瑞典哥特蘭級常規潛艇

哥特蘭級1990年開始設計，首艇於1992年11月20日開工建造。1995年2月2日“哥特蘭”號的下水，標誌著戰後常規動力潛艇技術取得了具有歷史意義的突破性進展。它是世界上第一批裝備了不依賴空氣推進系統AIP的常規潛艇.
長：60米
寬：6.1米
吃水：米
排水量：水下1490 噸
動力裝置：2台大功率柴油發動機，2台各自最大輸出功率為75千瓦的V4—275R型斯特林發動機
航速：20節
武器：4具533毫米魚雷發射管發射2000型高速線導魚雷，2具400毫米魚雷發射管發射TP43—II型輕型線導反潛魚雷
聲納：CSU一90聲納系統
編制：28人
(一)研製背景與計畫
瑞典常規潛艇的發展起源可追溯到20世紀初葉。1904年建成的“鯊魚”級潛艇就是見證。在隨後的歲月里，瑞典在差不多固定的時間間隔內陸續建造了5級24艘噸位不同、結構各異的潛艇。瑞典海軍對柴-電潛艇近似於偏愛，而對核動力潛艇從未染指。他們非常注重柴?電潛艇技術發展的連續性，採用短周期，小跨度、高水平的方針，循序漸進地推動潛艇技術不斷發展進步。每級新潛艇的設計總是以水動力學研究新成果為基礎，每型潛艇儘量採用1~2項新技術和新設備，以致一級潛艇建造完工後，下一級潛艇設計通常已取得進展，每型潛艇都有所突破。所以自60年“斯鳩曼”(Sjoormen)(A12)級潛艇開始，到“水怪”(Nacken)級(A14)、“西哥特蘭”(Vaster gotland)級(A17)，以至到80年代的471級潛艇，都是按慣例進行研製的。上述潛艇在當時所處的時代都屬世界一流水平。
1983年開始建造，1990年全部建成的4艘“西哥特蘭”級(A17)服役後，瑞典海軍便開始醞釀研製“哥特蘭”(Gotland)級(A19)潛艇，以替代60年代服役的“斯鳩曼”級。他們要求“哥特蘭”級潛艇在A17型潛艇獲得研製經驗的基礎上更上一層樓。經過80年代國中期廣泛的預先研究和可行性研究，他們選擇了一個突破點：增加水下續航力，即在新設
計的潛艇上安裝一套技術成熟的不依賴於空氣的AIP推進裝置。
“哥特蘭”級潛艇於1988年正式開始設計，1990年初，瑞典國防裝備局(FWV)與考庫姆(Kockums)公司簽訂了建造3艘新型潛艇的契約。首艇“哥特蘭”號已於1996年9月2日服役，另2艘“阿普蘭”(Upland)號及“霍爾蘭”(Halland)號也於1997年服役。
“哥特蘭”級潛艇的主要使命是保衛瑞典1700km海岸線，用來執行反潛和反艦作戰任務，又可用來執行布雷、運送蛙人及近岸偵察等一般任務，平時用作訓練平台。它是瑞典海軍21世紀的骨幹力量。圖2.3-6為“哥特蘭”級的照片。
(二)總體性能與裝備
“哥特蘭”級潛艇的主尺度為：長60.4m，直徑6.2m，吃水5.6m；水上排水量1240t，水下排水量1494t；水上最大航速10kn，水下最大航速20kn；極限下潛深度300m；艇員編制25名(其中軍官5名)。
1．總體與結構
“哥特蘭”級潛艇採用單殼體結構，耐壓艇體由HY-80和HY-100高強度合金鋼製造。該級艇的線型為長水滴型。由於中間增設了一段安裝斯特林AIP系統的艙段，所以該艇比瑞典一般柴-電潛艇長15％。在設計時，艇型進行了多次流體力學試驗，結果表明非常適合於水下活動。
該級艇的前密封艙段分上下兩層布置。上層設有指揮控制室、無線電室、電氣設備室、艇員居住室、廚房與餐廳及廁所和洗手間等。下層設有魚雷室，室內備有武器裝卸設備與魚雷再新裝填吊架；還有蓄電池室和輔機艙。其後密封艙也分為上下兩層。上層主要是電氣設備控制艙，艙內設有推進裝置控制台，交流發電機、電氣設備控制台和蓄電池組監測設備。 下層主要設有柴油發電機組、主推進電機以及尾部蓄電池艙。後艙段中還裝有斯特林AIP系統及其輔助設備。
圖2.3-6瑞典“哥特蘭”級常規潛艇
流線型指揮台圍殼內設有組合式搜尋和攻擊潛望鏡、通信天線、雷達天線及進氣管等裝 置。潛望鏡是穿過耐壓艇體的唯一裝置。
2．動力與推進系統
“哥特蘭”級潛艇的動力裝置由兩部分組成：一部分為柴-電動力裝置，它主要包括2套大功率柴油發電機組，一台主推進電機和2組重量為160t的蓄電池組及其控制設備。另一部分為斯特林AIP輔助動力裝置。它主要由2台V4-275R型斯特林發動機、若干個低溫液氧櫃及其控制設備組成。上述兩部分構成了該級艇獨特的閉式循環混合動力系統。
斯特林發動機為V型4缸外燃機，主要組件為加熱器、加壓燃燒室、環型回熱器、冷 器及氣缸體等。其工作原理為：來自液氧艙的氧氣和燃油艙的燃油分別噴人加壓燃燒室，經 熱線點火塞點火燃燒，起動電機驅動曲軸旋轉做功，從而建立起工作循環，為潛艇提供持續 動力，總功率為150kW。
“哥特蘭”級潛艇裝有德國MTU公司製造的渦輪增壓柴油機。2台柴油機的功率各為800kW左右。如果潛艇單獨採用柴-電動力推進，水下航速最高可達20h。柴油機廢氣可從布置在指揮台圍殼頂部的排氣口排出，在通氣管航態下，排氣口可快速開啟和關閉，從而可減少暴露率。
2組重達160t的鉛酸蓄電池組由德國瓦爾塔公司供貨。這種蓄電池能量很高，備有電 解液循環與冷卻系統。電池監控台能監測蓄電池組。蓄電池組由帶整流器的交流發電機充 電，然後向單電樞水冷直流主推進電機、交流發電機、逆變器及輔助電機提供285~420V直流電。艇上電源匯流排有220V與440V三相60Hz交流電，115V三相400Hz交流電及24V等直流電源。艇上大部分電源設備由德國Magnetek Euro Atlas公司供貨。
3．水聲設備與電子系統
“哥特蘭”級艇裝有德國埃特拉斯(Atlas)電子設備公司生產的圓形基陣、偵聽基陣與舷側陣聲吶。艇上還裝有美國THORN EMI公司製造的電子偵察設備，該設備主要用來探測識別與處理雷達信號。該級艇在潛望深度或水面航行時採用雷達導航；水下航行時，使用陀螺基準系統、回聲測深儀與測速計程儀進行導航。主陀螺儀能精確顯示出航向、縱傾、縱搖及橫搖等信息。導航設備不僅可用於測定潛艇自身的位置，而且還可用於目標跟蹤和艇載武器的制導。
4．武備系統
“哥特蘭”級潛艇攜載的主要武器是TP2000型魚雷。它是一種先進的線導自動尋的高速遠程魚雷。該級艇還裝備有現役的613／62型魚雷。這是一種線導自動尋的重型魚雷，主要用於反艦。此外，還裝載一些小型432／451型魚雷。上述魚雷均由瑞典奧德蘭斯公司(原FFV公司)提供。舷外裝有一種特製的水雷攜帶裝置，該裝置是由瑞典考庫姆公司提供的。這種舷外懸掛設備能批量裝載48枚水雷。該級艇的發射管不僅能發射魚雷，而且能施放一種先進的47型自航式遠程水雷。
(三)技術特點分析及述評
1．世界上首次採用AIP動力的現役新潛艇
“哥特蘭”級潛艇的最大特點之一是在柴-電動力裝置的基礎上，加裝了一套斯特林AlP系統。該系統作為輔助動力裝置使潛艇的潛航時間增加到2~3周，航程達數千海里。這是“哥特蘭”級潛艇優於一般常規潛艇的一個重要標誌。整個動力推進系統的操縱高度計算機化，大多數監控功能都是自動的。不過，為了確保全全，另備有手動備份與應急方式，一旦需要，隨時啟用。正是這種獨特的閉式循環混合動力系統的加裝，才使該級艇成為世界潛艇發展史上的一個重要里程碑。
斯特林AIP系統既可加裝到現役常規潛艇上，又可用在新建造的柴-電潛艇上。改裝時，無需改變原有潛艇的內部設備和裝置的位置。因此對現有潛艇的現代化改裝十分有利，短期效果顯著。這也是斯特林AIP系統較之其他AIP系統最先達到實艇使用的原因之一。
斯特林AIP系統，除了提高潛艇的續航力外，還具有以下優點：熱氣機運轉平穩、振動小、安全可靠，熱效率較高(達42％)，排氣污染低；與柴油機相比，噪聲明顯降低，工作噪聲降低40dB，空氣噪聲降低20dB；廢氣是經過冷卻後自動排放到舷外的，其紅外特徵大大降低；平均維修時間間隔長，故障率低、使用壽命長，整機無故障運行時間超過5000h。
2．裝備了先進的作戰系統
“哥特蘭”級潛艇以21世紀的作戰需求為目標，裝備有世界上先進的作戰系統。作戰情報與火控系統是由瑞典Nobel Tech公司製造的。其操縱台通過艇上探測設備(主要是被動聲吶)能同時監控來自各個方向的數十個目標，並實時顯示上述目標的有關航向、速度與距離等運動參數。艇內魚雷發射系統能及時接受這些目標的運動參數，同時向多個目標發起攻擊。為了進一步提高對目標運動的跟蹤與分析能力，艇上配備了大功率火控計算機，引導魚雷精確發射，提高了魚雷的命中率。
“哥特蘭”級潛艇攜帶的武器不僅種類多，而且性能好。僅魚雷就有3種：TP2000型、613／62型及432／451型。TP2000型魚雷推進系統採用了高濃度過氧化氫後，其航速與航程比一般魚雷更快更遠，航速約為50kn，航程大於25km，並且作戰潛深更大，攻擊時不留航跡，可用於攻擊高性能快速潛艇。613／62型魚雷航速高達45kn，航程約為20km，其攻擊距離是一般電動魚雷的4倍，主要用來攻擊水面艦艇。432／451小型魚雷採用電動方式，使用觸發或非觸發引信，是一種備有主動／被動尋的裝置的線導魚雷，主要用於自衛。由此可知該級艇的反潛與反艦作戰能力是相當強的。
高性能探測設備使“哥特蘭”級潛艇變得耳聰目明。主要探測設備是被動聲吶，因其採用了高靈敏度新型微音器而使性能得到很大改善，探測距離成倍增長。通過使用新設備和新方法，對目標信號進行實時處理，使該級艇對目標的識別分類和跟蹤能力大大增強。
3．優良的艇型和總體性能
其艇型不僅噪聲低，航行阻力小，而且穩性與操縱性良好。無論是水下航行，還是水上航行，都具有較好的航向穩定性和機動性。
整個艇體由雙層耐壓隔壁分成兩個水密艙，這樣布置可使艙室空間得到充分合理的使用，有利於改善艇員的居住條件。
雙層隔壁中間設定有逃生筒，一旦潛艇發生遇難事故，兩個水密艙的艇員可迅速撤到雙層隔壁內，通過逃生筒實施水下脫臉。
該級艇使用低轉速5葉螺旋槳，可有效減少紊流和空泡。尾部裝有X形操縱面，指揮台圍殼上裝有2個首操縱面。4個尾操縱面由備有計算機的控制台實施監控。由於操縱面之間不存在任何機械或電氣連線，從而使該級艇具有極好的操縱性與安全性。
4．隱蔽性好
隱蔽性好也是“哥特蘭”級潛艇的主要特點之一。該級艇的所有重要設備均安裝有減振裝置。重要艙室也採取了隔振措施。例如，整個指揮控制室、艇員居住室以及推進系統控制中心等艙室均通過橡膠隔振器與艇體相連線。這樣既可使重要的設備和艙室儘量避免艇外巨大衝擊力(如爆炸衝擊、水壓衝擊等)的破壞與干擾，又能降低艇內輻射噪聲的傳遞。
另外，該級艇裝有3維自動控制消磁系統，將磁信號特徵降到最低程度。上述措施大大提高了潛艇的隱蔽性。
瑞典海軍把現代最新技術與高效低耗融為一體，把最先進的作戰系統和AIP系統相結合，使該級艇成為目前世界上最先進的常規潛艇之一。
瑞典是一個潛艇建造國，也是一個潛艇出口國。80年代中期，瑞典考庫姆公司以其正確的競爭策略與明顯的技術優勢，贏得了為澳大利亞海軍設計與建造6艘471型潛艇的契約。如今他們把希望寄托在“哥特蘭”級潛艇上。因為該級艇具有普通柴-電潛艇所不具備的突出優點，所以世界各國海軍正密切注視著發展動向，有些國家表現出濃厚的興趣，有些國家表示了訂購意向。