机敏级攻击核潜艇

发展沿革

研制背景

为了取代上世纪七十年代服役的快速级攻击核潜艇以及80年代成军的特拉法尔加级攻击型核潜艇，皇家海军在80年代末期便开始规划新一代的攻击核潜艇。1987年，一向为皇家海军建造潜艇的维克斯公司（VSEL，现隶属BAE旗下）获得皇家海军合约，展开名为“W级”（SSN-20）的新一代攻击核潜艇计划，满载排水量预计为6000吨，将使用与英国当时正准备建造的新一代前卫级（Vanguard class）战略核潜艇相同的罗尔斯·罗伊斯PWR-2压水堆，并配备与美国洛杉矶级攻击核潜艇相似的导弹垂直发射系统。

VSEL在1991年八月提出名为“第二批特拉法加级潜艇”的新一代潜艇计划，以特拉法加级的基本设计为基础加以改良，换装新型的动力、电子与武器系统以及PWR-2压水堆，以尽可能节省时程并降低成本、风险。皇家海军原先计划在1994年订购首批这种“特拉法加II”级，并于2001年开始服役。最初“特拉法加II”只能算是一个用来替换快速级的过渡性计划，而英国国防部在1998年战略审查（StrategicDefenceReview，SDR）之中，还在规划全新的“未来攻击潜艇”（FASM）攻击潜艇以取代特拉法加级，最初预计在2009到2012年开始服役。

建造沿革

计划确立

1994年7月，英国国防部对国内相关造舰厂商下达新攻击核潜艇的要标书，在1997年3月17日，皇家海军正式与GEC公司签署机敏级的设计、发展、系统整合与建造首批三艘的主合约，总值将近20亿英镑（约32亿美元），合约内容也包括三舰进入服役开始4.5年的后勤保障。1998年战略审查报告（1998 SDR）中，皇家海军决定把攻击核潜艇阵容由现行12艘减至10艘，并正式将“特拉法加II”命名为机敏级，并在同年决定采购第一批三艘来取代较晚除役的三艘快速级潜艇。在2001年9月，英国国防部与FAST英国分公司签署价值3亿英镑的合约，负责机敏级整个30年服役周期的人员训练合约。

延期建造

2002年初，首舰机敏号所需的各主要船段与次系统已经从次承包商运抵总装的Barrow厂船坞，然而整个建造与细部设计工作进展却明显减缓，情况严重到BAE无法向英国国防部隐瞒。BAE一开始表示工作延误是由于工程复杂度过高，以及B熟练的员工被调去整修四艘皇家海军除役、授与加拿大的拥护者级攻击潜艇，导致机敏级进度被拖慢。在2002年7月，英国武装力量部长宣布，首舰机敏号原订2005年6月成军服役的目标无法达成，但仍希望能在2004年下水，并在2006年年底前服役。然而，机敏级计划的情况却没能好转，到2002年底，BAE与英国国防部关于机敏级合约的财务协商宣告破裂。

机敏级计划严重后，大的问题在于这是BAE第一次使用CAD软件来设计核潜艇，导致整个设计与造舰部门的主要工作流程都要修改；而在设计机敏级时，短短18个月内，BAE旗下船厂又得到两艘不列颠级船坞运输舰以及一艘海浪级舰队油船的订单，同时间还要因应引进CAD带来的重大改变，自然手忙脚乱。不只是机敏级，不列颠级与海浪级的设计建造工作都遭遇大幅延迟。

预算拨付

2004年7月21日，英国国防部公布一份国防报告（Cm6269），其中提到将攻击核潜艇部队从原本战略防卫审（SDR）中的10艘删减至7艘，而7艘攻击核潜艇的阵容最后全部会是机敏级。

2007年2月27日，英国国防部与BAE宣布就第二、第三艘机敏级的造价达成协议。

2010年3月25日，皇家海军宣布，英国国防部已经将机敏级五号舰的初期建造合约给BAE，价值3亿英镑，并展开六号舰的先期采购，总价值3亿英镑。

2012年6月，英国国防部下达第七艘机敏级所需的反应器的订单，由罗尔斯·罗伊斯位于Raynesway的设施建造。英国国防部在2010年10月公布的战略审查报告中，正式确认将建造第七艘机敏级。英国皇家海军“机敏”级核潜艇第三艘机*号核潜艇于2015年12月正式交付。

技术特点

动力设计

机敏级采用的PWR-2压水堆是英国第一种完全自行设计的潜艇用核反应堆，之前首度装备于前卫级，带动两具GEC的蒸汽涡轮，驱动一具罗尔斯·罗伊斯的泵喷射帮辅推进器，潜航极速可达30节左右。原本前卫级的PWR-2的燃料棒使用寿命约25年，而机敏级的燃料棒浓度更高，能使用30年左右，以配合较长的预定使用寿命，在整个寿命周期中都无须进行费时费钱的燃料棒更换工程；而英国还打算在第七艘机敏级上换装新一代反应堆，每次填充燃料可运转40年。机敏级的核能推进系统的热交换器由法国造舰局（DCNS）设计制造；在2001年，DCNS就成为BAE的热交换器首选供应商。

相较于特拉法加级易遭腐蚀的上一代喷射推进系统，机敏级的泵喷射推进器是全新的设计，大大改善了这方面的问题。舰上还有两具备用的柴油机，必要时可作为发电以及推进主机，还能在舰上起火时启动来消耗空气。机敏级的操纵面维持与过去英国潜艇相似的构型，前水平翼位于舰首上方，尾翼为十字型。机敏级所有的控制面均采用外部制动设计，以尽量减少需要穿过压力壳的机械系统，并简化舰尾控制面的复杂度。机敏级采用CAE的新型全数字化船舰操控管理系统，功能包括操纵、航行、深度控制以及船舰各系统的管理。由于自动化程度高，机敏级只需编制97名官兵。

艇电系统

机敏级采用新开发的机敏级战斗管理系统（ACMS），是前卫级、改良后的特拉法加级与快速级的战术武器系统（TWS）的提升型，其操纵软件于2002年7月由厂方接收。ACMS是种采用开放式架构并高度整合的系统，负责整合所有感测系统传来的信息，并将真时的资料显示于舰上各操控台，此外还整合有火控与武器系统。原本改良特拉法加级的SMCS的中央处理节点采用多Intel处理器、显控台为使用UnixSolaris作业系统的SPARC处理器，ACMS则同样以SPARC处理器取代原本的中央核心，实现了系统完全Unix/SPARC化，使得整合工作变得更加容易。机敏级的声纳系统为泰雷兹水下公司（Thales Underwater Systems）的2076型整合式主/被动声纳系统，整合有2074型舰首主/被动阵列声纳、宽孔径侧面被动阵列声纳、拖曳阵列声纳以及敌方主动声纳截收系统，而特拉法加级与快速级在现代化改良中也换装了此一高度整合的新型声纳系统。此外，本级舰还拥有Atlas Hydrographic的DESO-25（英方称之为2077型）冰下高精确度测距声纳，能在10000m的范围内精准地侦测海域中的物体与距离。舰上的电子系统大量采用COTS商规组件，以降低寿命周期的整体维护成本并利于随时升级。

机敏级装备有ThalesOptronics的新型CM-010非穿透性光电潜望镜组，包含低光度电视摄影机、TVCCD、红外线热影像仪与稳定性等装备。光电潜望镜的性能与功能比传统潜望镜更为多元，能在伸出水面后迅速进行360度影像扫瞄，在极短时间内完成侦搜工作，将资料储存到计算机里，减少潜望镜暴露在水面上的时间。CM-010光电桅杆省略了传统光学通道（由面镜组一路反射至于底下的接目镜让人员观看），因此不需要穿透压力壳，桅杆上传感器获得的数字影像利用电子信号的方式传至显示器上。

收于帆罩内的伸缩桅杆组由Thales Optronics以及Mc Taggart Scott制造，除了潜望镜之外还安装有1007型I频平面搜索雷达、Raytheon Successor IFF敌我识别系统、电子支援系统以及通讯情报截收装置（CESM）等等。英国核潜艇向来拥有完善的通讯情报搜集装置，能对电子情报进行截收、识别与定位，还有通讯监视功能。后期型的机敏级可能会换装新型的适形阵列（Conformal Array）声纳系统。英国BAE为美国第三批弗吉尼亚级攻击核潜艇主导开发包含有适形阵列声纳系统的整合式舰体前段，相同技术未来也将应用于后期型的机敏级上。

武器系统

武装方面，机敏级配备六具533mm鱼雷管，较以往的英国攻击潜艇多了一管，而鱼雷舱的搭载量也增至30件武器，因此全舰总共可携带36件武器；不过机敏级并未装设原先W级打算使用的垂直发射系统。机敏级的鱼雷发射管采用涡轮气压帮辅（ATP），由一组高压气体驱动的涡轮泵浦，抽取艇外海水注入发射管，发射时则将鱼雷管内海水加压，将武器打出去。鱼雷发火控制系统由英国S&W负责，具备程序化、可控制排水量的供气系统，称为可程序化开启筏（PFV），能根据各种参数（包括潜艇速率、潜航深度、武器类型、现有压缩空气压力等等），自动调节每次发射时的供气量，制造恰当的脉冲射流来发射武器，故可大幅能量使用效率，减少不必要的能量消耗与噪音；

当高压供气系统压力降低时，PFV就会增加ATP筏门的排水量，以保证发射武器的初速不受影响。英国在80年代末建造的拥护者级柴电攻击潜艇是英国第一种采用ATP的潜艇，而机敏级的ATP鱼雷发射系统与程序化控制系统便是由拥护者级进一步发展改良而来。机敏级的鱼雷发射系统能使用英国自制的第二代旗鱼（大推力热力发动机驱动，大速度高达8090节）/虎鱼（电力推进）线导鱼雷（21世纪初期完全由旗鱼鱼雷取代）、美制AGM-84反舰导弹以及美制战斧BlockIII/IV巡航导弹以及各式水雷等，使得机敏级拥有与美国潜艇不相上下的武器运用弹性。

机敏级未来还打算配备水下遥控无人载具（UUV），以及研拟中的FOSM计划的光纤/目视导引短程多用途导弹武器系统等新装备。FOSM导弹主要用于近岸环境下对付敌方快艇、小型海岸防御工以及反潜定翼/旋翼机等目标，这是为了应付地区性冲突而做的准备。现FOSM计划有力的竞争者之一，是德、法、意EADSLFK企业集团的海神（Triton）光纤导引潜射短程多用途攻击导弹。