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2023/11/13 

武備巡禮

【武備巡禮】日本海自大鯨級潛艦配備潛射魚叉飛彈 具備攻陸能力
進港中的大鯨號潛艦,帆罩上升起新型非貫通式潛望鏡以及代將旗,代表潛水隊群司令1等海佐(上校)乘艦中。(張詠翔攝)
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文:張詠翔

 日本海上自衛隊(簡稱海自)相當重視潛艦戰力,對於秉持「專守防衛」政策的現代日本來說,潛艦可說是最接近戰略性武器的存在,具有相當嚇阻力。四面環海的日本,一旦海上交通線遭到封鎖,賴以生存的資源及貿易往來便會被截斷,因此海自特別著重反封鎖能力,潛艦成為最重要的裝備。

蒼龍級改良版 採用「浮動甲板」

 日本以每年建造1艘的進度為潛艦汰舊換新,以維持22艘現役潛艦編制,而大鯨級(Taigei-class)則是目前最新型的常規動力潛艦,今年10月17日4號艦於川崎重工的神戶工廠正式下水,並命名為「雷鯨號」(JS Raigei, SS-516)。大鯨級改良自前一代的蒼龍級,最大特徵在與蒼龍級的第11號艦凰龍號、第12號艦鬥龍號一樣,以鋰離子電池作為推進動力,不再使用絕氣推進系統(AIP)。

 大鯨級的艦體設計與蒼龍級相當類似,同樣採用雪茄型艦身與X型尾舵,帆罩基座前端也有彎角型整流罩,大鯨級除艦身正面線條較寬扁之外,與蒼龍級外型並不易分辨,可見日本對於潛艦的水下流體動力外形設計與操控模式掌握已相當成熟。

 在內部結構方面,大鯨級比照歐美國家先進潛艦,首次採用「浮動甲板」構造,艦內甲板與外殼之間設有緩衝裝置,藉此達到降低噪音、提升耐衝擊性的效果。海自從蒼龍級開始,採用非貫通式潛望鏡,但仍保留1具傳統光學潛望鏡,而大鯨級則將2具潛望鏡都改成非貫通式的光電感測型。其中1具與蒼龍級同為英國達利思公司(Thales UK)授權日本生產的「非貫通式潛望鏡1型改1」,另外1具裝在帆罩較偏前方的則是三菱電機製造的「光學感測器A型」,鏡頭是由相機大廠尼康(Nikon)負責研製。

 使用非貫通式潛望鏡的優點,在於壓力殼不須挖洞讓潛望鏡通入控制室,可避免結構強度減弱,進而加大潛深限度。此外,控制室配置也不必遷就潛望鏡位置,自由度比較高。大鯨級的控制室中央有2具大型顯示操控臺,分別用來觀看2具潛望鏡取得的畫面,這些影像資訊除了會錄影保存,也能即時共享至其他控制臺,讓更多人員協助掌握海面狀況。

戰情管理智慧化、網路化

 大鯨級的控制室採ㄇ字形配置各席位,包括操舵席在內,全部使用同款戰術顯示操控臺,可依據需求提供各種資訊,操舵席僅於左右多裝兩根搖桿以供操艦。包括聲納、魚雷射控、主水櫃充排水、雷達、電戰等資訊,全都可在各操控臺調出畫面,作業彈性相當高。控制室的後端則是海圖臺,大鯨級使用電子海圖桌,除可顯示海圖,還能將聲納偵獲的目標等戰術情報融入畫面,整體戰情管理系統充分智慧化、網路化,與以往潛艦相比,可說有劃時代進步。

 由於海自已經解除女性自衛官進入潛艦服勤限制,因此大鯨級在設計時便有配置女性專用寢室,最多可容納6名女性人員進駐(左右各1組3層床)。為方便女性人員入浴,淋浴間外也有加裝拉簾,以隔出更衣空間。由於潛艦裝載淡水有限,因此原則上每3天才沐浴 1次。

配備鋰離子電池具優勢

 蒼龍級的1至10號艦採用技術來自瑞典的史特靈主機(Stirling engine)構成AIP系統,雖然可在水下以不仰賴外氣的方式提供動力,節省鉛酸電池電量消耗,但其功率卻很低,只能發揮4至5節潛航速率,若有高速需求,還是得靠鉛酸電池或升起呼吸管啟動柴油主機發電。此外,一旦AIP系統耗盡液態氧與燃料,就得回到基地才能補充,運用彈性較差,使用時機必須審慎判斷。

 有鑑於此,海自便利用充放電特性較佳的鋰離子電池改善問題。鋰離子電池的優點在於能量密度較高,同體積電池可以提供較多電力。另外,由於鉛酸電池是靠電解液的化學反應進行充放電,急速放電時電解液必須花點時間才會達到均衡,因此電壓會迅速降低,對潛艦作戰構成限制,而鋰離子電池則無此問題。

 鉛酸電池的充電電壓必須配合電池溫度進行調整,否則就會產生過多氫氣,造成危險。鋰離子電池則無此擔憂,可全程維持一定電壓進行快速充電,若換用大功率柴油發電機,便可將其潛力發揮到極致。

 在電池維護與壽期方面,鋰離子電池也具備優勢。鉛酸電池為恢復蓄電性能,在停泊期間也要定期實施大量充放電操作,因此常可看到泊港的潛艦從艦艉主機排煙口噴出大量白色水蒸氣(冷卻排煙用)。即便如此,使用鉛酸電池的潛艦,每隔4年仍得更換1次主電瓶,而鋰離子電池不僅維護單純,在海自潛艦約22年壽期當中,也只需更換1次即可。

 雖然蒼龍級的最後2艘成功換用GS YUASA製造的鋰離子電池,但由於艦體基本設計仍維持原樣,因此無法將鋰離子電池的能力作出最大發揮。至於大鯨級則初始就是配合鋰離子電池運用而設計,應用「呼吸管發電系統」研究案的成果,以增大進排氣量的呼吸管搭配新型柴油主機,讓鋰離子電池的快速充放電能力得以全力施展。但由川崎重工負責研製的柴油主機卻沒能趕上造艦期程,因此大鯨級的前3艘仍使用2部蒼龍級的12V25/25SB柴油主機,從4號艦才開始換用新型的大功率25/31柴油主機。

偵測、武器系統更新

 大鯨級的533公厘魚雷發射管比照蒼龍級,以上2下4的方式集中配置於艦艏上半部,但型號換成新型的HU-606。除可以發射89式魚雷,還能使用最新型的18式魚雷以及UGM-84L魚叉Block2潛射型反艦飛彈,其中魚叉飛彈的射程約達250公里,具備攻陸能力。18式魚雷配備聲學影像感測器,藉此增強識別反魚雷誘餌的能力,且在聲響環境較複雜的近岸、淺海區域也能對目標進行偵測與攻擊。此外,它還裝有主動式磁感應近發引信,可配合目標種類在最佳時機引爆,避免受到誘餌干擾。

 大鯨級採用的ZQQ-8整合式高性能聲納系統,由艦艏陣列、艦體側面陣列、艦艉拖曳陣列,以及裝在艦艏上方的反偵測陣列構成。艦艏陣列配合外殼形狀以適形方式配置,側面陣列也加大孔徑尺寸,藉此提高靈敏度。至於拖曳陣列則改用光纖傳輸,以減輕重量、加大傳輸容量,藉此得以延伸陣列長度,增進偵測能力。各聲納取得的資訊會透過演算法自動整合,不僅強化長程偵測能力,且也適用於海底地形充滿礁岩的淺海與近岸區域。

 依據最新版的防衛力整備計畫,海自未來將於潛艦搭載垂直發射系統,以發射新研製的潛射垂發型遠程遙攻飛彈。大鯨級將首艦大鯨號變更為測試艦,專門用來測試新型聲納系統、新型降噪水下發射管等各種裝備,後續艦的建造預算目前編列至8號艦。待新型潛艦發展完成,便會改為生產具備垂直發射能力的後續級別,以進一步強化戰略嚇阻能力。

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