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前衛級核潛艇:英國“威懾”力量的中流砥柱
前衛級(Vanguard Class)是英國皇家海軍服役中的核動力彈道導彈潛艇(SSBN)。該級潛艇于 1994 年作為三叉戟(Trident)核導彈計劃的一部分投入使用。全級共四艘,分別為:前衛號(Vanguard)、勝利號(Victorious)、警惕號(Vigilant)和復仇者號(Vengeance)。這些潛艇于 1986 年至 1999 年間在巴羅因弗內斯(Barrow-in-Furness)由維克斯造船與工程公司(現隸屬于 BAE 系統公司)建造。
四艘潛艇的母港均設在克萊德海軍基地(HM Naval Base Clyde),位于蘇格蘭格拉斯哥以西 40 公里(25 英里)處。自 1998 年 3 月英國皇家空軍退役了 WE.177 自由落體式熱核武器以來,前衛級潛艇便成為了英國核武器的唯一投放平臺。每艘潛艇最多可裝備 16 枚 UGM-133“三叉戟 II”導彈。該級潛艇計劃從 2030 年代初開始由無畏級(Dreadnought Class)潛艇取代。
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四艘前衛級潛艇是英國核武器的唯一平臺。
研發背景
冷戰期間,英國將軍事威懾蘇聯作為首要任務。鑒于英國地理國土狹小且距離蘇聯較近,這是一個巨大的挑戰。雖然美國擁有陸基、空基和海基的“核三位一體”力量,但這三種選擇對英國而言并非全部有利:
- 陸基導彈井: 過于脆弱,極易受到攻擊。
- 戰略核轟炸機: 反應時間過長,緊急升空所需時間太多。
因此,海基威懾成為了英國核威懾的主要模式,其最終成果便是前衛級潛艇。
這一進程始于 1960 年代末。當時英國運行著四艘決心級(Resolution Class)潛艇,每艘裝備 16 枚美國制造的 UGM-27“北極星”導彈。這些導彈是根據 1963 年《北極星導彈銷售協議》提供給英國的,該威懾系統被稱為“英國北極星導彈計劃”。
1980 年代初,英國政府開始研究更換決心級潛艇及“北極星”導彈的方案,因為兩者都將在十多年后達到服役壽命的終點。1980 年 1 月 24 日,英國下議院以 308 票對 52 票的支持率通過了政府政策,決定維持獨立的核威懾力量。研究的方案包括:
自主研制彈道導彈: 盡管英國自 1960 年代以來就缺乏該領域的研發能力,但這被認為“并非不可能”。然而,這種方式造價極高、充滿不確定性,且無法在規定時間內交付。因此,該方案被認為“缺乏吸引力”。
保留“北極星”導彈但配備新型潛艇: 該方案的“初始資本成本”較低,但在性能和可靠性方面不足。此外,結論認為任何初始資金的節省都會在 1990 年代之后消耗殆盡,因為維護一套僅由英國單獨使用的定制化導彈庫存成本極高。
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“北極星”(Polaris)導彈
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英國首相 Margaret Thatcher 與美國總統 Jimmy Carter。1980年7月10日,當時的首相撒切爾夫人致信美國總統吉米·卡特,請求購買“三叉戟I型”(Trident I)導彈,并以1963年的“北極星”導彈銷售協議為基礎。
歐洲方案以及美國的 UGM-73“海神”(Poseidon)導彈也曾被納入考慮范圍,但最終因性能、成本和不確定性等原因被否決。最受青睞的方案是 UGM-96“三叉戟 I”(Trident I),它不僅極具成本效益——因為美國也將大規模裝備該型導彈——而且在應對蘇聯反彈道導彈防御系統(ABM)方面,能提供最佳的整體長期性能保障。
隨后,1980年7月10日,時任英國首相瑪格麗特·撒切爾致信美國總統吉米·卡特,請求以1963年《北極星導彈銷售協議》為基礎購買“三叉戟 I”導彈。1980年7月15日,英國政府正式推進購買美制“三叉戟 I”(C-4)彈道導彈,用于其新型潛艇。該導彈被認為性能可靠,能夠摧毀敵方深埋地下的導彈井和加固工事。
然而,隨著美國 UGM-133“三叉戟 II” 導彈項目的加速推進,撒切爾夫人在1982年再次致信美國總統羅納德·里根,請求允許英國轉為獲取“三叉戟 II”(D5)導彈系統。兩國隨后于1982年3月達成協議,根據該協議,英國支付了5%的研發費用貢獻金。
設計與建造
前衛級潛艇由英國國防部于1980年代初設計,這是國防部最后一次作為英國皇家海軍戰艦設計權的執行者。隨后,設計導圖被提供給位于巴羅因弗內斯的維克斯造船與工程公司(VSEL,現為 BAE 系統海事潛艇部)進行詳細設計開發。
該級潛艇從設計之初就是為了作為核動力彈道導彈潛艇(SSBN)使用,并具備搭載 UGM-133“三叉戟 II”導彈的能力。因此,其導彈艙基于美國俄亥俄級(Ohio Class)潛艇使用的相同系統。這一需求導致前衛級的設計尺寸顯著增大,排水量比此前裝備北極星導彈的決心級翻了一番。其水下排水量接近 15,900 噸,是皇家海軍有史以來建造過的最大潛艇,也是目前皇家海軍在役的第三大艦艇。
盡管尺寸大于被取代的決心級,但前衛級在巡航時的乘員數量更少(由149人降至132人)。艦員通常由14名軍官和121名士兵組成,總人數在132至135人之間,負責管理潛艇的各類系統。
盡管冷戰已經結束且戰略任務有所減少,但前衛級仍然處于嚴密的保密之中,其武器系統和巡航細節均屬高度機密。
前衛級的設計非常精煉,外觀呈現傳統的圓柱形。指揮塔圍殼(Sail)位置靠前,三叉戟導彈發射管緊隨其后,安裝在平坦的上層建筑突出部內。水平舵也位于船體側面靠前的位置,在指揮塔前方,明顯地固定在上層建筑的平坦結構點上,這使得前衛號在浮出水面時外觀頗具威懾力。船體整體形狀在首部呈現鈍錐形,尾部則大幅收縮,以容納單軸螺旋槳和垂直方向的尾舵(上下各一)。
覆蓋潛艇表面的聲學消音瓦旨在吸收來自內部和外部的聲音,既能掩蓋潛艇自身的噪音,也能吸收其他艦船探測潛艇時發出的聲波。
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“前衛”級(Vanguard-class)潛艇的設計外觀。
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“前衛”級中的 HMS Vigilant 潛艇上的寢艙。
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“前衛”級潛艇上的廚房。
前衛級潛艇配備了 16 具彈道導彈發射管。然而,根據 2010 年的《戰略防御與安全審查》,皇家海軍僅在其中 8 具發射管中裝填“三叉戟 II”(Trident II)潛射彈道導彈,每枚導彈最多可攜帶 8 枚核彈頭。
除了導彈管外,該級潛艇還配備了 4 具 21 英寸(533 毫米)魚雷發射管,并攜帶“旗魚”(Spearfish)重型魚雷,使其能夠攻擊最遠 65 公里(40 英里;35 海里)范圍內的水下或水面目標。艦上還安裝了兩具 SSE Mark 10 發射器,用于投放 2066 型和 2071 型誘餌彈,并攜帶了 UAP Mark 3 電子支援措施(ESM)攔截系統。
在聲吶系統方面,該潛艇搭載了泰雷茲水下系統(Thales Underwater Systems)2054 型復合聲吶。2054 型是一個多模式、多頻段系統,整合了以下組件:
- 2043 型: 安裝在艦殼上的主動/被動搜索聲吶。
- 2082 型: 被動攔截與測距聲吶。
- 2046 型: 在極低頻段運行的拖曳陣列聲吶,提供被動搜索能力。
目前已知皇家海軍正在對其聲吶進行改裝,通過商業現成技術(COTS)引入開放式架構處理能力。
在導航與搜索方面,該潛艇利用 1007 型 I 波段導航雷達提供能力,并計劃配備全新的通用戰斗系統(Common Combat System)。艦上裝有兩部潛望鏡:CK51 型搜索潛望鏡和 CH91 型攻擊潛望鏡。除傳統光學設備外,兩者均配有電視和熱成像攝像頭。最初專為前衛級開發的潛艇指揮系統(SMCS)后來也被應用到了特拉法加級(Trafalgar Class)潛艇上。
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“警惕號”(HMS Vigilant)裝備有:4 具 21 英寸(533 毫米)魚雷發射管,用于發射“旗魚”(Spearfish)重型魚雷;16 具彈道導彈發射筒,用于攜帶 16 枚洛克希德“三叉戟 II” D5 潛射彈道導彈(SLBM),最多可攜帶 48 枚核彈頭。圖中為戰略導彈官本森中尉(Lt Benson)在導彈艙內的合影。
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“警惕號”指揮官丹尼爾·馬丁(Daniel Martyn)身處控制室的灰色保險柜旁,該保險柜內還有一個內部保險柜,只有指揮官和副艦長(Pejabat Eksekutif)才能開啟。保險柜中存放著現任英國首相的信函(即“最后手段之信”),其中包含了在英國遭受核攻擊時必須遵循的指導和命令。
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此外,還有在核導彈發射最終階段使用的戰術觸發裝置(Pemicu Taktis)。
為前衛級(Vanguard Class)設計的全新勞斯萊斯(Rolls-Royce)PWR 2 型壓水反應堆,其使用壽命是前代型號的兩倍。據估計,前衛級潛艇在無需更換燃料的情況下可繞地球航行 40 圈。此外,在長期的翻修大修期間,每艘潛艇都安裝了 “Core H” 堆芯,確保該級潛艇在剩余服役期內無需再次更換燃料。
該反應堆驅動兩臺通用電氣(GEC)蒸汽輪機,并連接單軸泵噴射推進器,使潛艇的最大潛航速度超過 25 節(46 公里/小時;29 英里/小時)。其水面航速在多數出版物中均未披露,很可能在 12 至 15 節之間。
輔助動力由一對 6 兆瓦(MW)的蒸汽輪發電機提供,由 WH Allen 公司(后更名為 NEI Allen、Allen Power & Rolls-Royce)供應;另配有兩臺 905 千瓦(kWb)的帕克斯曼(Paxman)柴油發電機作為備用電源。
這艘長達 150 米的巨型潛艇在執行任務時極度安靜且無法被追蹤,常年在世界各大洋 250 米以下的深度執行巡邏任務。由于具備自主生產水和氧氣的能力,前衛號的航程僅受限于艦上攜帶的食物數量,而非燃料。據估計,依靠艦上攜帶的物資,前衛級的自持力約為 60 天。
在完成最后的堆芯維護后,該級潛艇在其壽命期內無需再進行反應堆保養。得益于其核動力系統,前衛級擁有幾乎無限的航程,在約 20 年甚至長達 30 年的使用壽命中表現出卓越的耐用性——盡管在實際運行中每 10 年會進行一次燃料更換。
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前衛級(Vanguard Class)“勝利號”(HMS Victorious)潛艇內部。
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位于巴羅因弗內斯(Barrow-in-Furness)的德文郡船塢大廳(Devonshire Dock Hall)是一座占地 25,000 平方米(270,000 平方英尺)的室內造船綜合設施。由于前衛級潛艇巨大的尺寸,該大廳于 1982 年至 1986 年間專門為建造這些潛艇而興建。
與此同時,由于前衛級(Vanguard Class)潛艇巨大的尺寸,位于巴羅因弗內斯(Barrow-in-Furness)的德文郡船塢大廳(Devonshire Dock Hall)于 1982 年至 1986 年間專門為建造該級潛艇而興建。從 1985 年開始,位于法斯蘭(Faslane)的克萊德海軍基地(HMNB Clyde)和庫爾波特皇家海軍軍械庫(RNAD Coulport)為了籌備前衛級潛艇及三叉戟 II(Trident II)導彈項目,進行了大規模的重建。羅賽斯(Rosyth)造船廠也經歷了重大改造。這些工程涵蓋了“武器處理、儲存、加工、泊位、碼頭、工程、培訓和改裝設施”的升級,估計成本達 5.5 億英鎊。
根據合同,“前衛號”(HMS Vanguard)于 1986 年 5 月 30 日向坎布里亞郡巴羅因弗內斯的維克斯造船與工程有限公司(Vickers Shipbuilding and Engineering Ltd,后更名為 BAe 系統海事部,再后為 BAe 系統潛艇部)訂購。1986 年 9 月 3 日,撒切爾首相在德文郡船塢大廳為首艦“前衛號”(成為皇家海軍第 11 艘沿用“前衛”之名的艦艇)鋪設龍骨。“前衛號”于 1992 年下水,并于 1993 年正式服役。1992 年曾發生過關于是否應取消第四艘潛艇“復仇者號”(Vengeance)的爭論;然而,國防部最終于 1992 年 7 月下令建造,該艦于 1999 年正式服役。
核彈頭
英國的核武器由英國原子武器機構(AWE)設計和研發。前衛級潛艇最初具備在隨時待命狀態下部署最多 192 枚獨立可調靶重返彈頭(MIRV)的能力。然而,根據 1998 年《戰略防御審查》的決定,這一數量減少到 48 枚彈頭,且發射準備時間從“幾分鐘”降至“幾天”。隨后,英國持有的彈頭總數減少到約 200 枚,配備總計 58 枚三叉戟導彈。
2010 年的《戰略防御與安全審查》進一步削減了這一數字,規定未來潛艇出海時僅攜帶總計 40 枚彈頭,且導彈載荷減至 8 枚(而非最大可能的 16 枚)。作戰可用的核彈頭數量將從“少于 160 枚”減至“不超過 120 枚”,英國的核武器總庫存將不超過 180 枚。
2021 年 3 月 16 日,首相鮑里斯·約翰遜發布了政府的 10 年計劃,旨在增加國際貿易并在全球范圍內部署軟實力,目標是打造“全球化英國”(Global Britain)。在一份題為《競爭時代下的全球化英國》的文件中,該計劃將皇家海軍三叉戟潛艇上的核彈頭數量上限從 180 枚提高到 260 枚。文件還承諾維持一支由四艘核潛艇組成的艦隊,以確保英國始終能有一艘潛艇在海上執行任務。
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前衛級潛艇導彈艙。在一份題為《競爭時代下的全球化英國》(Global Britain in a competitive age)的文件中,該計劃將英國皇家海軍三叉戟潛艇上的核彈頭數量上限從 180 枚提高到 260 枚。
支持設備
電子戰系統 前衛級潛艇配備了兩具 SSE Mark 10 發射器,用于投放 2066 型和 2071 型誘餌彈。潛艇的電子支援措施(ESM)攔截系統是由泰雷茲防御公司(Thales Defence)提供的 UAP Mark 3。
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前衛級核動力潛艇控制室
傳感器系統
前衛級潛艇配備了泰雷茲水下系統(Thales Underwater Systems)2054 型復合聲吶系統。2054 型是一個多模式、多頻段套件,包含了 2046、2043 和 2082 型聲吶系統。
2006 年 9 月,洛克希德·馬丁英國公司(Lockheed Martin UK)獲得了一項為期七年的合同,用于升級 2054 型聲吶系統。此次升級包括使用 COTS(商業現成技術)的開放式架構處理,其基于自 1998 年起就在美國海軍服役的 ARCI(聲吶快速 COTS 插入)模型。升級后的系統于 2009 年投入使用。
前衛級配備的拖曳陣列聲吶裝置為 2046 型,它提供被動搜索能力并在極低頻段運行。2043 型是安裝在艦體上的主動和被動模式搜索聲吶,而 2082 型聲吶則提供被動攔截和遠程測距能力。
2008 年 9 月,英國國防部授予了價值 1.34 億英鎊的十年期合同第二階段,用于支持英國皇家海軍所有主要聲吶系統的在役維護。合同總價值約為 2.3 億英鎊。
該級潛艇配備了由泰雷茲光電公司(Thales Optronics,前身為 Pilkington)提供的 CK51 型搜索潛望鏡和 CH91 型攻擊潛望鏡。這些潛望鏡除光學設備外,還包括電視攝像機和熱成像儀。所有上述水面傳感器都集成在潛艇圍殼(Fin)內的獨立屏蔽桅桿中。潛艇的導航雷達是由 Kelvin Hughes 提供的 1007 型 I 波段雷達。
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“前衛”級(Vanguard-class)核動力潛艇的聲吶探測室。
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英國首位女性潛艇艇員 Alexandra Olsson 中尉在控制室內。
推進系統
“前衛”級潛艇的主要核動力推進系統基于 Rolls-Royce 第二代 PWR2 型壓水反應堆(Pressurized Water Reactor 2),該反應堆是專門為“前衛”級研發的。
當前一代 PWR 反應堆可使潛艇在無需補充燃料的情況下繞地球航行約20圈,而更新一代的 PWR 技術則可讓潛艇繞地球航行約40圈而無需換料。
其他主要動力設備包括兩臺 GEC 蒸汽渦輪機,以及一根配備泵噴推進器(pump-jet propulsor)的傳動軸。此外,艇上還裝備兩臺 Paxman 柴油交流發電機,以及兩臺由 WH Allen 制造的渦輪發電機。
該推進系統使“前衛”級潛艇的最大水下航速達到25節(46公里/小時;29英里/小時)。
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“前衛”級潛艇推進系統可使艦艇達到25節(46公里/小時;29英里/小時)的最大潛航速度。
武器系統
三叉戟(Trident)核導彈 英國國防委員會概述了三叉戟導彈系統的優勢,并表示:“與北極星導彈一樣,我們的作戰獨立性可以保持不受干擾。在與美國系統保持最大程度通用性方面存在巨大的財務優勢,特別是考慮到其自身導彈采購的高技術含量、大規模以及我們長期高效合作的經驗。”
另一個主要優勢與成本有關:由于美國承擔了大部分研發費用,英國的成本將更低。“此外,采用已經研發并經過測試的美國系統,使得獲取信息的成本比需要進一步研發的系統更低。”
三叉戟導彈由洛克希德·馬丁空間與導彈公司(Lockheed Martin Missiles and Space)制造。該導彈可攜帶多個獨立可調靶重返大氣層載具(MIRV),每個彈頭的威力在 100kt(千噸級)至 120kt 之間。相比之下,美國在二戰中對日本使用的兩枚核武器威力“僅為” 15 和 20 千噸,這使得“三叉戟 II”的威力遠超前者。
載彈量與限制: “三叉戟 II”導彈最多可攜帶 12 枚 MIRV,但《第一階段削減戰略武器條約》(START I)將其限制為 8 枚。前衛級潛艇的導彈系統包含 16 具發射管,其設計基于美國海軍俄亥俄級潛艇使用的 24 管設計。
英美差異: “三叉戟 II D5”導彈由美國的洛克希德·馬丁公司制造,但英國導彈使用的是其自行研制的不同重返載具。英國導彈不受核軍控條約限制,每枚導彈最多可攜帶 12 枚彈頭。
維護與研發: 導彈的維護在美國進行。然而,位于奧爾德馬斯頓(Aldermaston)的英國原子武器機構(AWE)負責所有彈頭的設計、建造、安裝和維護。
部署規格: 前衛級潛艇有能力容納 192 枚核彈頭,但皇家海軍最初被限制不得攜帶超過 96 枚。在戰略防御審查期間,這一數字進一步減至 48 枚。前衛級配備的 D5 導彈每枚最多攜帶 4 枚彈頭;1999 年宣布每艘潛艇最多攜帶 48 枚彈頭。
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三叉戟彈道導彈簡圖。
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前衛級潛艇試射“三叉戟 II”導彈。
英國皇家海軍已將“三叉戟”導彈的庫存從 200 枚削減至 160 枚。盡管英國國防部拒絕評論潛艇巡航時部署的導彈數量,但已暗示目前部署的導彈僅攜帶單枚彈頭,其威力可能在千噸級范圍內。
“三叉戟 II”(Trident II)是一款三級固體燃料超音速導彈,重量為 59,000 公斤。美國海軍公布的 D5 型射程為“大于 7,360 公里”,但據信根據載荷組合的不同,其射程最高可達 12,000 公里。目標的打擊精度由圓概率誤差(CEP)衡量,即一半彈頭落點所處的圓半徑。“三叉戟 II”采用的 Mark 6 引導系統結合了慣性制導與天文星光校正技術,其 CEP 達到 120 米。
導彈通過高壓氣體從潛艇中彈出,到達水面后,第一級火箭發動機會自動點火。導彈的慣性制導系統隨后計算飛行軌跡和引導方向。在第三級火箭發動機分離后,彈頭載具通過天文觀測確認位置,并操縱至預定點,釋放彈頭自由落體擊中目標。截至 2009 年 7 月,“三叉戟 II D5”自 1989 年推出以來已連續成功完成 127 次飛行測試。根據與皇家海軍簽署的一項價值 2,130 萬美元的合同,洛克希德·馬丁公司在 2009 年 4 月 1 日至 2010 年 3 月 31 日期間為三叉戟導彈系統提供技術服務。
魚雷系統
前衛級配備了 4 具 533 毫米口徑的魚雷發射管,并搭載了如“虎魚”(Tigerfish)和“旗魚”(Spearfish)等先進戰術武器系統。
“虎魚”魚雷: 根據原始配置,其最大射程在 13 公里至 29 公里之間(取決于所采用的尋標器配置),最大下潛深度為 442 米。該魚雷已于 2004 年從皇家海軍退役。
“旗魚”魚雷: 由 BAE 系統公司供應,是一款采用有線導引并具備主動/被動尋標功能的重型魚雷。其最高航速可達 102 公里/小時(55 節)。在低速模式下射程為 54 公里(30 海里),高速模式下射程為 26 公里(12.5 海里)。該魚雷長 7 米(23 英尺),直徑 533 毫米(21 英寸),重 1,850 公斤(4,075 磅),攜帶 300 公斤(660 磅)重的彈頭。
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24 型“虎魚”(Tigerfish)重型魚雷。
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由 BAE 系統公司供應的“旗魚”(Spearfish)魚雷。
前衛級潛艇改裝為母艦潛艇的構想
英國皇家海軍正在探索包括部署“母艦潛艇”在內的未來場景。這類潛艇可作為無人水下航行器(UUV)資產網絡的核心節點。雖然現有的及計劃中的攻擊型核潛艇,如機敏級(Astute Class)和 SSN(R)(機敏級繼任者),可以執行此類任務,但另一種可能性也值得探討,且至少在理論層面已經存在。
到 2040 年,四艘前衛級(Vanguard Class)彈道導彈核潛艇預計將被無畏級(Dreadnought Class)取代。屆時,前衛級可以進行改裝,以執行母艦潛艇的任務。類似于美國海軍俄亥俄級(Ohio Class)潛艇向巡航導彈核潛艇(SSGN)的轉型,改裝后的前衛級也能具備強大的對陸攻擊能力。
這一概念出現在 2020 年 12 月“海事企業規劃組下屬水下作戰部”(Maritime Enterprise Planning Group Underwater Warfare)的一份非機密演示文稿中。雖然該文件目前已無法在線獲取,但最初由《Naval Technology》進行了報道。英國皇家海軍的文件將其描述為“半自主母艦潛艇”,此類潛艇將發射 UUV 以執行“對不可達區域的調查”。
目前這仍處于假設階段。屆時這些潛艇將處于高齡狀態,但其實際服役年限與美國海軍改裝后的俄亥俄級相當。此外,它們屆時可能需要進行反應堆燃料更換。由于其“Core-H”堆芯設計初衷是無需更換燃料,這在技術配置上增加了復雜性,但并非不可實現。下文概述的是一種中等成本的改裝方案,相比為了執行此類任務而額外建造 SSN(R) 潛艇,該方案的成本仍然更低。
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前衛級(Vanguard Class)母艦潛艇概念
除了大修中預期的內部系統常規現代化升級外,此類改裝將主要涉及導彈艙,并對其進行廣泛的改動。
導彈武器系統: 在十六個導彈發射管中,前六個將被保留并改造為垂直發射導彈用途。根據美國俄亥俄級(Ohio Class)改裝的經驗,每個三叉戟導彈管可容納 7 枚戰斧巡航導彈。英國甚至可以獲取當時即將退役的俄亥俄級戰斧發射系統,或者以極小的工作量進行仿制。這些發射管還可以攜帶演示文稿中提到的未來精確打擊導彈,以及為美國海軍機敏級(Virginia Class)潛艇開發的潛在新武器,預計包括高超音速助推滑翔導彈。總體而言,母艦潛艇的這六個發射管將兼容為弗吉尼亞載荷模塊(VPM)開發的所有載荷。因此,英國皇家海軍可以沿用現有系統。保留六個三叉戟導彈管將可裝載 42 枚戰斧級別大小的導彈,這是俄羅斯海軍亞森-M級(Yasen-M Class,即北約代號 SEVERODVINSK-II)巡航導彈核潛艇載彈量的十倍。此外,魚雷艙(正式名稱為武器儲存艙,非正式稱為“彈藥庫”)仍可攜帶魚雷,也可能攜帶戰斧導彈等。
無人系統與 UUV: 在剩余的三叉戟導彈發射管后方是攜帶 UUV(無人水下航行器)的空間。兩個尺寸適中的“水族箱”(海洋接口)將安裝在船體上方的外殼下。這將允許同時釋放或回收一個或多個 UUV。它們將與主船體連接,以便在艇上對 UUV 進行儲存和維護。此次改裝將允許大量儲存小型 UUV(尺寸約為現有的 REMUS 600 型)。此外,還可以操作對環境研究(洋流、鹽度等)極具價值的水下潛滑器以及無人機群。這些無人機可能是多旋翼類型,體積遠大于魚雷管所能發射的尺寸。較小的 Outrider 型無人機也可以發射。
特種作戰支持: 連接 UUV 接口與船體的通道還可以作為潛水員的減壓艙,并作為安裝在外殼上的干甲板掩體(DDS)的連接點。這將允許攜帶一些較大的 UUV 或 SDV(蛙人運載器)。該艦可攜帶兩部 SDV,是機敏級潛艇容量的兩倍。在這種方案中,連接通道還可作為潛水員減壓用的高壓艙。
更換計劃
前衛級潛艇最初設計的服役期限為 25 年,因此該級的首艦已接近計劃壽命的終點。據估計,該級潛艇在無需大修的情況下可運行至 2019 年。
- 2006 年 12 月 4 日: 首相托尼·布萊爾(Tony Blair)透露計劃耗資高達 200 億英鎊建造新一代彈道導彈核潛艇以取代前衛級。為了降低成本并展示英國對《不擴散核武器條約》的承諾,布萊爾建議將潛艇數量從四艘減至三艘,同時將核彈頭數量減少 20% 至 160 枚。
- 后續討論: 英國首相戈登·布朗(Gordon Brown)曾向聯合國大會表示,英國準備減少一艘前衛級潛艇,使總數降至三艘,以此鼓勵其他核武器國家走向無核世界。2009 年 23 月 23 日,戈登·布朗確認削減至三艘潛艇的方案仍在考慮中。
- 2011 年 2 月: 國防大臣利亞姆·福克斯(Liam Fox)表示,如果英國要維持可信的核威懾力量,仍然需要四艘潛艇。
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旨在取代前衛級(Vanguard Class)的無畏級(Dreadnought Class)彈道導彈核潛艇(SSBN)將整合多項先進特性。其中包括采用全新多層消音降噪技術的隱身特性,以及內置式外殼設計。
2011年5月18日,英國政府批準了建造四艘新一代潛艇的初步評估階段,為訂購長期備件及未來啟動主體建設掃清了道路。這一新級別潛艇現被稱為“無畏級”,將沿用現有的“三叉戟 II”導彈,并整合全新的“PWR3”核反應堆以及為英國皇家海軍機敏級(Astute Class)核動力攻擊潛艇所開發的技術。
2016年7月18日,英國下議院就三叉戟更新計劃舉行投票,決定英國應繼續建造下一代潛艇。該動議以472票贊成、117票反對的顯著多數獲得通過。國防部預計,在35年內,更換潛艇的建造、測試和部署成本為310億英鎊(外加100億英鎊的應急基金),約占政府每年支出的0.2%,或國防支出的6%。首艦建設于2016年開始,預計新艦隊最早將于2028年開始服役,并確保在2030年代投入使用。計劃建造4艘無畏級潛艇,以“1比1”的方式替換前衛級。不過,新潛艇將僅攜帶12枚“三叉戟 II”彈道導彈。無畏級還將使三叉戟計劃的壽命至少延長至2060年代。屆時,三叉戟導彈將服役長達70年——對于一款在20世紀80年代末開發的導彈來說,這表現相當不錯。
作戰服役狀況
“前衛號”(HMS Vanguard)于1993年8月14日在戴安娜王妃的見證下正式服役,并于1994年12月投入運營。首任艦長為大衛·拉塞爾(David Russell),建造期間的高級工程官為詹姆斯·格蘭特(James Grant)海軍中校(獲授 OBE 勛銜)。自那時起,該艦就駐扎在法斯蘭(Faslane)的克萊德海軍基地(HMNB Clyde)——這是皇家海軍三大基地之一。
法斯蘭基地最著名的兩項附屬設施是:
- 封閉式升船機: 旨在將潛艇吊離水面,以便進行日常維修和保養。
- 發電設施: 其發電能力足以服務一座擁有2.5萬人口的城鎮。
1994年9月,在對流程和各種評估技術進行了廣泛的正式審查后,英國所有岸基設施均獲得了支持“三叉戟 II (D5)”項目的認證。每艘前衛級潛艇的設計初衷是每八到九年進行一次大修。在三叉戟項目啟動約14年后,首艦“前衛號”于1994年12月準時投入運營。“勝利號”(HMS Victorious)延續了這一成就,于1995年12月進入服役。第三艘三叉戟潛艇“警惕號”(HMS Vigilant)于1996年11月2日在巴羅服役。1997年底,“警惕號”從庫爾波特(Coulport)核武器庫駛出,滿載了三叉戟導彈和核彈頭。在測試期間,“警惕號”于1997年10月試射了兩枚導彈,隨后在11月19日至12月3日期間重新裝載導彈,并在庫爾波特為導彈加裝了核彈頭。經過1997年12月5日的最終檢查后,該潛艇正式投入運營。
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“前衛號”(HMS Vanguard)于 1993 年 8 月 14 日在威爾士王妃戴安娜的見證下正式服役,并于 1994 年 12 月投入使用,首任艦長為大衛·拉塞爾(David Russell),建造期間的高級工程官為詹姆斯·格蘭特(James Grant)海軍中校(獲授 OBE 勛銜)。
“復仇者號”與戰略轉型
英國第四艘也是最后一艘三叉戟(Trident)潛艇“復仇者號”(HMS Vengeance)于 1998 年 8 月 22 日在坎布里亞郡巴羅因弗內斯(Barrow-in-Furness)造船廠下水,并于 1999 年 11 月 27 日在同一地點的 GEC 海事(原 VSEL)造船廠正式加入皇家海軍序列。
自 1995 年 1 月起,三叉戟潛艇開始承擔次要的“亞戰略”角色,部分導彈僅攜帶一顆核彈頭。在測試期間,備勤潛艇可攜帶 11 枚配備 8 顆彈頭的導彈、4 枚各配備 1 顆彈頭的導彈,以及活動惰性導彈(Active Inert Missiles)。
1996 年發生了重大的戰略轉型,“勝利號”(HMS Victorious)開始攜帶三叉戟潛艇潛射彈道導彈(SLBM)執行巡邏,標志著從“北極星”導彈系統向“三叉戟”系統的過渡。隨著 1998 年英國皇家空軍根據《戰略防御審查》退役了 WE177 型核彈,“三叉戟潛艇艦隊”成為了英國核威懾力量的唯一組成部分。
項目成本與運營
總成本: 按 1996-97 年的匯率計算,“三叉戟潛艇艦隊”的總耗資約為 125.7 億英鎊(按實際價格計算,比 1982 年的最初預估少了約 36 億英鎊)。
年運營費: 該集團的年度運營費用據報道接近 2 億英鎊。
費用構成: 預估支出涵蓋了人工及相關費用、潛艇維修、儲存與運輸費用、岸上設施的部分運營成本、原子武器制造的部分費用、潛艇及其武器系統的在役支持,以及退役和拆解費用。
目前,通常有一艘前衛級潛艇處于值班巡邏狀態,同時保持一艘備勤潛艇待命。
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隨著英國皇家空軍于 1998 年根據《戰略防御審查》退役了 WE177 型核彈,“三叉戟(Trident)潛艇艦隊”最終成為了英國核威懾力量的唯一組成部分。
前衛號(HMS Vanguard)的大修與事件
2002 年 2 月,“前衛號”抵達德文港(Devonport)海軍基地,開始為期兩年的大修,其中包括安裝新的反應堆堆芯,該工程于 2005 年 1 月完工。在完成包括三叉戟 II D5 彈道導彈試射在內的海試后,該潛艇已重新回歸艦隊服役。
在此次大修期間,曾有兩名反核抗議者非法登上“前衛號”并在艇上逗留了半小時才被攔截。他們因切斷并損毀圍欄以進入潛艇區域而遭到起訴。
基礎設施與大修計劃
與此同時,2001 年建成了一個新的干船塢,專門用于維修“前衛號”及英國皇家海軍的其他核動力潛艇。2004 年 12 月,德文港管理有限公司(DML)在普利茅斯附近的德文港造船廠完成了前衛級潛艇的首次燃料更換和全面檢修。
DML 公司之所以能擊敗傳統的羅賽斯(Rosyth)造船廠獲得合同,是因為其對 9 號船塢進行了改裝以適應攜帶三叉戟導彈的潛艇,并采用了更先進的技術以確保燃料更換過程中的安全性。
前衛級各艦維護進度
英國各艘潛艇均計劃進行“帶燃料更換的長期大修計劃”(LOP(R)),以更新其作戰能力:
勝利號(HMS Victorious): 2005 年 1 月開始大修,2008 年 7 月完工。經過海試后,于 2009 年 7 月恢復服役。
警惕號(HMS Vigilant): 2008 年 10 月抵達德文港海軍基地進行為期 42 個月的大修,并于 2012 年 3 月重新加入艦隊。
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2002年2月,“前衛號”(HMS Vanguard)抵達德文港海軍基地,開始為期兩年的大修,其中包括安裝新的反應堆堆芯,該工程于2005年1月完工。
2010年12月,巴布科克(Babcock)公司獲得合同,開始規劃“復仇者號”(HMS Vengeance)的維修工作。這是該級別中第四艘在德文港皇家造船廠進行“長期大修及燃料更換”(LOP(R))的潛艇。這次為期42個月的升級將為“復仇者號”提供最新的反應堆堆芯、更換燃料、翻修組件以及升級武器系統。大修預計將在“警惕號”(HMS Vigilant)于2012年完成 LOP(R) 后開始。
2012年3月,國防承包商巴布科克最終簽署了一項價值3.5億英鎊的協議,用于升級“復仇者號”。升級工作將包括設備的全面檢修、提升導彈發射能力以及升級計算機系統,同時也將安裝新的反應堆堆芯。英國國防部表示,這項針對前衛級潛艇的工作將保障巴布科克公司的1,000個工作崗位、普利茅斯其他公司的300個崗位以及其他地區的700個崗位。
2009年2月4日,“前衛號”在大西洋海域與法國潛艇“凱旋號”(Triomphant)發生碰撞。事故造成了結構性損壞,但“前衛號”獲準依靠自身動力返回蘇格蘭法斯蘭(Faslane)進行維修。隨后的聲明指出,碰撞是在低速狀態下發生的,沒有人員受傷。“前衛號”的導彈艙區域外殼受損,需要進行修復。
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位于克萊德海軍基地(HM Naval Base Clyde)潛艇導航團隊培訓設施中的英國皇家海軍成員。
與此同時,在 2007 年時,還無法為四艘前衛級(Vanguard Class)潛艇提供確切的退役日期。正如 2006 年 12 月關于英國核威懾系統未來的白皮書所示,政府認為潛艇的原始設計壽命可以延長約五年,因此第一艘前衛級潛艇將于 2022 年左右停止服役,第二艘則在 2024 年左右,而確定其余兩艘潛艇最佳退役日期的工作也正在進行中。
除了這些彈道導彈核潛艇上的現役反應堆外,自 2002 年以來,蘇格蘭丹雷(Dounreay)的海軍反應堆測試場一直在對同型號的原型反應堆進行測試。其目的是為了幫助評估該級潛艇內部的反應堆堆芯隨時間推移的運行情況。由于該原型堆的運行周期比海軍現役潛艇的同類堆芯長得多,且強度更高,這使得海軍能夠提前識別出堆芯后期可能出現的早期老化或與使用相關的問題。
2012 年 1 月,在該原型堆芯周圍的冷卻水中檢測到了低水平放射性。這種低水平放射性是燃料內部發生核反應的正常產物,但通常不會進入冷卻水。由于水被封鎖在密閉的反應堆回路中,可以確認該密閉回路沒有發生輻射泄漏。獨立的國防核安全監管機構和蘇格蘭環境保護署持續獲知此事。
當首次檢測到冷卻水具有放射性時,作為預防措施,反應堆被關閉。經過調查和一系列試驗,并在獲得相關監管機構的批準后,反應堆于 2012 年 11 月重新啟動。
因此,根據這項測試,海軍必須考慮到一種可能性——無論這種可能性多么渺茫——即這種特殊堆芯設計的有效運行壽命可能沒有此前預期的那么長。這一發現導致“前衛號”(HMS Vanguard)被安排在 2015 年開始的下一次“深度維護期”內(耗時 3.5 年)更換核燃料,并對其他前衛級和機敏級(Astute Class)潛艇實施了緊急應對措施,耗資達 2.7 億英鎊。此事直到 2014 年才向公眾披露。
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英國皇家海軍人員對前衛級(Vanguard Class)潛艇模擬器控制室的火災作出響應。
前衛號(HMS Vanguard)
2015 年 3 月,英國政府決定在“前衛號”計劃內的深度維護期間為其核反應堆更換燃料。這是該潛艇自 1993 年服役以來第二次更換燃料。在經歷了長達近 7 年的漫長維修后,“前衛號”最終于 2022 年 7 月重返現役。2022 年 8 月 16 日,移交儀式在德文港海軍基地舉行,并于 2023 年 5 月 9 日起航出海。
然而,在這次維修中曝出了嚴重的質量丑聞:
“膠水修螺栓”事件: 2023 年 2 月,皇家海軍開始調查一項指控,稱在“前衛號”長達七年的大修期間,反應堆艙室損壞的螺栓僅用膠水簡單修復。
違規操作: 據稱國防承包商巴布科克(Babcock)的工作人員在過度擰緊導致螺栓頭斷裂后,并未更換螺栓,而是直接將斷頭粘了回去。這些螺栓用于固定核反應堆冷卻管道的絕緣層,在反應堆啟動前夕才被發現。
官方回應: 時任國防大臣本·華萊士(Ben Wallace)對此深表不滿,要求舉行會議并確保未來的工作質量。影子國防大臣約翰·希利(John Healey)也強調,國防部必須確保關鍵軍事能力的維護既安全又符合預算。
勝利號(HMS Victorious)
2000 年 11 月,“勝利號”在蘇格蘭克萊德灣的斯凱爾莫利暗沙(Skelmorlie Bank)發生擱淺事故。它是該級潛艇中第二艘進行翻修的,在此期間換裝了 Core H 反應堆堆芯,這確保了它在服役期滿前無需再次更換燃料。
歷史成就: 2008 年完成海試,2009 年恢復巡邏。2013 年,“勝利號”完成了前衛級潛艇自服役以來的第 100 次英國戰略威懾巡邏任務。
海上火災: 2022 年,該艦因電力模塊起火被迫在北大西洋浮出水面。皇家海軍發言人指出,該艦當時并非處于“持續海上威懾”(CASD)巡邏任務中,而是正前往美國參加一系列演習。火災發生后,它返回了蘇格蘭法斯蘭基地。
關于是否為“勝利號”更換燃料的最終決定原定于 2018 年做出,該決定基于對丹雷(Dounreay)實驗反應堆的數據分析以及退役反應堆堆芯的檢查結果。
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勝利號(HMS Victorious)于 2013 年 4 月在蘇格蘭法斯蘭(Faslane)附近。
警惕號(HMS Vigilant)
2002年,“三叉戟犁頭”(Trident Ploughshares)組織的抗議者突破了前衛級核潛艇駐扎地——法斯蘭海軍基地的安全網。兩名抗議者成功在“警惕號”艦體上噴涂了核裁軍運動(CND)標志和“Vile”(邪惡)字樣。
2008年10月11日,“警惕號”抵達德文港(Devonport)進行大修。在耗資3億英鎊的維修工程結束后,它于2012年3月27日重新回歸艦隊。2013年,該艦在時隔三年后再次進行了主武器——“三叉戟 D5”導彈的試射。2016年12月23日,即圣誕節前夕,它圓滿完成了巡邏任務返航。
2017年10月,該艦曝出丑聞:艦長因涉嫌與一名女性船員存在“不正當關系”而被撤職。與此同時,該艦的副艦長也因涉嫌與另一名女性船員存在不正當關系而被解除職務。同月晚些時候,據報道有九名船員因濫用可卡因被開除。
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“警惕號”是英國四艘前衛級核動力彈道導彈潛艇之一,負責攜帶三叉戟核導彈系統。
復仇者號(HMS Vengeance)
2011年3月31日,“復仇者號”在演習中推進器發生堵塞,導致動力下降。隨后,該艦依靠自身動力在水面航行返回法斯蘭海軍基地。根據英國國防部(MOD)的說法,該問題與核系統無關。
2012年,“復仇者號”在普利茅斯附近的德文港海軍基地開始了為期40個月的翻修,包括為反應堆更換核燃料以及更新機械和電子設備。在此期間,其姊妹艦“警惕號”接替了它的巡邏輪換任務。
2015年12月4日,“復仇者號”結束翻修駛離德文港,其位置由“前衛號”接替進行維修。隨后,該艦于2016年1月至6月進行了海試,并在“演示與試航行動”(DASO)期間發射了一枚不帶彈頭的 D5 導彈,以獲取回歸艦隊的資質。盡管導彈發射動作成功,但導彈在飛行過程中發生了故障,導致測試被迫中止。
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復仇者號(HMS Vengeance)于 2007 年返回克萊德海軍基地(HMNB Clyde)。
技術規格
類型: 核動力彈道導彈潛艇(SSBN)
水下排水量: 15,900 噸(15,600 長噸;17,500 短噸)
長度: 149.9 米(491 英尺 10 英寸)
寬度: 12.8 米(42 英尺 0 英寸)
吃水: 12 米(39 英尺 4 英寸)
動力系統
1 × 勞斯萊斯(Rolls-Royce)PWR2 核反應堆
2 × 通用電氣(GEC)渦輪機;功率為 27,500 軸馬力(20.5 兆瓦)
1 × 單軸,泵噴射推進器(Pump-jet propulsor)
2 × 可收縮式輔助推進電機
2 × 艾倫(Allen)渦輪發電機(功率為 6 兆瓦)
2 × 帕克斯曼(Paxman)柴油交流發電機;功率為 2,700 軸馬力(2.0 兆瓦)
速度: 水下航行超過 25 節(46 公里/小時;29 英里/小時)
航程: 僅受食物供應和機械部件壽命限制
乘員: 135 人
傳感器與處理設備
BAE 系統公司 SMCS 戰術數據處理系統
凱文·休斯(Kelvin Hughes)1007 型 I 波段導航雷達
泰雷茲水下系統(Thales Underwater Systems)2054 型復合聲吶套件,包括:
- 馬可尼/費蘭蒂(Marconi/Ferranti)2046 型拖曳陣列聲吶
- 2043 型艦殼安裝式主動/被動搜索聲吶
- 2082 型被動攔截聲吶
皮爾金頓光電(Pilkington Optronics)CK51 型搜索潛望鏡
皮爾金頓光電(Pilkington Optronics)CH91 型攻擊潛望鏡
電子戰與誘餌裝置
兩具 SSE Mk10 發射器,用于發射 2066 型和 2071 型魚雷誘餌
雷卡(Racal)UAP 型被動雷達電子支援措施(RESM)攔截設備
武器裝備
4 × 21 英寸(533 毫米)魚雷發射管,用于發射:“旗魚”(Spearfish)重型魚雷
16 × 彈道導彈發射筒,用于攜帶:8–16 枚洛克希德“三叉戟” II D5(Trident II D5)潛射彈道導彈(每枚導彈最多可攜帶 8 顆核彈頭)
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