目估算成本1/3的应急资金。

3.3 新质能力建设

1)创新发展战略核威慑力量。以俄“波塞冬”核动力无人潜航器最为典型,具体来看,该型装备的战略意义大于实战意义,与传统的潜射弹道导弹不同,水下核打击的告警、探测难度更高,且目标小、速度快、当量大,可独立部署也可通过潜艇布放,作战灵活性、隐蔽性高,可塑造“藏器于身,待时而动”的非对称优势,强化对敌威慑。

2)探索无人系统上艇应用。从装备发展来看,目前以俄罗斯“大角星”级战略核潜艇代表的新概念战略核潜艇设计方案,开始探索将无人潜航器作为支撑战略核潜艇水下作战的重要载荷;此外,英国“无畏”级战略核潜艇发射管并未实现全部备装导弹,为后续新型负载、无人潜航器上艇创造了条件。但整体来看,无人潜航器上艇与战略核潜艇的核心使命似乎并不适配,具体任务尚不明确,并未成为各国建设发展重点。

4 结 语

美、俄、英、法是目前国外海基核力量谱系化发展的典型国家,维持稳定的海基核力量规模,聚焦其新一代海基核力量的装备项目进展、新兴技术应用等方面研究,梳理其装备技术发展、项目建设管理、新质能力建设的基本态势,有助于掌握国外海基核力量发展的基本情况和主要特点,对我研判威胁和开展相关装备研制论证提供了重要的参考依据。

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