走進世界最先進的弗吉尼亞級核潛艇，探秘現代核潛艇建造過程的五大挑戰，以及世界最強潛艇艦隊來自哪些國家？

以科羅拉多號爲代表的弗吉尼亞級潛艇 展現了先進的海洋工程技術 其具備諸如深潛能力 持久耐用的核反應堆 大氣控制系統 以及能增強視野的光電圍杆等特點 這些創新使得潛艇在水下作業時 擁有無與倫比的隱身性能 續航能力 以及保障船員長期水下作業的能力 弗吉尼亞級潛艇是美軍制造過最強大的 弗吉尼亞級潛艇之一 今天就走進美國弗吉尼亞級核潛艇 看看世界最先進的潛艇 在設計和建造過程中 都經歷了哪些不爲人知的挑戰 誰統治了海洋 誰就統治了世界 全球471艘已知的軍用潛艇 它們都屬於哪些國家 你心目中實力最強的核潛艇艦隊 又屬於哪個國家 潛艇一直是一種深海威懾力量 但隨着20世紀90年代後國際形勢的變化 美國艦隊需要進行一次更新換代 躺在造船場裏的就是第15艘弗吉尼亞級潛艇 科羅拉多號 它長115米 能下潛到超過245米的深度 航行速度能超過25節 弗吉尼亞級潛艇是美國海軍有史以來製造的 最先進的核動力攻擊型潛艇之一 潛艇裝配在康涅狄格州格羅頓的電船造船廠完成 耗費1000萬個工時打造 我曾經在三個潛艇中服役 而弗吉尼亞級潛艇 是我對設計的最佳工程師 簡直讓人難以想象 一艘潛艇的製造居然需要如此漫長的時間 弗吉尼亞級潛艇的首艇弗吉尼亞號 於2003年首次下水 它的長度相當於26輛家用轎車連起來 重達7800噸 相當於40頭藍鯨的重量 它配備了先進的核反應堆 能下潛至240多米深 同時也能夠憑藉配備尖端自動導航系統的控制室 以極高的精度在潛水區緩慢航行 可以精確地設定任何深度和速度 這使得該艦艇能夠在靠近海岸的更淺水域中運行 以逆性續航能力和多功能性的結合 使其真正成爲所有艦艇的基準 在打造這艘超級靈活的海上奇蹟的過程中 弗吉尼亞級的設計師們 不得不克服幾個看似不可能的挑戰 千百年來人類一直試圖在水底活動 古代的海綿採集者 會藉助一塊沉重的石頭沉入海底 屏住呼吸好幾分鐘 以獲取他們珍貴的收穫 公元前五世紀希臘潛水員希里斯 藉助一根空心顱尾在水下呼吸 大破波斯艦隊 傳說亞歷山大大地 乘坐一個透明的玻璃桶製成的潛水器 首次潛入波斯普魯斯海峽執行任務 據傳他當時用這種辦法 窺探了敵人的重要海上防禦攻勢 但是要在水下世界 實際操控一艘艦艇則更加困難 而且幾千年過去了 這在今天仍然是一個巨大的挑戰 在馬里蘭州長達一公里的 大衛泰勒模型試驗場 航海設計師們聚集於此 展示現代潛水器的獨特設計 實際上潛水器的成功 還要仰仗兩百四十多年前 美國發明家大衛·布什內爾的貢獻 這就是著名的海歸號 這也是有記錄的 首次在水下戰鬥中使用的潛水器 主要是用來對付 停泊在紐約港的英國戰艦 當海歸號潛入水下時 兩個安裝在水面上的通氣管 會密封起來 留給駕駛員的空氣供應有限 駕駛員通過前置手搖螺旋槳 來驅動海歸號 海歸號的武器是一桶火藥 被安裝在木質挺體的後部 當接近目標時 駕駛員通過手動鑽頭 將火藥固定在船體上 不幸的是 他們沒有料到當時的英國艦隊 配備了金屬挺體 所以根本無法手動鑽穿船體 所以海歸號的任務最終失敗了 但是它爲潛水器作戰開創了先例 而且壓載艙和推進的原理 至今仍應用於所有現代潛艇上 與單人操作的海歸號不同 弗吉尼亞級潛艇 可以搭載多達135名船員 但是挑戰之一是 如何將所有的設施和設備 安裝在一個狹小的空間裏 這是弗吉尼亞級潛艇的軍官室 除了用餐 這裏也是很多會議的召開地點 這張大桌子在海上時 還可以兼做手術檯 牀鋪的下面是儲物空間 所以一物多用 成了最終解決辦法 弗吉尼亞級核潛艇 能夠下潛到水下240米的深度 這要歸功於一個複雜的 內外部壓載艙系統 這個系統能夠容納大量的水 這艘核潛艇有5個外部壓載艙 通常在水面航行時 裏面充滿空氣 當它需要下潛時 就會打開這些壓載艙的通風口 艦艇底部有格柵允許水進入 排出空氣 使艦艇略微處於負浮力狀態 然後下潛到想要的深度後 再使用內部壓載艙 使艦艇處於中性浮力狀態 這樣就可以朝着選擇的 任何深度前進了 與此同時 弗吉尼亞級潛艇 還配備了大量的尖端控制設備 其中之一就是用光電系統 取代了潛艇歷史上 最具標誌性的潛望鏡 自19世紀後期以來 潛望鏡一直是潛艇觀察世界的眼睛 但工程師們大膽的決定 用更先進的光電桅杆來取代它 光電桅杆帶有先進的攝像系統 它可以將通常 只能在潛望鏡中顯示的畫面 顯示在艦艇各處的寬屏顯示器上 傳統的潛望鏡 龐大的結構迫使控制室 位於狹窄的上層甲板 但在弗吉尼亞級潛艇上 緊湊的成像設備 只安裝在被稱爲指揮塔圍殼的結構部分 這使得潛艇的神經中樞 能夠位於更寬敞的第二層甲板上 我現在站在的控制室 是所有重要的決策人 它真的帶領船員一起 作爲團隊 作爲一體 造價27億美元的弗吉尼亞級潛艇 也是美國海軍最先進的攻擊型潛艇 與它的許多歷史前輩不同 這艘115米長的流線型潛艇 是爲多種任務而建造的 包括偵察和監視 一套複雜的聲納陣列系統 使它能夠繪製出穿越海底的路線 並由一種幾乎無聲的 先進螺旋槳推進器驅動 弗吉尼亞級在聲學方面 是美國海軍有史以來 製造的最隱形的潛艇 但除了在海洋中不被發現之外 潛艇靈活的任務組合 也要求它具備速度和機動性 那麼如何建造一個 能夠在海洋中破浪前行的 流線型艇體呢 爲了實現這一目標 弗吉尼亞級的工程師們 借鑑了歷史上 最偉大的航海創新者的經驗 在第二次世界大戰結束之前 潛艇本質上是能夠下潛的水面艦艇 在水下最多隻能停留48小時 它流暢的設計產生了 極低的船頭波浪 從而形成了小的尾流和低阻力 所有這些都非常適合 在水面上最大限度的減少阻力 但是在水下時 安裝在水面上的設備 和不平整的艇體形狀 會在艇體與水之間產生摩擦阻力 並且當水從艇體分離時 會產生形狀阻力 從而導致產生渦流的阻力 這會極大的降低速度 這種艦艇相對笨重 且效率低下 要提高性能 就需要對潛艇設計 進行全面的重新思考 美國海軍上將扎爾斯·莫姆森 爲此製作了超過25個大型模型 唯一的目的就是爲了在水下 實現速度和性能 最終這些模型 促成了水滴形 艇體形狀的誕生 這種形狀 成爲了所有現代潛艇的標準 水滴形艇體 具有均勻的圓形流線形形狀 極大的減少了摩擦阻力 和形狀阻力 1953年大清花魚號潛艇 改變了潛艇設計的面貌 它摒棄了那種船形艇體形狀 採用了真正的水下形艇體形狀 在那個時候 它是水中最快 最具機動性的潛艇 也是所有後續潛艇的設計基礎 在大清花魚號 首次航行60多年後 美國海軍的弗吉尼亞級潛艇 仍然採用了 莫姆森上將設計的水滴形艇體 在羅德島製造中心 現代建造技術 將流體動力學 提升到了前所未有的水平 造船廠裏有3600名男女員工 他們用原始的鋼板管道和電纜 製造出完整的2000噸模塊 這些模塊就是用來 組裝弗吉尼亞級核潛艇 這些鋼板需要5000噸的力 才能將其捲成標誌性的潛艇形狀 然後工程師們採用橫向裝配的方法 把圓柱區段放平 再將裝配好的部件推進去 最後這些完成的模組 被運到最終的組裝工地 最終用78輛拖車協同作業 把這個組裝好的巨大的潛艇 運到船塢 每艘潛艇長115米 僅由4個超大型模塊組成 但包含大約100萬個部件 建造需要1000萬公尺 對於潛艇上的船員來說 每次任務成功的關鍵之一 是能夠在水下長時間停留 這135名船員 必須能夠前往世界上任何地方 從母港出發 並在任何海洋中執行任務 而不必擔心燃料消耗問題 那麼如何在無需加油的情況下 將潛艇推進到地球最偏遠的地方呢 這就需要用到歷史上的 又一項創新技術 1951年 當美國政府啓動 愛達河州的實驗增值反應堆時 核動力首次在覈平時期得到應用 它暫時爲阿爾科鎮供電 從此爲美國核電發展打下基礎 但美國海軍的海曼里科夫上校認識到 利用這種能量 並將其應用於潛艇的潛力 核燃料棒中包含數千個油燃料芯塊 正是油原子發生裂變 引發連鎖反應 產生大量的熱能 其結果是幾乎無窮無盡的能量供應 可以持續產生能量數年之久 里科夫面臨的問題是 如何將像核反應堆這麼龐大的東西 縮小到能夠裝進潛艇的尺寸 並且仍然能夠提供足夠的動力 里科夫的解決方案 便是世界上第一個壓水反應堆的誕生 它的超高效反應堆 容器內部的堆芯 加熱了一回路的高壓水 這反過來又是二回路中的水蒸發 產生蒸汽來驅動主渦輪機 從而產生電力 經過嚴格的測試 1954年 里科夫上校看着鸚鵡羅號潛艇下水 這是一艘開創性的核動力艦艇 它能夠在不到90小時的時間內 在水下航行1300英里 這在潛艇工程領域是一個巨大的變革 在此之前 潛艇最多隻能在水下停留48小時 而現在完全沒有必要再浮出水面了 鸚鵡羅號的反應堆 只需要每兩年進行一次燃料補充 但如今 弗吉尼亞級潛艇 將這項開創性的技術 又提升到了一個難以想象的高度 弗吉尼亞級潛艇 擁有一個艇用終身堆芯 它永遠不需要補充燃料 設計使用壽命與潛艇同壽 大約是33年左右 通過將海水轉化爲蒸汽 這個高度機密的反應堆裝置 能夠在無需加油的情況下 爲艦艇提供超過150萬公里的動力 同時還能爲潛艇上的所有設備發電 因此弗吉尼亞級潛艇上的反應堆 也成爲美國海軍制造的最先進的反應堆 但是要讓130多名船員 在水下的密封艦艇中 一次停留數月 充足的氧氣 成爲人們存活的必須條件 這還得需要一項來自200多年前 一位天才化學家的發明創造 19世紀早期 電池的問世 讓英國化學家威廉·尼克爾森靈機一動 他決定要把電池導線放進水裏 這就是我們熟知的電解作用 這種反應是因爲正極和負極 吸引分離水中的氧原子和氫原子 只要在潛艇裏放大這個反應 就可以產生足夠的氧氣 供應在海底的潛艇人員 弗吉尼亞級潛艇的工程師 改良了這個化時代的發現 他們在水中創造 可以持續好幾個月的氧氣環境 美國海軍先進的整合式低壓電解槽 位於潛艇的輔機艙 全功率運轉時一小時 可以製造200多立方米的氧氣 可能引起中毒的二氧化碳 則以精密的氨基清除裝置移除 同時他們爲了做到萬無一失 萬一潛艇內部的空氣品質惡化 潛艇官兵還可以穿上 設計巧妙的潛艇逃生加壓服 這套逃生衣可以提供 使用者加壓和上浮階段所需的空氣 在水裏能夠提供75磅的正浮力 以每分鐘208米的速度穿過水層 因此逃生加壓服 也算得上一項令人難以置信的工程傑作 距離第一艘自行推進的潛艇潛入海洋深處 已經過去了一個多世紀 現在通過借鑑過去創新者的經驗 對他們的想法進行改進擴大規模 並做出自己的開創性發現 讓現代核潛艇實現了一次又一次的技術突破 誰統治了海洋誰就統治了世界 這句話的含金量就體現在各個大國 爲什麼瘋狂的發展海上力量 而潛艇又代表着海洋力量中最重要的一環 所以今天讓我們來看看全球471艘已知的軍用潛艇 以及它們屬於哪些國家 你心目中實力最強的核潛艇艦隊又屬於哪個國家呢 在擁有潛艇的43個國家中 實際上大多數國家的潛艇艦隊規模都很小 這些小國家想要擁有潛艇的原因與大國稍有不同 對於這些小型海軍來說 因爲潛艇的設計目的就是隱蔽 潛伏偵察並隨時準備發動攻擊 這些潛艇幾乎都有一個巨大的侷限性 那就是它們由柴油發動機驅動 而柴油發動機運行時需要氧氣 這意味着潛艇每隔一段時間就必須浮出水面 啓動那些噪音很大的發動機爲潛艇上的電池充電 然後再潛回水下 從戰略角度來看 這些小型海軍的潛艇主要用於巡邏和保護本國的沿海水域 讓任何想攻擊該國的人都要三思而後行 不過有一個例外 那就是以色列 以色列目前擁有5艘非常現代化的潛艇 它們被命名爲海豚級潛艇 其中兩艘可以在水下停留長達一週 而無需獲取氧氣 這使得它們比老式柴油潛艇更具隱蔽性 並且可以航行長達4500公里 通常小型潛艇都攜帶較小的武器 如魚雷 反艦導彈或水雷 而以色列的潛艇可以發射裝有核彈頭的導彈 至少美國政府是這麼認爲並公開表示的 但是以色列否認了這一切 實際上以色列的那些潛艇是從德國購買的 德國一直在建造並向世界各地出口潛艇 賺錢對於德國來說是認真的 接下來是澳大利亞 它擁有相對較小規模的柴油潛艇艦隊 但這種情況很快就會改變 這要歸功於與英國和美國達成的一項歷史性協議 澳大利亞很快將擁有超級先進的核動力潛艇 他們計劃將從美國購買一些超級核潛艇 另外在2024年底 澳大利亞發佈海軍造船和維護計劃 包含核潛艇建造項目 英國BAE系統公司和澳大利亞ASC造船廠被選中 作爲主城建商 現在你看到的是希臘和土耳其的艦隊 他們擁有數量相近的潛艇 這兩個國家的一部分潛艇也是德國製造 比如希臘的灰魚級潛艇 就是德國209型潛艇的衍生型號 土耳其的阿迪萊一級 普雷維澤級和雷斯級全都是購買自德國 因爲兩國都認爲保衛本國水域非常重要 雖然他們的潛艇上沒有核反應堆 但兩國的潛艇所需的氧氣都比典型的柴油潛艇少 這使他們能夠在水下停留更長時間 而印度目前有三艘潛艇 不僅由核能驅動 而且還能發射裝有核彈頭的火箭 射程約爲700公里 其中首艇監抵者號 裝備一臺83兆瓦級壓水核反應堆 四個垂直髮射管 可攜帶6枚533毫米魚雷 和12枚K15導彈 或4枚K4巡航導彈 他們還在建造另外兩艘潛艇 這可能會將射程提高到3500公里左右 他們還計劃建造一支 至少由6艘現代化攻擊潛艇組成的艦隊 這些潛艇速度更快 旨在爲這些裝備核彈頭的潛艇 提供伴隨和支持 不過印度軍隊的很多細節都是保密的 所以也沒有更多的詳細信息披露 接下來是伊朗 他們的潛艇沒有核能力 但他們確實擁有很多潛艇 包括4艘大型柴油動力潛艇 和至少15艘小型潛艇 他們用這些潛艇巡邏沿海水域 因爲有大量寶貴的石油從這些水域經過 另外朝鮮的潛艇規模也算是非常龐大 但是我們不知道朝鮮的潛艇數量到底有多少 專家認爲 他們可能擁有多達85艘潛艇 但是通過海軍基地的衛星圖像收集到的數據顯示 他們可能擁有超36艘潛艇 不管具體數字是多少 可以肯定的是 朝鮮的潛艇艦隊規模相當大 至少在數量上 它可以與一些大國相媲美 但專家們對這些潛艇的實際作戰能力存在分歧 其中一些潛艇至少有50年的歷史了 朝鮮大約有8艘能夠進行遠程巡邏的柴油潛艇 然後還有這兩艘柴油動力潛艇 儘管他們在水下停留的時間不能超過幾天 但他們有能力發射4枚裝有核彈頭的彈道導彈 其射程很可能可以輕鬆到達日本 甚至是美國的關島和夏威夷 排名世界第三的應該是中國核潛艇艦隊 中國擁有58艘潛艇 其中6艘潛艇能夠發射攜帶核武器的火箭 另外6艘是核動力攻擊潛艇 但中國的大多數潛艇仍然是老式的柴油動力潛艇 不過這種情況可能不會持續太久 在未來6年內 中國的艦隊將至少包括5艘新的核動力潛艇 其中2艘將能夠發射攜帶核武器的彈道導彈 另外3艘將能夠發射巡航導彈 中國甚至會建造一種新型的超靜音 超隱蔽的彈道導彈潛艇 美國對此感到擔憂 因爲幾乎不可能追蹤到這種潛艇 俄羅斯擁有世界第二大潛艇艦隊 總共有62艘潛艇 並且艦隊中一半的潛艇是核動力的 其中12艘潛艇能夠發射核武器 其他潛艇則是攻擊潛艇 速度快難以追蹤 它們可以發射射程爲600公里的精確制導導彈 如果在大西洋 這些導彈能夠擊中美國東海岸的陸地目標 這就涉及到在這個層面上 潛艇的一個非常重要的用途 即它們在全球範圍內潛伏的能力 俄羅斯悄悄地將其裝備核彈頭的潛艇 派往關鍵地區 使其敵人和對手處於攻擊範圍內 這是它們核威懾的一部分 如果受到攻擊 它們有能力用核武器進行反擊 而且沒人能確切知道反擊會來自哪裏 近年來俄羅斯還推出了這種名爲 波塞冬的遠程核動力魚雷 震驚了世界 它可以在水下以每小時185公里的速度航行 能夠擊中1萬公里外的目標 據說它攜帶一枚1000萬噸當量的核彈頭 能夠引發放射性海嘯 如果這是真的 核技術的發展真的變得越來越瘋狂 排名第一的毫無疑問是美國 美國擁有世界上最強大的潛艇部隊 不僅在數量上 而且在能力上都是如此 首先就是強大的彈道導彈核潛艇 俄亥俄吉是美國海軍現役唯一戰略核潛艇 共18艘是美國戰略威懾的核心 其中14艘爲彈道導彈核潛艇 4艘被改裝爲巡航導彈核潛艇 該級潛艇潛航排水量達1.87萬噸 停長170米 裝備24具潛射彈道導彈垂直髮射管 和4具533毫米魚雷發射管 前8艘艇搭載三叉戟一型導彈 射程7400公里 每枚導彈最多可攜帶8個 100千噸TNT當量的分導式多彈頭 第9到第18艘艇裝備三叉戟二型導彈 射程12000公里 每個導彈可攜帶8到12個分導式多彈頭 從1991年開始 該導彈的分導式彈頭數量被限制在8個 其次就是攻擊型核潛艇 洛杉磯級是美國海軍立下的 核動力快速攻擊潛艇 它是美國海軍有史以來 建造數量最多的核潛艇 共建造了62艘 目前有34艘在役 該級艇主要用於反潛作戰 也可執行對陸攻擊佈雷 輸送特種部隊等任務 洛杉磯級核潛艇裝備 4具533毫米魚雷發射管 可發射MK48型魚雷 戰斧巡航導彈等武器 部分後期建造的潛艇 還裝備了12具垂直髮射管 用於發射戰斧巡航導彈 還有三艘鼎鼎大名的 海狼級核動力快速攻擊潛艇 它是美國海軍冷戰時期 爲應對蘇聯潛艇威脅 而設計建造的 該級艇具有出色的靜音性能 和強大的作戰能力 最大航速可達35節以上 下潛深度可達610米 爲大衆熟知的弗吉尼亞級 是美國海軍現役 最新型的攻擊核潛艇 由電船公司設計建造 該級艇採用了一系列先進技術 如蹦噴推進器 先進的聲納系統 和作戰指揮系統等 具有良好的靜音性能和作戰效能 弗吉尼亞級可搭載25枚魚雷 和12枚戰斧巡航導彈 從2019年開始 美海軍開始採購 配備有效載荷模塊的 加長版弗吉尼亞級攻擊型核潛艇 搭載武器數量由37枚升至65枚 其中可搭載40枚戰斧巡航導彈 截至2024年 美國海軍已採購40艘弗吉尼亞級潛艇 第三就是巡航導彈核潛艇 由4艘俄亥俄級彈道導彈核潛艇 改裝而來 將原來的24桶 潛射彈道導彈發射裝置更換 其中22桶發射裝置 分別替換爲每桶7單元的 戰斧巡航導彈發射裝置 總計攜帶154枚戰斧導彈 剩餘兩個單元用於特種部隊輸送用途 可容納66名特種部隊隊員 還可攜帶先進海豹輸送系統 和肝甲板輸送艙等 專業化水下人員運輸系統 此外美國海軍已經開始了 俄亥俄級的替代型號 哥倫比亞級戰略核潛艇的 研製和建造工作 該級潛艇被稱爲是 世界上最強大的潛艇 單艇造價約124億到130億美元 其中包括約48億美元的研發費用 首艇預計在2027年10月交付 2031年開始逐步被哥倫比亞級所取代 哥倫比亞級潛艇將配備 新型的潛射彈道導彈 採用更先進的技術和設計 進一步提升美國海軍的戰略威懾能力 它體現了現代科技的最新成就 代表當代戰略導彈核潛艇的最高水平 它將服役至2085年之後 美國通過展示潛艇力量 不斷提醒着人們 這纔是真正的控制海洋 也是美國維持其作爲世界上 最強大國家地位的方式之一