引言

进入21世纪以来，美国战略重心从反恐战略逐渐转变到大国竞争，美国海军作战焦点也从由海向陆演变为海洋控制。同时，将水下战视为实现海洋控制、维持自身优势的关键部分，并将水下战确定为第三次抵消战略的六大颠覆性能力之一。

潜艇自从诞生以来，一直被视为最重要的水下作战平台。目前，美军装备有一支全部由昂贵、先进的核潜艇组成的潜艇战队，水下战实力稳居全球第一。但是，随着装备建设经费持续削减，导致美海军核潜艇数量一减再减，与此同时潜在对手的先进作战潜艇装备技术、数量提升显著，因此，美国海军提出并努力践行海上跨域分布式协同作战，大力发展与之匹配的水下作战力量尤其是潜艇，注重协同、融合，强调隐身、分布、多功能，突出海、陆、空、天、潜跨域体系化作战优势，实现水下作战单向透明，从而保持对潜在对手的绝对优势。

1美国海军核潜艇装备技术现状

美国海军装备三种潜艇：核动力攻击潜艇（SSN），核动力巡航导弹潜艇（SSGN）和核动力弹道导弹潜艇（SSBN）。SSBN执行战略核威慑任务，装备携带多个核弹头的大型、远程战略潜射弹道导弹。SSN和SSGN是多任务舰艇，平时/战时执行各种任务，携带各种常规武器。

1.1弹道导弹核潜艇

美国国防部在《2018年核态势评估报告》指出，弹道导弹核潜艇是三位一体中最具生存能力的一环，在巡逻时，以目前的军事技术几乎无法探测到SSBN，也没有已知的可信手段威胁到SSBN部队的生存能力。因此，美军将SSBN的发展、装备置于美国海军乃至美国国防发展战略中最优先地位。目前，美国海军现装备14艘俄亥俄级SSBN，拟装备12艘下一代哥伦比亚级SSBN。

1.1.1俄亥俄级SSBN

该级艇于1977—1991财年采购，于1984—1997年服役，共服役18艘，使用寿命为42年，见图1所示。

每艘可以携带24枚射程最高可达12000km的三叉戟2D5潜射导弹。因为美俄战略核军备控制限制，目前每艘艇上有四个潜射弹道导弹发射管已经停用，使它们各自可携带的潜射弹道导弹数量减少到20枚，并且最早服役的4艘已经改为巡航导弹核潜艇。俄亥俄级SSBN堪称是冷战时期核能潜艇的代表作。其性能指标数据见表1。

从表1中可见，俄亥俄级SSBN是现役美国排水量最大的潜艇，能够搭载24枚攻击力强大的三叉戟2D5潜射弹道导弹，采用强大的S8G压水反应堆驱动庞大的核潜艇，以满足水下机动需求，并采用先进的艇型设计技术和静音降噪技术，配合美国强大的加工制造能力，打造出当时世界上静音效果最好的SSBN。该级艇的静音性能甚至优于改良型洛杉矶级攻击型核潜艇，在海狼级核潜艇服役前是全世界最安静的核动力潜艇。

1.1.2哥伦比亚级SSBN

首艇将于2021年开工建造，2031年加入美国海军服役，整级艇将一直服役到2085年。该级艇水下排水量20810t，艇长171m，艇体直径13m，采用全电推进方式，艇尾设有喷水推进器，外形见图2所示。

该级艇设计结合了俄亥俄级与弗吉尼亚级核潜艇的先进技术，并在动力推进技术、静音降噪技术、武器系统等方面都将有极大改进。

（1）动力推进技术装备S1B型新型核反应堆。该反应堆以弗吉尼亚级核潜艇装备的S9G反应堆为基础，进一步提升了功率密度，并继承S9G反应堆良好的自然循环能力，降低了中低速航行中的机械噪声。S1B型反应堆堆芯寿命为42年，与艇体同寿，不需要中期更换核燃料，从而大幅降低潜艇全寿期使用成本，进一步提高了哥伦比亚级SSBN的在航率，这也是美国海军用12艘哥伦比亚级SSBN代替14艘俄亥俄级SSBN的基础。

（2）静音降噪技术综合采用多种先进静音降噪技术，以极大地增强自身的生存能力与隐身性，美国海军宣称要将该级SSBN建成有史以来最隐蔽的潜艇。该级艇采用全电推进方式，整个动力传动系统去除了减速齿轮箱、推进轴等复杂的推进轴系部件，有效降低了机械噪声并大幅节约了艇内空间；采用喷水泵推替代了传统的螺旋桨推进，在实现更高的推进效率的同时大幅降低潜艇高速/巡航航行时螺旋桨产生的噪声；并在艇体外壳采用弗吉尼亚级潜艇的消声材料覆层，有效提高静音能力；采用X形尾舵，改进艇体水动力特性，降低阻力、提高机动性的同时提高安静性。

（3）武器系统采用创新的通用导弹舱（CMC）和模块化设计，通过灵活的战斗模块搭配实现作战能力的多元化，提高武器装备的通用性并降低成本。该技术将导弹发射筒与舱段一体化设计，每个导弹舱配备4个发射筒，该级艇搭载4个导弹舱共16个发射单元，除了可以发射三叉戟2D5导弹乃至未来的新一代潜射弹道导弹之外，还可以发射多种有效负载，其中包括潜射常规中程弹道导弹（SLIRBM）、高超声速打击导弹、巡航导弹、无人潜航器、无人机等。这种特性，使得部分SSBN在需要时可改装成SSGN/SSBN多用途艇，既可执行战略巡航任务，也可执行常规快速全球打击任务，还可执行反导、侦察等多重任务，实现战略与战术平台一体化，进一步推动潜艇向多功能化方向发展。该级艇搭载CMC想象图见图3所示。

值得注意的是，该级艇水下排水量超过俄亥俄级，建成后将成为美国建造的最大潜艇，弹道导弹发射管数量却少了1/3，因此能够将更多的吨位用在更先进的隐身技术以及多用途能力上，例如更大的舷侧阵声呐、更强悍的动力设备以及双层减振浮筏技术等，从而能够更好地满足美国战略核威慑需求。

此外，哥伦比亚级SSBN还将采用先进的非穿透式电子潜望镜系统与AN/BGY-1潜艇综合作战系统。事实上，在作战系统、传感器和自卫武器方面，该级艇大部分系统将与弗吉尼亚级通用，在有效提高核潜艇作战指挥控制系统能力的同时大大降低成本。

1.2巡航导弹核潜艇

美军现装备4艘由最早服役的4艘俄亥俄级SSBN改装而来的巡航导弹攻击型核潜艇。改造中，将24个弹道导弹发射筒中的22个改造成为巡航导弹发射筒，每个发射筒可填装7枚战斧式巡航导弹，见图4所示，搭载巡航导弹的数量大幅增加到了154枚。

通过减少配备战斧式巡航导弹，这批SSGN还能搭载新一代的高超声速巡航导弹、中程潜射弹道导弹、无人机、小型空射诱饵弹以及针对反潜侦察和战斗、监视侦察任务、反水雷战而设置的传感器等。另外，美国海军将2个弹道导弹发射筒改造成水流控制腔室，作为特别行动人员的活动舱，艇内亦能多容纳66名执行特别行动的海员或海军陆战队，如海豹部队的队员。在特别行动中，潜艇能够加装先进海豹输送系统（ASDS）。升级过程中加装的通信系统，使这四艘核潜艇成为布置在战略前沿的秘密小型特种行动联合作战指挥中心。

1.3攻击型核潜艇

装备洛杉矶、海狼和弗吉尼亚三级约52艘多用途攻击型核潜艇。这三级核潜艇作战需求明确、技术先进且时代特征鲜明，其性能指标和典型技术/系统见表2所示。

1.3.1洛杉矶级SSN

首艇于1972年开工建造，1976年建成服役，共建造服役62艘，是美国海军也是世界上有史以来建造数量最多的核潜艇，现役约30艘，如图5所示。

该级SSN在航速、静音和潜深方面都有了很大进步，在作战指挥、声呐探测技术/系统方面都达到了世界先进水平。如表2所示，该级艇水下排水量为7124t，采用长寿命自然循环压水反应堆S6G型，输出功率是以往攻击型核潜艇的2倍，在潜艇外形尺寸明显增大的前提下使得水下航速达到61.1km/h，满足了美国海军对该级艇伴随航母战斗群执行护航、反潜的高航速要求。该级艇注重对动力和推进装置进行减振降噪处理，水下噪声值约105~125dB，艇体采用HY-80高强度钢，极限潜深可达530m，隐蔽性大大增强。

该级艇单艇载弹量达到26枚，并从第32艘艇后的31艘潜艇在艇艏部球形阵列声呐后的艇壳外部安装有12个垂直发射单元，可发射战斧巡航导弹，使潜艇武器最大载荷达到了38枚，攻击能力大大加强。

1.3.2海狼级SSN

冷战后期，为美国海军研发列装了海狼级SSN，注重超静音、大潜深、重火力，综合性能极为出色，被公认为世界上最先进的战术核潜艇。艇体呈拉长水滴型，单壳体结构，选用HY100/HY-130高强度钢组合建造，下潜深度超过600m，接近苏联用钛合金打造的阿尔法级攻击核潜艇的下潜深度，是目前美国海军下潜深度最大的潜艇。该级艇指挥塔围壳得到进一步强化，舰艏平衡翼可收缩至舰体，可确保突破北极冰层，如图6所示。

为了执行海洋猎杀任务，海狼级将静音隐身性能置于设计首位，采用了多种静音优化设计。该级艇的指挥塔围壳前方采用弧形填角，以降低水声噪声，艇上装备的S6W型静音核反应堆，使得不需开启循环泵的静音航速增加。同时，所有设备均安装在双层减振浮筏上，隔音效果更佳。 艇体外部覆盖着可减低本身噪声且降低敌方声呐回波的橡胶隔音瓦。取消螺旋桨，采用泵式喷水推进器，进一步降低噪声。此外，舰体接缝、舱盖与水柜开口等也经过精心设计，尽可能简洁平滑，降低流体阻力与噪声。据称，海狼级能以航速37km/h在水下航行，静音水平低至100dB以下，低于海洋背景噪声。 

相较于洛杉矶级，海狼级艇型短而粗，长宽比缩至约8.5，一方面可以达到减小阻力、降低水下噪声的效果，一方面可减小潜艇回转半径，机动性、操纵性增强。艉部采用6叶控制舵，配合泵喷推进，水下机动性更好，且更利于布置拖曳声呐。该级艇配备强大的自然循环压水反应堆S6W型，推进功率约37300kW，水下最大航速超过66.7km/h，是美国海军航速最高的潜艇。海狼级信息化/自动化水平高，配备AN/BSY2作战系统，采用AN/BQQ-5D/E型综合声呐系统，及UYK43/44先进计算机，对多个系统的信息实行统一处理，自动化程度高，操艇、下潜和深度控制实现了全自动化操作方式，可同时对付多个目标，大大提高了艇的综合探测和攻击作战能力。 该级艇艏部球形声呐直径达6m，采用TB-16型粗线、TB-29型细线型被动拖曳基阵声呐组合使用，满足高、低航速下的远程搜索探测。 该级艇装备8具口径为660mm的鱼雷发射管，可携带50枚各类武器系统，是洛杉矶级潜艇载弹量的2倍，攻击能力强大，提高了在高威胁海域的作战持久力。 

海狼级SSN技术上达到了世界巅峰。但是冷战结束导致美国国防预算收紧，使得该级艇最终仅建成3艘。其中第三艘吉米·卡特号尤为特殊，艇体中间插入一段30m长的多任务舱段（MMP），排水量增加到12139t，航速和静音水平稍降。该艇重视搭载特种部队和相关设施，例如搭载更多水下机器人和无线电侦听浮标等，甚至被用来作为一个水下剪接室窃听海底光纤电缆。该平台出入口可与新一代先进海豹输送系统（ASDS）结合。

1.3.3弗吉尼亚级SSN

随着冷战结束以及美海军作战思想转变，美海军研制了弗吉尼亚级SSN，目前已服役19艘，分别是Block14艘、Block26艘、Block38艘、Block41艘，正在建造Block49艘和Block510艘。该级艇强调濒海近岸作战，兼顾远洋反潜、制海和护航，重视性价比，注重拓展侦察监视、特种作战、对陆攻击以及网络中心战能力等，被美军视为应对反介入/区域拒止作战的中坚力量。 由于作战需求，该级SSN设计中加入许多以往美国潜艇所不具备的元素，例如能在噪声严重的浅海有效操作的声呐系统（特别是CHIN型高频主动声呐）、水雷侦测/反制装备以及多种无人遥控载具的操作能力、完善的特战部队相关设施等，而这些都将对现行美国海军的潜艇运用方式造成巨大的冲击与改变。弗吉尼亚级SSN见图7所示。

该级艇装备一台S9G型自然循环压水堆，最大功率29840kW，堆芯换料周期约30年，基本做到核反应堆与艇体同寿，大大减少了全寿命周期成本。静音方面，主机舱采用浮筏式减振的整体模块设计，大幅度降低了艇上噪声，并集成各项最新的静音技术，例如精心设计的轮机/管路设置、艇体外部采用聚氨酯整体浇筑式消声瓦、降低水流噪声的艇体外型设计以及新型泵喷式推进器等。 全艇各处总共设有600个噪声/振动侦测器（海狼级只有26个），随时监控艇上各处的振动情况，发现异常便立刻处理，将整体噪声降到最低。 采用C4ISR自动化指挥系统，整合了潜艇上所有的电子设备，形成一个强大的局域网网络。同时，作战指挥采用AN/BSY-3型战斗系统，整合了艇上所有侦测、通讯与作战装备，大大提高了作战效率并节省了人力，并大量使用商用组件，维护升级方便，性价比高。 该级艇取消了潜望镜，取而代之的是两个AN/BVS-1光电桅杆，搭载了低光电视（LLTV）、热成像仪和激光测距仪等设备，可以将图像和数据实时传送到指挥舱的显示器上。 

水下探测方面，采用最新的AN/BQQ-10型一体式声呐系统，包括艏部球形主/被动BQQ-10型综合声呐（第三批次后更换成共形大孔径适形阵列声呐LAB）、BQG-5A型宽孔径阵列（WAA）舷侧宽孔径被动测距声呐、装备在指挥台围壳前部和艏部下方的CHIN型高频主动声呐、TB16粗线和TB29（A）细线拖曳声呐各一具以及WLY-1型侦察声呐。值得一提的是，CHIN型高频主动声呐主要用于探测水下雷场和猎雷，同时，还具有很强的绘制海底地形图的能力，大幅加强了潜艇近岸操作与反水雷能力，有利于减少潜艇及特种作战人员面临的风险。该声呐系统采用开放式结构，能够运用现成的商用组件实现模块在线升级，性能全面均衡强悍，技术性能动态提升的同时大大降低成本。

该级艇具备强大的载荷搭载能力，可携带38件各式武器。值得关注的是，该级艇可以通过鱼雷发射管操作自主式水下航行器（AUV）和潜射无人机，大幅度增强潜艇水下/水面/空中探测和侦察能力。同时，配备新型长期水雷侦测系统（LMRS），有效提高了美国海军水雷侦测与反制能力。 该级艇专门装设了一个可以放出和回收的特种人员运载器（例如ASDS），配备与其对接的艇上接口。特种人员运载器可容纳6~10名特种作战人员及其相应各种装备，而且人员可以同时离艇，大大提高了特种作战人员的作战效率和安全。 

该级艇采用模块化设计，可以采用小步快跑、逐步改进方式，满足成本、功能的多样化需求。例如，Block2型综合模块从Block1型的10个减至4个，使得每艘艇建造费用减少了3亿美元。Block3型主要用宽孔径艇艏阵列声呐取代了球形声呐，用两具大型有效载荷发射管（VPT）取代了12具垂直发射管，使得声呐和发射管部件数量整体减少了40%，仅艇艏建造费用就减少了4000万美元。Block4型改进重点在于寿命周期成本，其有效性维修间隔时间从6~8个月延长至9个月，有效性维修数量从4次减少至3次，部署次数则从14次增加到15次。Block5型潜艇在艇体后部增加一个长约25.6m的舱段，携带4个弗吉尼亚负载模块（VPM），可以携带28枚战斧式巡航导弹，也可以装备高超声速巡航导弹、中程潜射弹道导弹以及无人机，攻击力大大加强，在未来甚至可以取代俄亥俄级SSGN。

1.3.4创新思维发展新一代攻击核潜艇SSN（X）

随着作战环境和作战思想的转变，美军认为必须研制、装备新一级攻击核潜艇SSN（X），以期重获水下战绝对优势。该级艇将于2024年开始设计，未来将取代弗吉尼亚级Block7，预计SSN（X）航速至少61.1km/h以上。该级艇预计采用哥伦比亚级SSBN验证的新一代隐身技术，并注重加强水下网络作战能力构建，成为美军网络中心战的关键环节，具备强大的控制水下无人平台的能力，能与有人潜艇、无人潜航器进行高速信息共享，让水下、水面、空中作战单位随时联动互通，以期获得颠覆性水下作战优势。同时，强调更为强大、多样、灵活地构建武器系统，潜艇预计搭载62枚各式武器、水下潜航器以及无人机等。 

据称SSN（X）与海狼级前两艘样艇的设计尺寸相似，比现在的弗吉尼亚级潜艇速度更快、隐身性更好，能够在所有海洋环境下，以更快的速度，更强的隐身性，搭载更多的武器和更多样化的负载执行多重任务，尤其是无人水下潜航器和无人机。

2美国海军核潜艇装备技术发展趋势

2.1注重协同，重视与其他平台协同作战，融入联合部队，强化跨域作战能力

体系化作战，重在协同。美国海军2011年《水下战纲要》提出，与其他单位协同作战是未来潜艇部队能力建设目标之一。核潜艇，作为美国海军作战体系中的重要一员，必须开展相关技术研发，并体现在核潜艇装备建设中，使得核潜艇力量能够融合到美国海军乃至美军整体作战体系中，真正发挥出系统的“1+1>2”的巨大力量。

（1）研制、装备潜艇综合一体化作战系统，采用开放式架构，大量使用商用组件，维护升级方便弗吉尼亚级采用C4ISR自动化指挥系统，通过开放、分布及实时的网络架构将以前分散的潜艇系统，如声呐、雷达、作战控制和导航等，集成在一起。借助这种耐压壳内的局域网，弗吉尼亚级潜艇的所有作战控制和通信系统实现了互联。哥伦比亚级装备的AN/BGY-1潜艇综合一体化作战系统能够与有人潜艇、无人潜航器进行高速信息共享，让跨域各种作战力量进行联动互通，成为美军网络中心战的关键环节，拥有控制多种异构无人平台的能力。未来的SSN（X）在协同能力上将更胜一筹，指挥、控制、通信方面能够做到更强、更快，能够与其他SSN、大型AUV组成高速信息共享的水下编队，在分布式作战模式中充当水下网络作战中心，加强联合协同作战能力，在决策中心战中发挥颠覆性作用。 未来的潜艇综合一体化作战系统注重采用开放式、层次化的体系结构，实现对作战相关各系统设备的综合管理和控制，并大量使用商用组件技术，维护升级方便。

（2）开展跨域装备技术研发，提升对（多）无人系统等负载的指挥控制能力协同作战，及时、准确、大流量的指挥通信能力非常关键。在现有指挥通信技术没有突破性进展之前，使用AUV、潜射无人机等跨域装备，能够有效增加潜艇的水下、水面、空中乃至陆地的探测和观察能力。美国海军已开始为最新的核潜艇BGY-1综合作战系统研制负载控制系统，将核潜艇负载控制能力从鱼雷、水雷、导弹拓展至AUV、潜射无人机等新型负载，预计2021年完成研制，将装备所有攻击型核潜艇。下一代SSN（X）将把AUV作为一项扩展潜艇活动范围的重要手段。未来，美国海军计划在多AUV联合指控系统方面开展进一步的工作，提高通信、数据传输和充电速率，利用潜艇或海底充电桩实现AUV的快速充电。计划将在弗吉尼亚级潜艇上试验上述技术，发展核潜艇、AUV和潜射/舰载无人机的协同作战能力。

2.2强化潜艇作为水下主战平台的独立作战能力，不断提升隐身、态势感知/探测能力，巩固、拓展水下战优势