SSN-21“海狼”级攻击型核潜艇的结构特点

长99.4米，宽12.9米，水上航行时吃水10.9米，水上排水量7460吨，水下排水量9150吨，水下最大航速35节，最大潜度600米，全艇编制133人，其中12名军官。其动力装置为1座通用电气公司S6W压水反应堆，2台蒸汽轮机，功率38.8MW，约52000马力，单轴，泵喷射推进器。“海狼”级外形一改美国核潜艇传统的较大长宽比，而重新采用了“大青花鱼”号试验潜艇的小长宽比水滴线型，与“洛杉矶”级相比，“海狼”级的长宽比从10.88下降到7.7，这种艇型有诸多优点，如提高航速、改善机动性、有利于舱室布置和增加隐身性能等。经过反复论证和权衡利弊，“海狼”沿用了美国海军单壳体形式，采用了既抗震又抗海水压力的HY－100高强度钢，其屈服压力为82公斤/平方毫米。它所选择的S6W型加压水冷式反应堆原为水面舰艇使用，这是首次安装在潜艇上，具有结构紧凑、输出功率大等优点。“海狼”级的第一使命是反潜，降低噪声对它来说至关重要。该级艇的降噪措施主要有：核动力装置采用自然循环反应堆以降低一回路噪声；采用蒸汽轮机电力推进方式，取消噪声大的减速齿轮箱；首次使用新型的“泵喷射推进器”，彻底消除了螺旋桨噪声；艇体外表敷设一层阻尼吸声橡胶，使艇体表面形成一个良好的无回声层；艇体外形光滑，开囗少，突出物少；艇上所有运动机械都经过降噪设计，并且都安装在高效减振基座、弹性支座和弹性减振器上；为降低舱室内部噪声，在美国潜艇上首次使用了“有源消声技术”，也就是在噪声处发出与噪声振幅相同但相位相反的音响，来抵消该处原有噪声，实践证明效果明显。在综合运用了以上措施后，“海狼”级的噪声达到了90－100分贝，这一量级已经低于海洋背景噪声，这使它成为一级真正的“安静型”潜艇。“海狼”级首部安装有8具660mm发射管；由于这8具发射管已具有快速发射能力和首部尺寸有限，艇上没有安装垂直发射装置，所有导弹、鱼雷都从这8具发射管中发射。该级艇共可携载50枚各型导弹和鱼雷。·“战斧”巡航导弹：该弹既可对陆又可反舰，具有战略战术两种作战能力。全重1224公斤，飞行高度15－100米，速度0.7马赫。反舰导弹射程460公里，战斗部装药454公斤；对陆型射程2500公里，战斗部装药454公斤或20万吨当量核弹头，其制导方式为惯性或地形匹配加GPS，圆概率误差为10米。·“捕鲸叉”反舰导弹：是美国核潜艇的标准反舰导弹，重667公斤，速度0.85马赫，巡航高度15米，末段攻击高度2－5米，射程110－130公里，惯性制导加主动雷达末制导。·MK48－5（ADCAP）重型鱼雷：该雷既能反潜又能反舰，重量1582公斤，航速60节，航程46公里，潜深1200米，战斗部装药100－150公斤，线导加主/被动声自导，自导系统具有智能处理能力在艇体线型及结构上有重大改进　艇型选用水滴型，比“洛杉矶”级艇短而粗，缩小了长宽比，约为8.5，打破了美国潜艇长宽比不断增大的趋势。这样作可减少艇体表面积，降低反射声呐信号的能力；增大了舱容，布置内部舱室时更具有灵活性；减小艇的回转半径，使艇的机动性得以改善；有利于减小阻力，提高航速。该级艇排水量虽比“洛杉矶”级增加30%，但水下航速高达38节，是美国海军航速最高的潜艇，因而既可担负全球使命，又能为可能遭敌潜艇攻击的航母编队护航。该级艇采用单壳体结构，以节省艇壳材料，加快建造周期。艇壳材料选用HY-100高屈服强度钢。与使用HY-80钢的“洛杉矶”级艇相比，下潜深度可增加25%以上，达610米左右，是目前美国下潜深度最大的潜艇。这种材料还可大大减轻艇体重量。艏声呐罩为钢制，以防止穿越北极冰层时遭受破坏。围壳舵改为能够伸缩的艏水平舵，且位置比较靠下，也有利于冰下活动。艉水平舵与垂直舵采用传统的十字型舵，该级艇指挥台围壳比较矮小，位置更靠近艇的舯部，有利于减少阻力，提高航速，并有利于减小反射面积。先进的武器装备　该级艇设有较多的鱼雷发射管和较大的武器库，且武器品种多。它可携载鱼雷、反舰导弹、巡航导弹、无人潜水器等共50件管装武器。鱼雷发射管达8具，有更大的齐射率。鱼雷发射管分别配置在艇艏的左右舷，发射管后面设有2套鱼雷再装填设备，首次发射后能迅速再装填，并即刻做好再次发射的准备。鱼雷发射管的口径由过去的533毫米加大到660毫米，使所装备的武器均可从水下发射。鱼雷由Mk-21型空压涡轮泵发射。该级艇上装备的Mk-48增强型鱼雷，在航速、潜深、声学性能和自导能力上均比Mk-48鱼雷有较大的提高。艇的耐压壳外不再设置导弹垂直发射装置，方便了艇内武器的集中发射，并可缩短艇体长度。不装鱼雷时该级艇还可以携带100枚水雷，担负较大面积的隐蔽布雷任务。未来该级艇还将装备新型（“海长矛”）反潜导弹，射程可达100千米。美海军称该级艇反潜作战能力是改进型“洛杉矶”级的3倍。武器装备水平从“洛杉矶”级艇的每件武器290吨排水量，提高到每件武器190吨，配备的武器数量提高了40%。齐全的观通和电子设备　电子设备基本继承了改进型“洛杉矶”级艇的最新配置，但作战指挥控制系统更为先进。艇上装备的BQQ-5D综合声呐系统，包括BQS-24主动式近距探测声呐、TB-16和TB-29二部拖曳线列阵声呐，以及BQG-5D被动式侦察声呐等8部先进的声呐，具有警戒、搜索、跟踪定位、目标识别和水下通信等多种功能，搜索速度快，探测距离远，能发现反潜直升机和来袭鱼雷的噪声信号。导航系统有专为攻击型核潜艇研制的WSN-3静电陀螺导航仪、WRN-6型全球定位系统接收机，以及导航雷达。新型的潜艇控制系统　潜艇控制系统的用途是控制艇的航向、深度和纵倾，以往是由三个独立的控制设备和分系统完成。“海狼”级的控制系统则综合了大量附加控制系统的特点，增加了艇的综合控制能力，并为操作人员提供了更方便、更容易维护的操作系统。附加的控制系统特点包括操艇、下潜和深度控制系统的全自动操作方式。前二者包括了航向和深度的改变。该系统还采用了容错技术，它是美海军潜艇所使用的最完善的控制系统。它在控制、自动化和指示仪表方面均由计算机控制系统完成。容错技术的应用为控制系统的可靠性和可维修性提供了有效的技术途径。另外该级艇具有较大空间，居住性好。第三艘艇鱼雷舱重新进行了布置，以便搭载50名突击队员。艇上还设有较大的逃生舱。该级艇除了造价高外，由于吨位大，宽度、吃水也较大，其机动性能受到一定影响，尤其是不易在浅水海区活动，这就限制了攻击型潜艇作用的发挥。