潜艇泵推的鼻祖|英国特拉法尔加级攻击核潜艇

机枪守卫核潜艇

2021年2月2日，英国皇家海军特拉法加级攻击核潜艇S92“天才”号通过直布罗陀海峡，潜艇指挥围壳上架设的机枪，还有类似苏联核潜艇尾流探测系统SOKS的传感器引发了军迷热烈讨论，恰好国外军迷大神H I Sutton发布了一幅精美的特拉法加级潜艇结构图，本文就带您走近这型神秘的攻击核潜艇。

加入马航MH370搜救任务的英国特拉法尔加攻击型核潜艇

概况

特拉法尔加级（Trafalgar class）是英国研发的第三代攻击核潜艇，是快速级核潜艇（Swiftsure class）的继任者，也是过去十年英国皇家海军攻击核潜艇的主力，承担着反潜、反舰、对地打击、搜集情报、海上封锁、破坏敌交通线、布雷等多种作战任务。首艇“特拉法尔加”号1979年4月开工，1983年5月服役，到1991年共建造了7艘，所有潜艇均配属在德文港基地的第二潜艇中队。2007年6月8日，机敏级（同样也是7艘）首艇“机敏”号下水，2019年起开始缓慢替代特拉法尔加级。机敏级核潜艇是90年代初，SSN-20核潜艇项目被取消后的产物，一开始被称为特拉法尔加级第2批次，但因变化巨大，最终自成一级。

快速级核潜艇，特拉法尔加级外观与之区别不大，加长了2.5米，但通过优化设计内部空间增加很多

特拉法尔加级攻击核潜艇长85.4米、宽9.8米，水上排水量4740吨，水下排水量5298吨，最大速度32节（约60千米/小时），最大下潜深度300米，舰员编制130人（军官18人）。和英国绝大多数核潜艇一样，该艇在坎布里亚郡巴罗因弗内斯完成设计，维克斯造船厂负责生产。首艇被命名为特拉法尔加号是为了纪念1805年英国皇家海军在特拉法尔加角海域与法国、西班牙联合舰队进行的海战，此役过后，法国和西班牙失去了海上霸权。该级艇共建造了7艘，1985年设定的项目总预算是20亿美元，其中首艇造价6.71亿美元，剩余6艘单价2.46亿美元（折合成1997年的物价），单艇年度运行费用为1500万美元。

图片来源：H I Sutton

首艇特拉法尔加号，还未换装泵喷

7艘潜艇的开工与服役时间：

• S107“特拉法尔加”号（Trafalgar），开工1979.4.25，服役1983.5.27，退役2009.12.4
• S87“汹涌”号（Turbulent），开工1980.5.8 ，服役1984.4.28，退役2012.7.14
• S88“不懈”号（Tireless），开工1981.6.6，服役1985.10.5，退役2014.6.19
• S90“岩湾”号（Torbay），开工1982.12.3，服役1987.2.7，退役2017.7.14
• S91“锋利”号（Trenchant），开工1985.10.28 ，服役1989.1.14，在役
• S92“天才”号（Talent），开工1986.5.13，服役1990.5.12，在役
• S93“凯旋”号（Triumph），开工1987.2.2 ，服役1991.10.12，在役

表面敷设的消声瓦，部分已经脱落

划时代的静音潜艇

特拉法尔加级潜艇技术上的突破主要在降低噪音和提升探测能力方面。从第2艘“汹涌”号开始安装了泵喷推进系统，成为首款使用泵推的核潜艇；该级潜艇还采取了包括消声瓦（Anechoic Tiles，也是英国首次）、减震浮筏在内的降噪措施，使之成为标准的静音潜艇。据估计，该艇10-15节最佳巡航速度下的噪音水平在110-120分贝之间。喷水推进并非新鲜事物，在许多快艇和高速船舶上大量使用（如022导弹艇），原理简而言之就是将水吸入再喷出。推进水泵是水面船只喷水推进装置的核心部件，通常选用叶片泵中的轴流泵和导叶式混流泵，将水从船底吸入管道，送至叶轮和导叶处。管道系统类似战斗机进气道，设计时会考虑流体力学；此外，喷嘴处会有舵及倒舵综合操纵设备，例如外部导流倒放斗，类似飞机反推。

潜艇泵喷推进器

泵喷推进器结构图

潜艇泵喷推进器（Shrouded propeller）是一种潜艇尾部导管+螺旋桨（转子）+定子的组合，目前大量使用的是有轴泵推，它的实质就是用管子把螺旋桨罩住，然后通过改进内部结构，实现吸水和喷水两个过程，像泵一样推着潜艇向前航行。它可以提高驱动的效率，并且可以延缓空泡的产生，从而提升动力效率。泵推的导管套在潜艇尾部，转动的是转子，起固定作用的是定子。定子要么在前，要么在后，两者各有好处。定子在前，可起到整流作用，把进水理顺，有利于转子发挥最大推进效率，常用于追求速度的鱼雷；定子在后，把转子的出水理顺，可降低水流紊乱、屏蔽噪音，多用于追求静音的潜艇。

那艘倒霉搁浅的机敏级攻击核潜艇

转子清晰可见，边上是拖曳声纳线阵释放管

泵推属于较为先进的潜艇推进技术，在下水、维护等场合，泵喷推进器一般都用帆布覆盖，但2010年英国最先进的机敏级攻击核潜艇发生了一次搁浅事故，让我们窥视到英国核潜艇的泵喷推进器的细节，您看到的就是机敏级潜艇泵喷推进器的转子。过去大侧斜7叶螺旋桨同样如此，只不过如今许多国家都具备了这种先进螺旋桨的加工生产能力，几个传统潜艇强国也不再遮遮掩掩。泵推导管设计充分体现了流体力学原理：从进水口开始逐渐扩大，可使进水减速增稳，改善转子工作效率；在转子之后逐渐收小，可以使得出水水流进一步加速，提高航速。有的泵推只有渐缩，如基洛级泵推实验艇，这样设计结构重量更轻，与原艇适配性更好，但降噪效果略差，只适用现有潜艇改进。

英国核潜艇减振浮筏示意图

英国机敏级核潜艇的动力舱段采用筏式安装

总体设计

特拉法尔加级核潜艇外观修长，采用鲸鱼型艇艏（英国潜艇特色），尾部较粗，指挥塔围壳位于艇体中部靠前位置，前后缘垂直并与艇体平滑融合，侧面看上去方方正正，所以从远处看，水线以上部分093型攻击核潜艇与之神似。为适应北极活动，指挥塔围壳经过加固，未采用围壳舵，而是采用艇艏可伸缩式升降舵，搭配平顶十字尾舵，便于突破北极坚固的冰层。艇艏顶部有一修长突出的声纳整流罩（英国传统），耐压壳体及外表面橡胶消音瓦清晰可见。

悄悄探出头

活跃在北极的“锋利”号

潜艇主要动力由1座压水堆、2台蒸汽轮机提供，总功率15000马力。首艇“特拉法尔加”号原采用单轴螺旋桨推进，后续6艘均采用泵推，首艇在更换核反应堆燃料时也更换了泵喷推进系统。核反应堆方面，前4艘采用了RR公司PWR1型压水堆，后3艘升级为PWR2型；这批潜艇在90年代中后期完成过一次换料升级。辅助动力由2台帕克斯曼应急辅助柴油机、2台WH艾伦汽轮发电机提供，另外还配有一台速潜电机、一个可收缩的辅助螺旋桨。

鲸鱼型艇艏是英国潜艇的特色，图为机敏级

武器系统

武器系统方面，该艇最大的特点是安装了5具鱼雷发射管。潜艇前部安装了巨大的综合声呐，鱼雷发射管布置在艇体两侧；除两侧各2具鱼雷发射管外，中间靠下布置了第5具鱼雷发射管，专门用于攻击潜艇下方深水区的潜艇。英国过去四代攻击核潜艇均未安装导弹垂直发射装置，使用533毫米鱼雷发射管发射重型线导鱼雷、UGM－84B“鱼叉”潜射反舰导弹和“战斧”巡航导弹（2008年开始装备，最大射程1600-2000千米，最大速度 885千米/小时）。潜艇最多可搭载30枚鱼雷或导弹，也能混搭水雷完成布雷任务。

2018年9月20日，“天才”号吊装“战斧”巡航导弹

英国海军最新的45型驱逐舰安装了48单元的席尔瓦A-50垂直发射系统，只能发射紫苑-30舰空导弹。所以，潜艇自2008年开始搭载的UGM-109M“战斧”巡航导弹是英国海军除舰载机外，主要的对地打击手段（详见本文服役大事件）。2014年7月，英国增购了65枚“战斧”Block IV型巡航导弹，当时英国海军可谓青黄不接，反舰导弹差点断货，可见维持必要的对地打击能力优先级更高。

“虎鱼”大型电动鱼雷

“旗鱼”热动力鱼雷，最高航速超过70节，是目前最快的533毫米重型鱼雷（那种“暴风”火箭直航鱼雷就算了）

鱼雷方面，特拉法尔加级最初装备的是Mk24 Mod1“虎鱼”反潜/反舰电动鱼雷，后来升级为Mod2型。所有“虎鱼”鱼雷已经在2004年退役，继任者是90年代初服役的“旗鱼”鱼雷，今后英国有可能直接购买美国MK-48系列鱼雷，但近期还是完成了“旗鱼”鱼雷的升级，以便能服役更长时间。“旗鱼”鱼雷是英国为对付前苏联的新型核潜艇（如最高航速45节的“水下歼击机”705型核潜艇），在上个世纪80年代末完成研制的大型热动力鱼雷，长5.94米，因采用燃气轮机最大航速可达70.5节，航速60节时最大射程65千米，装药249千克， 鱼雷总重1850千克，是世界上航速最高的鱼雷。鱼雷对抗方面，装备2台SSE MK8发射器，发射2066、2071型鱼雷诱饵，2002年开始装备了SAWCS诱饵。

指挥塔围壳下面的5个孔用来发射鱼雷诱饵

指挥控制与声呐系统

特拉法尔加级核潜艇最初装备了BAE系统公司研发的潜艇指挥控制系统 （SMCS），2008年升级为新一代潜艇指挥控制系统（SMCS NG）。新系统能够及时处理声呐接收的各种信号，显示在控制台上，并控制各种水下武器。2010年2月，泰勒斯（英国）公司获得了将3艘特拉法尔加级（之前第4艘“岩湾”号因承担2076声呐系统实验任务已安装）与3艘“机敏”级核潜艇升级为2076声呐系统第5阶段的合同，该系统整合了主/被动搜索、攻击声呐，由艏部共形阵、大孔径舷侧阵、拖曳阵和专用多点截听阵列构成。

2076综合声呐系统

机敏级核潜艇同样装备了2076综合声呐系统，另外请注意被包裹的严严实实的泵推

该级潜艇还安装了类似苏联核潜艇的尾流探测系统（SOKS），它能分析检测海水环境信息，从微小的变化中发现敌人。前苏联的攻击型核潜艇（如671型维克托级、971型阿库拉级）最早安装了这一装置，利用水面舰艇和潜艇航行时产生的尾流来探测目标。1985年，671型攻击核潜艇K-147号就曾使用该系统连续6天对美国弹道导弹核潜进行跟踪，不过在俄罗斯新一代885型（亚森级）核潜艇上已经难寻踪迹。

机枪下面、船头都有类似苏联SOKS系统的传感器

俄罗斯971型（阿库拉级）核潜艇上的SOKS系统

发展与改进

该级艇自首艇1983年服役以来，多次进行现代化改装，从而保证先进的技术水平：

• 装备新型声呐：从90年代初开始用2076型声呐替换2074型艏部综合声呐、2046型拖曳声呐；用2020型替换2001型声呐，用2072型声呐替换2007型声呐，用2026型拖曳线列阵替换2024型声呐等。
• 装备新型武器：该级艇服役后陆续装备新型武器，1987年10月开始装备“旗鱼”鱼雷，从1998年开始装备“战斧”远程巡航导弹。
• 改装新型堆芯：1995-1999年前4艘艇相继换料，换装寿命更长的G型堆芯（Z型7年升级为G型12年）。换料期间进行大修和改装，包括首艇装备泵喷射推进系统。
• 装备新型潜艇作战指挥系统：前4艘艇在换料大修期间改装新型SMCS潜艇指挥系统和电子支援措施。
• 换装CH-51型搜索潜望镜和CK-91型攻击潜望镜。

“天才”号的潜望镜

服役大事件

• 1993年，凯旋号在没有支援的情况下潜航6.6万公里，从英国抵达澳大利亚，创下了英国潜艇单独部署的纪录。
• 7艘特拉法尔加级核潜艇中有3艘通过发射“战斧”巡航导弹参加了实战。2001年，特拉法尔加号参加了真理行动，这是911恐怖袭击后美国针对阿富汗塔利班和基地组织的武装行动。特拉法尔加号也成为第一艘向阿富汗发射“战斧”巡航导弹的潜艇。

英国海军一直有海盗旗的传统。1914年9月一战刚刚爆发后不久，英国皇家海军的E-9号潜艇在北海先后击沉了德国巡洋舰赫拉号和德国驱逐舰S-116号，艇长麦克斯·霍尔顿命人将一副海盗旗挂上了潜艇的桅杆以示“打劫”胜利。海军部对这种行为并不认可，但害怕打击士气也未禁止。二战时，麦克斯·霍尔顿已官至海军上将，这种纪念方式顺理成章沿袭了下来。

马岛战争后，悬挂海盗旗返航的“征服者”号核潜艇

1982年马岛战争中，英国海军“征服者”号核潜艇击沉阿根廷海军贝尔格拉诺将军号巡洋舰，成为有史以来第一艘击沉敌舰的核潜艇。当战争结束，“征服者”号返回母港的时候，艇上的官兵们自豪地在指挥塔上升起一面海盗旗，向在海港两岸夹道欢迎的群众表明自己的特殊身份。这也是二战结束后，英国海军潜艇第一次升起海盗旗。

• 2003年4月16日，“汹涌”号成为参加对伊拉克军事行动的英国舰船中第一艘返航的，抵达朴茨茅斯军港时，“汹涌”号（本级第2艘）升起海盗旗，纪念成功发射了30枚“战斧”巡航导弹。
• 2011年4月3日，在完成军事干预利比亚的“埃拉米”行动后，“凯旋”号核潜艇抵达（朴茨茅斯）德文波特海军基地时，同样升起了海盗旗，庆祝此次圆满完成打击任务。旗帜上的斧子图案表明，该艇发射了6枚“战斧”巡航导弹。

6把斧子=6枚“战斧”巡航导弹？

特拉法尔加级核潜艇总体比较可靠，只发生过几次小型事故：

• 1998年，“锋利”号发生蒸汽泄漏，迫使潜艇关闭核反应堆。
• 2000年，“不懈”号核反应堆一回路发生泄漏，使用备用的柴油机组才抵达直布罗陀。
• 2007年，“不懈”号供氧设备发生爆炸，造成2名船员死亡，1人受伤。
• 2013年，英国国防核安全监管机构报告称，由于设备老化，当年2月，“不懈”号曾连续8天发生小规模放射性冷却剂泄漏。

下潜与上浮训练1

下潜与上浮训练2 排出的气体来自前主压载水舱

总结

特拉法尔加级攻击核潜艇是一型具备较强攻击能力的中型攻击核潜艇，它的排水量仅为美国洛杉矶级攻击核潜艇的75%，同样装备了“战斧”巡航导弹、“鱼叉”反舰导弹和相当于MK-48的“旗鱼”鱼雷，战斗力与同时期的洛杉矶级攻击核潜艇不相上下。在长达近30年的服役历程中，该级各艇完成了包括马岛、伊拉克、利比亚实战在内的众多任务，在海军规模受到（国力）限制的背景下，最大限度彰显了英国海军的存在。

7艘已退役4艘，英雄已到迟暮