214级潜艇.docx

214 级常规潜艇214 级潜艇是德国在畅销全球的 209 级潜艇基础上设计出来的新一代潜艇，该潜艇继承了德国霍瓦兹德意志船厂生产出来的潜艇的所有优点，同时还吸取了多年来在建造 209 级潜艇过程中积累的经验和教训，目前已经出口多国1 概述德国是世界上最早使用潜艇的国家之一，在世界潜艇发展史中占有重要的地位，其 U 型潜艇在两次世界大战中战功显赫、闻名于世二十世纪末，德国霍瓦兹船厂（Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH）采用 209 型潜艇的设计理念，融合了 212A 型潜艇的革新 AIP 技术，开发研制了出口型 214 型潜艇2 基本参数尺度：长 65 米，宽 6．3 米，吃水 6 米排水量： 水上 1700 吨，水下 1980 吨潜深：超过 400 米航速：12 节（水上）/ 20 节（水下）续航力：19300 公里自持力：84 天动力装置： 装备 2 台 MTUl6V396 柴油机主机，其功率为 8486 马力(6 ．24 兆瓦)，此外，还装备 1 台西门子电机，采用单轴单螺旋桨推进武器： 8 具 533 毫米首鱼雷发射管，可发射 STN 阿特拉斯鱼雷和反舰导弹，鱼雷与反舰导弹装载总数为 16 枚。

装备的 ISUS90 型综合作战系统编制：27 人自持力：50 天3 研发背景214 型潜艇的诞生209 型潜艇在国际军火市场上极为成功，但毕竟是设计与上世纪 60 年代末，技术上已经相对比较落后，而且服役时间长，各国也陆续对其进行退役处理为了弥补市场的空缺，德国老牌造船厂霍瓦兹船厂（HDW）在 212/212A 型潜艇的基础上，采用 209 型潜艇的设计理念，融合了德国 212A 型潜艇的革新 AIP 技术，开发出专门用于出口的 212A 型简化版潜艇，即 214 型潜艇小排水量、卓越的隐身性能以及较高的有效负载，由于提高了潜艇外壳的刚体的强度，使得其下潜深度使达到 400 米因此，214 型潜艇能在浅海和深海满足当今各种作战需求4 设计建造理念从研制 212A 型潜艇时开始，德国不再按传统观念将平台和负载分开，在设计之初就将船体建造、机械设备和传感器、武器系统作为一体考虑新的设计理念一方面来自于对现代海战的分析，一方面来自盟国潜艇部队的经验和情报214 型潜艇将武器、传感器和其他技术融为一个系统系统通过高性能数据总线将传感器（如声呐、潜望镜、光电桅杆）获得的数据、从武器系统（鱼雷和发射装置）获得的有效信息，以及通过通信、导航系统获得的信息融入指挥和武器控制系统的中心计算机工作站。

指挥和武器控制系统是潜艇的核心，收集所有数据，评估敌我态势，并创建作战的先后次序　214 型潜艇被设计成可执行包括从近海作战到远洋巡逻等多种任务，装备现代化、模块化武器系统，并与传感器融合在一起，加上 AIP 系统，使 214 型潜艇具备以下能力：反舰和反潜作战；执行监视、侦察任务；秘密布雷和收集情报；参加特遣部队，完成训练和作战任务　214 型潜艇在设计过程中注意方案的灵活多样，根据艇用设施和作战性能的侧重点不同，有 20 余款改进型设计方案这样不仅可以满足订货方对潜艇性能和建造工期的要求，也保证了不同型号的武器系统顺利装备在潜艇上，从而达到高效武器和造价优化的有机结合　另外在设计建造过程中，214 型潜艇对人机环境给予了格外重视，配备了供 30 名艇员居住的标准舱室，每个艇员都有自己的固定床位艇员居住舱室的后面是位于潜艇中部的指挥与作战情报中心，中心内设置了声呐显示屏、武器发射及潜艇操控工作台，中心与艇员住舱之间设置了耐压舱壁尾部没有布置艇员舱室，在那里实行无人操作，主要布置了推进和操纵设备5 技术特点提高隐蔽性潜艇最大的优势在于它的隐蔽性，214 型潜艇通过在总体、动力、设备等方面精心研制，获得了一个安静的作战平台。

　耐压艇体由 HY80 和 HYl00 低磁钢建造，强度高、弹性好，下潜深度大于 400 米，不易被敌方磁探测器发现艇体进行光顺设计，尽量减少表面开口，开口采用挡板结构以便尽可能地减小海水流动噪声光顺的外形及涂敷在艇体外表面的声波吸附材料对大幅度降低水下目标强度发挥了很大作用，减少了被敌人探测到的几率，增加了自身的声呐探测距离　潜艇采用模块化设计，所有的模块、管系和电缆都装在弹性基座上装备大侧斜低噪声螺旋桨，采用重量、尺寸合适的叶片确保将螺旋桨激振降至最低，并尽可能避免在不同工况下产生空泡现象由于采用了先进的设计建造技术使潜艇声、热、磁特征降至最低　德国从 212 型潜艇开始采用混合推进装置该装置由柴油发电机、推进电池/燃料电池系统和推进电机组成德国的西门子公司在 20 世纪 70 年代开始了潜艇用质子交换膜燃料电池的研制工作到 1993 年，西门子公司成功研制了功率为 34 千瓦的质子交换膜燃料电池单元，并将其装备在 212 型潜艇上经过多年努力，西门子公司又研制出功率更大的新型质子交换膜燃料电池，使每个燃料电池单元的功率达到 120 千瓦而214 型潜艇正是装备了 2 组新型质子交换膜燃料电池单元，可输出 240 千瓦的电力。

由于提高了 AIP 性能， 214 型潜艇水下活动时间可达 3 周以上，大大提高了潜航能力，降低了暴露率　燃料电池的基本原理是利用电化学的方式把反应物质的化学能直接转换成电能，其使用的燃料是氢气，主要来源于液态氢、金属储氢或者甲醇重整等氧化剂则是储存在低温容器中的液氧214 型潜艇燃料电池系统的核心部分是新型质子交换膜燃料电池单元，它包含固态聚合电解质，引导氢离子到阴极与氧发生反应燃料电池整齐排列在一个密闭压力装置里，形成一个完整的舱室质子交换膜燃料电池在低温下（小于 80℃）以大约 65%的效率工作　氢存储在由霍瓦兹船厂研制的金属氢化物圆桶中，放置在潜艇的耐压艇体外网格状的金属氢化物可以吸收氢分子，通过加热释放出氢气氧气以液态方式安放在耐压艇体内的储氧罐里，并与蒸发器、其他相关设备和安全装置一起安装在 1 个密闭压力容器里　由氢、氧组成的燃料电池系统发电后，通过直流/交流转换器驱动推进电机，保证潜艇低速长时间运行燃料电池在不产生噪声和燃烧的情况下，将化学能转化为电能，并可以在水下向蓄电池充电它惟一的副产品是蒸馏水，基本不向艇外排放废物，因此对海水的热辐射强度得到了有效的控制，尾流特征小，可以做到在水下的超安静航行。

　212A 型潜艇的推进电机是可倒转永磁同步励磁电机（西门子 PERMASYN 电机） ，而 214 型潜艇选用的是第 2 代的 PERMASYN 电机 PERMASYN 电机比传统的直流电机小很多，在很小的转速下可获得同样的转矩，这样可以采用低转速推进器，达到理想的水动力噪声指标，并提高了效率当调整航速时，不会产生瞬时的转换噪声，并可以在整个航速范围内连续调节电机转矩低渗漏、高抗振性和较低的维护保养费用使 PERMASYN 电机成为为 214 型潜艇量身定做的一款推进电机　当 214 型潜艇以 2～6 节航速进行水下巡逻时，燃料电池系统能使其在水下连续航行 3 个多星期在通气管状态以 6 节速度航行时，燃油储备可使其具有 12000 海里续航力及 12 个星期的海上续航时间综合作战系统214 型潜艇上装备了 ISUS90 型综合作战系统，该系统的核心是指挥和武器控制系统它接收并分析所有输入信息，然后自动启动战斗程序向指挥和武器控制系统提供信息的传感器和系统包括： 综合声呐系统 装备阿特拉斯公司的 STN 声呐系统，包括：探测目标距离和方位的主动声呐；由 DBQS 声呐水听器组成的中频圆柱状被动声呐基阵；FAS-3 型中低频舷侧阵被动探测声呐；侦听测距声呐。

214 型潜艇可选装 TAS-3 型拖曳阵用于低频和超低频的被动探测，该基阵可通过布置在艇体外尾部的绞车进行布放和回收该艇也可装备阿特拉斯公司的 MOA3070 STN 型避雷声呐，这是一种经过优化设计的探测/猎雷系统，同时可以提供近距离导航数据水面传感器 包括 1 个装备彩色高分辨率电荷耦合元件照相机、热成像传感器和 GPS 设备的光电桅杆，1 个带有激光测距仪和综合电子支援措施（ESM ）/GPS 设备的光学潜望镜，低截获概率雷达系统，以及电子支援天线　导航系统 包括导航工作台，惯导系统，导航计算机，导航传感器，GPS　通信系统 包括外通系统，内通系统，可升降通信桅杆，雷达敌我识别系统，无线发报系统，紧急通信系统和浮力天线　综合指挥和武器控制系统 该系统具有以下功能：航迹管理，目标运动分析，战术态势显示，控制和制导鱼雷，以及支援导弹发射　武器系统 包括艇首 8 具自航式鱼雷发射管可发射各型鱼雷，其中的3、 4、5、6 号发射管可发射潜射“ 鱼叉”导弹8 具发射管呈 L 型镜像排列，这种配置的优点在于为两侧留出了宝贵的空间用于安装配电板、控制面板或其他设备另外艇内可放置8 具备用鱼雷或导弹，这样 1 艘潜艇的标准配置是 16 件武器（鱼雷或导弹） 。

鱼雷（或导弹）可通过最上面的 2 个发射管装入艇内希腊海军计划在 214 型潜艇上装备由意大利白头阿莱尼亚水下系统公司（WASS）与法国舰艇建造局（ DCN）联合研制的“ 黑鲨”重型鱼雷该型鱼雷使用主被动声自导头，该自导头具有较远的探测距离和优良的目标分类能力，并可使用线导，采用氧化银/铝电池驱动可正反转的安静型电动机，最高航速超过 50 节，航程 50 千米，适合在深水和浅水水域使用　214 型潜艇装备的综合反鱼雷系统不仅可以进行自我保护，还可以对联合作战的水面舰艇提供保护214 型潜艇擅长利用具有自动鱼雷报警功能的反鱼雷系统攻击来袭鱼雷集装箱式综合对策反应器是综合反鱼雷系统的重要组成部分，这是一个快速反应、多功效的反鱼雷软杀伤系统它通过实施与威胁相适应的干扰和欺骗手段，对现代化的轻型鱼雷，以及线导和声自导重型鱼雷进行有效的欺骗该系统一直处于值班状态，做好响应各种警报的准备潜艇的声呐系统将探测到的威胁和警告信息连续提供给该系统系统中的干扰器能发出比潜艇反射回声噪声高得多的噪声信号，这个噪声信号掩护了潜艇，中断了潜艇与来袭鱼雷的信号联络系统中移动信号模拟器能模拟出与本艇相似的信号，通过它的运动和发出假目标信号使敌人的鱼雷脱靶。

系统主要由控制单元、装在潜艇上层建筑里的悬挂装置、带 10 个发射管的发射容器，以及固定的干扰器和移动目标模拟器组成　214 型潜艇使用现代化装备和高性能 AIP 系统，具有良好的隐蔽性采用模块化设计建造技术，将武器系统、传感器和潜艇平台紧密结合成为一体，适合完成各种使命任务，基本代表了目前常规动力潜艇的技术发展水平装备 AIP 系统214 型潜艇使用现代化装备和高性能 AIP 系统，具有良好的隐蔽性采用模块化设计建造技术，将武器系统、传感器和潜艇平台紧密结合成为一体，适合完成各种使命任务，基本代表了目前常规动力潜艇的技术发展水平AIP 的英文原文是 air independent propulsion，就是不依赖空气推进，指潜艇在水下不依赖外界的空气也能提供推进动力和其他动力的能源系统为什么要在常规动力潜艇上加装这样一个装置？这就要从常规动力潜艇的特点说起常规柴电动力潜艇在水面航行时使用柴油机，水下航行则使用蓄电池，而艇上安装的蓄电池容量有限，潜航一段时间后便不得不上浮至通气管状态，利用柴油机为蓄电池充电由于二战后反潜技术的迅速发展，反潜兵力使用的高灵敏度探测设备可以在相当远的距离上探测到潜艇升出水面的通气管，进而对潜艇迅速定位并向潜艇发起有效的远程攻击。

　从这个意义上来说，潜艇只要把通气管装置升出水面，被敌人发现只是个时间问题众所周知，良好的隐蔽性能是潜艇相对于水面舰艇的巨大战术优势，而频频地上浮充电恰恰导致潜艇的暴露率大大增加，无论是攻击的突然性还是自身的生存能力都受到很大影响所以，有限的水下续航力成为常规动力潜艇一个重要的缺陷。