聊聊核潜艇长航

本文是根据本人收集的各项资料对上一篇《水下90天》的解读。欢迎大家踊跃讨论。

众所周知,核潜艇具有几乎无限的水下航程,因为核潜艇一次装载核燃料后,基本上可以7-10年不更换核燃料,美国最新的弗吉尼亚级核潜艇、建设中的哥伦比亚级核潜艇因为采用武器级浓缩铀(铀235比重超过90%,但通过精心布置燃料棒,可避免原子弹爆炸),甚至可以做到理论40年服役周期内不更换燃料。就连早期的091型核潜艇,理论上也能做到一次更换燃料开7-10年,航行可达20多万海里,几乎相当于绕行地球10圈的距离。因此,核潜艇比起当代航程约为8000海里的常规潜艇来说,可谓是航程近乎无限的存在。
并且,核潜艇因为采用核动力,水下可以通过蒸汽带动海水蒸发淡化机不断生产淡水。其实潜艇海水淡化并不是稀罕事,早在二战,美国小鲨鱼级就达到了一天制水4吨的水平,可以满足100多艇员洗澡、洗衣、做饭的全部需求,中国虽然035和401号潜艇不具备制水机,但403潜艇的90天长航时已经配备了制水机和淋浴室,大幅降低了艇员负荷(所以091的5艘很可能都是不同的,分别试验不同的设备,而且从外观和内部结构都可能有较大不同点)。在崇尚洗浴的苏联/俄罗斯核潜艇中,甚至还有桑拿浴室和小型游泳池(仅在台风级出现)。
最后,因为核能发电很容易,核潜艇并不需要像常规潜艇那样携带制氧剂(通常是过氧化物,可吸收二氧化碳并放出氧气),可以无限制的电解海水制氧。而二氧化碳可以采用化学药剂循环淋洗方式吸收,之后利用二氧化碳可溶于水的特性交换到海水中(通过冷却回路)消除。

目前,欧美各国普遍保持较高的核潜艇服役时间。根据美国海军数据,美国14艘俄亥俄级潜艇通常采用两组船员轮换的工作状态,分为蓝队和金队,一次在海上部署77天,接下来跟随35天养护,每隔15年大修一次并更换核燃料,一年最大可部署3次,累计241天。以下是原文:
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The Navy's ballistic missile submarines, often referred to as "boomers," serve as an undetectable launch platform for submarine-launched ballistic missiles (SLBMs). They are designed specifically for stealth and the precise delivery of nuclear warheads.
Each of the 14 Ohio-class SSBNs originally carried up to 24 SLBMs with multiple, independently-targeted warheads. However, under provisions of the New Strategic Arms Reduction Treaty, each submarine has had four of its missile tubes permanently deactivated and now carry a maximum of 20 missiles. The SSBN's strategic weapon is the Trident II D5 missile, which provides increased range and accuracy over the now out-of-service Trident I C4 missile.
SSBNs are specifically designed for extended deterrent patrols. To decrease the amount of time required for replenishment and maintenance, Ohio-class submarines have three large-diameter logistics hatches that allow sailors to rapidly transfer supPly pallets, equipment replacement modules and machinery components, thereby increasing their operational availability.
The Ohio-class design allows the submarines to operate for 15 or more years between major overhauls. On average, the submarines spend 77 days at sea followed by 35 days in-port for maintenance. Each SSBN has two crews, Blue and Gold, which alternate manning the submarines and taking them on patrol. This maximizes the SSBN's strategic availability, reduces the number of submarines required to meet strategic requirements, and allows for proper crew training, readiness and morale.https://www.navy.mil/navydata/fact_display.asp?cid=4100&tid=200&ct=4
欧美常规潜艇也经常保持较高的部署时间。如这篇2014年的新闻,英国特拉法尔加级核潜艇HMS Talent 在2013-2014年保持了5个月的海外部署时间。当然,欧美计算部署往往是从母港开出到返回母港的时间,将海外基地停靠时间也一并计入。
同时,这艘潜艇也执行了海外访问,他们在完成地中海训练后,拜访了阿联酋,并登上了哈里发塔作为纪念。因此这五个月并不是全程在水下航行。
The Royal Navy’s nuclear-powered submarine HMS Talent returned to her base-port of HM Naval Base Devonport in Plymouth on Monday, January 27th after a five-month deployment.
The submarine’s deployment began with training and exercises in the Mediterranean aimed at building up the fighting capability of her 130 crew members, simulating attacks with the Tomahawk Land Attack Missile system and Spearfish torpedoes. This was followed by a stop in Gibraltar for routine maintenance.Subsequently, HMS Talent called at Souda Bay on Crete, before setting sail to the Red Sea.
The submarine visited the United Arab Emirates when the crew headed to Dubai to climb the highest building in the world and explore the desert. HMS Talent then carried out operations for several weeks before spending Christmas and New Year in Bahrain.
The submarine will undergo a six-week maintenance period in Plymouth before proceeding to further training at sea to ensure her full operational capability.
https://navaltoday.com/2014/01/28/british-submarine-comes-back-from-deployment/

相比于经费比较充裕的欧美,这两年的俄罗斯可以用惨淡来形容。2017年,俄罗斯官方宣布,在2016年,俄罗斯全部潜艇部队共海上部署了3000天。
科罗廖夫表示,“去年俄罗斯海军潜艇舰队在水中的航行天数超过3000天,这与苏联时期的水平‘相当’……这是一个非常出色的水平”。
大家都知道,苏联海军在苏联解体前夕虽然已经开始意识到航母的意义,但潜艇在苏联海军中仍然唱主角。如果俄罗斯海军潜艇部队的巡逻水平能够与苏联时期“相当”,那的确是一件令人刮目相看的事。
可问题来了,苏联和现在的俄罗斯的潜艇数量可不在一个量级,科罗廖夫这是在吹牛吗?北国防务先来给大家算算苏联和俄罗斯潜艇的数量帐:
战略核潜艇
955型“北风之神”级:3艘
677BDRM型“德尔塔”4级:6艘,1艘处于维护状态
677BDR型“德尔塔”3级:3艘,1艘处于维护状态
941U型“台风”级:1艘,试验用途
多用途核潜艇
885型“亚森”级:1艘
巡航导弹核潜艇
949A型“奥斯卡”II级:8艘,3艘处于维护升级状态
攻击型核潜艇
971型“阿库拉”级:11艘,7艘处于不同程度的维护状态,1艘可能租赁给印度
945A型“塞拉”II级:2艘
945型“塞拉”级:2艘,均处于维护状态
671RTMK“维克托”III:3艘,2艘处于维护状态
常规潜艇
677型“拉达”级:1艘,处于试验状态
636.3型“基洛”级:6艘,3艘处于服役前海试状态
877/877V型“基洛”级:14艘,3艘处于维护状态
即截至2016年底,俄罗斯海军的核潜艇数量为40艘,其中22艘处于执勤状态;常规潜艇数量为21艘,其中16艘处于执勤状态。由于不少潜艇是在经过维护后在2016年重返海军的,因此这组数字还要比实际能够执行任务的数量略低。
也就是说,满打满算,俄罗斯海军去年能够执行任务的38艘潜艇进行了3000天的航行,平均每艘潜艇航行近78天。
http://mil.news.sina.com.cn/jssd/2017-04-03/doc-ifycwymx3562284.shtml
当然,俄罗斯的综合国力并不能支持全国的潜艇都完成78天的部署周期。考虑到俄罗斯现在常规武力缩水严重,俄罗斯更多依赖于战略核威慑能力,因此这3000天应该绝大多数是由弹道导弹核潜艇保持,由于2016年955型核潜艇配套的“布拉瓦”导弹尚未通过国家考核(2018年才通过),俄罗斯不得不以超长服役的667BDR型核潜艇(北约代号德尔塔III型,全部为1982年前服役)顶替其值班,因此俄罗斯实际可用的弹道导弹核潜艇为6-7艘,共携带500枚海基核弹头。因此如果保证美国等级的洲际导弹潜艇战备值班(每年大于200天),那么俄罗斯仅洲际导弹核潜艇服役时长就会接近1500天,达到3000天的一半水平,这个是比较符合俄罗斯当前核潜艇战队的现状的。


最后,谈谈中国。
中国水下核潜艇部队被誉为是世界上最神秘的部队之一,作为大国核威慑的基石,核潜艇部队长期不漏声色,在2009年海军建立60周年大阅兵才派出了参加过90天长航的403号、唯一一艘092型核潜艇406号,向世人第一次公开亮相。第二次则是十年之后的南海大阅兵和海军70周年大阅兵了。因此,这支部队的规模长期不为人所知,世人甚至很难推测出国内有多少现役的核潜艇,更别提他们的训练水平了。不过,有一些CNKI公开刊物,仍然能够让我们感受到这支部队的存在。




由此可见,21世纪以来,虽然中国核潜艇乘员待遇和居住条件大幅改善了,但整体的身体健康素质仍然值得我们担忧。具体对比可见,中国虽然不经常像列强海军经常把核潜艇一次性部署几个月(不过亚丁湾护航时确实是091和093都有参加),但从舰员在长航后经常发生体重上升,脂肪肝和红细胞比重上升的问题看,我国比起列强国家的潜艇长航还有相当的差距。这种差距并不是体现在潜艇的性能和人员的素质上的,而是另一个大家忽略的原因——中国缺乏海外基地。美英法的核潜艇可以经常去拜访盟国的港口,自己也有大量海外基地可以停靠潜艇,因此一次出航五个月,可能真正在水下部署时间都低于2个月,大部分时间都可以在海外临时基地停靠修养,在岸上养精蓄锐,并蓄势待发。而中国不仅缺乏海外基地,第一岛链,第二岛链还有美国及其盟友的反潜力量(潜艇、巡逻机、水面舰艇和海底声纳),因而我国潜艇出海后就必须尽可能停留在水下,并且必须长时间低速行驶以降低噪声辐射,否则会引来大量美国及其盟友的“围观”,造成潜艇噪声等机密数据泄漏。因此,比起欧美俄堪比海上巡游的核潜艇部署,中国每一次出航都是面临着强大的敌人威胁,在强烈的精神压力下,潜艇兵自然就有可能通过暴饮暴食来发泄情感,进而导致导致体质指标异常。
不过,人的精神情绪也不一定导致肥胖和脂肪肝。根据《长航90日》可见,在超过60日后,所有的人精神陷入严重低谷期,这时候不再是暴饮暴食,而是从暴食转向厌食,因此在超过60日后,艇员们用餐量急剧下降,开始快速消瘦。但无论是暴食导致的体重超重,还是厌食导致的营养不良,都显著的损害了士兵的身体健康,需要避免。
因此,改善中国核潜艇长航的困境并没有单一的解决方案,必须多管齐下。
第一,核潜艇自身的安静性、人员舒适性需要提升,执勤时间要精确测定,不要过长,也不能太短;
第二,基地建设要跟上,保证靠港后可以短时间补给维修完毕,快速达到复归战列水平;
第三,水面舰艇,航空兵力量需要大幅升级,把警戒圈和安全区推出第一岛链外,给洲际导弹核潜艇安全的堡垒海区,并给攻击性核潜艇打开大洋通道;
第四,海外基地建设。这点难度最大,但确实是一个极度依赖海运的全球贸易国家保证自己的海运不中断的必备技能。同时,也要发展潜艇补给船,在大洋上建立临时的潜艇修理和修整基地,以轮换舰员。