自然循環堆和水下連續發射導彈 中國094型核潛艇性能超乎想象

亞太日報評論員石宏

剛剛發行的《科技獎勵》雜誌2017年第3期上刊登了一篇題為《於無聲處聽驚雷——記2016年度國家科技進步獎一等獎獲得者、第二代某型號核潛艇總師張錦嵐團隊》的文章，首次批露了第二代某型號核潛艇的許多技術細節。

根據文章中出現的「在核打擊技術中存在兩大難點，一個是針對大尺寸、大深度、密集大排孔的單雙結構研究，另一個則是水下潛射」，可以推知「第二代某型號核潛艇」就是人們現在熟知的094型戰略核潛艇。

從文章介紹的情況來看，094型核潛艇立項於1994年，由中船重工719所負責研製，總設計師是張錦嵐。2002年，094型核潛艇的首艇開工建造，2006年開始服役。

根據報道，094型戰略核潛艇的最大技術亮點是採用了自然循環核反應堆，目的是消除核潛艇上的冷卻劑主循環泵雜訊（這是核潛艇最大的雜訊源之一），同時提高反應堆的安全性。現代核潛艇所採用的核反應堆主要是壓水堆，其工作流程大致為壓水堆-蒸汽發生器-蒸汽輪機-減速齒輪箱-螺旋槳。

具體來講，就是核燃料在堆中進行鏈式反應，產生巨大的熱能，將高壓淡水加熱（註：核反應堆的作用就如同大家都很熟悉的鍋爐，不過鍋爐里的水一般是用火加熱的，而核反應堆里的淡水是用核燃料產生的熱能加熱的，所以過去也把核反應堆俗稱為「原子鍋爐」），再由冷卻劑主循環泵推動，經一、二迴路（註：冷卻劑流經的循環路線稱為迴路。

核潛艇的核動力裝置一般有兩個互相獨立的密閉循環迴路，稱為一迴路和二迴路）交會處的蒸汽發生器里的U形傳熱管把熱量傳導給二迴路的淡水，使之變為蒸汽（註：一、二迴路的淡水是不直接接觸的），而釋放熱量后冷卻的淡水再經主循環泵返回核反應堆里，繼續把核燃料產生的熱量帶出來，並慢化中子參與鏈式反應，所以一迴路里的水被稱為冷卻劑和慢化劑。

然而，主循環泵在運行時和冷卻劑在迴路中高速流動時，會產生很大的雜訊和振動，並消耗10%的總功率。

壓水核反應堆的自然循環，就是指反應堆裂變產生的熱量不依靠主循環泵強制循環導出，而是靠蒸汽發生器與反應堆之間的熱中心位差、降低主冷卻劑系統阻力及自然對流來完成的。這樣就能消除主循環泵雜訊，提高反應堆的安全性，而且還能節約反應堆的功率。

不過，採用自然循環的核反應堆仍然保留主循環泵，並不是真的把它拿掉了，因為現在的核反應堆自然循環能力還難以達到100%，所以自然循環反應堆只是讓核潛艇在中低速航行時不用開啟主循環泵，在高速航行時仍然需要開啟主循環泵對反應堆進行冷卻。

但即使這樣，自然循環反應堆的應用依然給降噪及核潛艇的戰術機動帶來很大好處。特別是像094這樣的戰略核潛艇大多數時候都是採用中低速航行，因此反應堆基本處於自然循環狀態，也就無需開啟主循環泵，得以消除一個很大的雜訊源。

此外，094型核潛艇還採用了張錦嵐和團隊發明的餘熱導出，實際上相當於實現了第三個迴路，也就是把第二迴路的熱量最終通過第三迴路導出艇外，這樣核潛艇就實現了完全意義上的核安全。

根據文章報道，094型核潛艇的其他降噪措施還包括新型減振器、消聲瓦，這與自然循環的作用相似，都是為了降低機械雜訊。

其中新型減振器應該是指浮筏減振技術，其基本結構是將艇內機械、設備安裝在一個類似水上筏子一樣的公共筏架上，再將筏架彈性安裝在艇內基座上（對於主機、輔機等採用了整體雙層筏架），從而使核潛艇因動力系統和機械設備振動而產生的機械雜訊大幅降低。

消聲瓦既能阻擋、吸收艇內發出的雜訊，又能吸收對方主動聲吶發射的聲信號，還能降低核潛艇航行時的阻力。根據蘇聯/俄羅斯核潛艇使用消聲瓦的效果，可以讓核潛艇的雜訊下降大約15-25分貝。

不難看出，094型核潛艇在採用綜合降噪措施之後，雜訊水平顯著降低，具有良好的水下安靜性，從而大幅增加了敵方反潛兵力探測的難度，使自身的生存能力顯著提升。

094型核潛艇的另一個重要技術亮點是核打擊技術有了重大跨越，根據文章報道主要體現在兩點：一是裝備了「大質量導彈」，二是實現了水下連續發射。所謂「大質量導彈」，應該是指之前外界所稱的「巨浪」2型潛射洲際導彈。

由於導彈質量（也就是我們通常所說的重量）明顯比「巨浪」1導彈增加，再加上燃料技術的進步，因此「巨浪」2導彈的射程可達8000公里以上。

水下連續發射技術對於戰略核潛艇來說極其重要，因為在極短時間內連續發射導彈，不僅可以提高導彈的突防能力、提高打擊效果，而且能顯著減少在發射陣位的停留時間，提高自身的生存能力。在發射時，094型核潛艇需要保持較小潛深和極低航速。

094型核潛艇的魚雷攻擊能力同樣得到了大幅提高，可在大深度進行發射，火控系統能夠同時跟蹤多個目標，這也就意味著094型核潛艇能夠同時用魚雷打擊多個目標。

綜上所述，094型核潛艇相比於092型核潛艇的技術進步和戰鬥力提升都大大超過了之前外界的推測。而094型核潛艇的先進性能以及該型艇的批量生產，也使真正擁有了強大、可靠的海基核力量。

作者簡介：

石宏，資深軍事媒體編輯、撰稿人，深圳衛視特約軍事評論員，南方防務智庫顧問，曾在國內多家軍事雜誌發表過大量軍事裝備和防務類文章，著有《日本軍情》一書。

「亞太軍情觀察」作者均為資深軍事記者和評論員，專欄緊扣全球軍事熱點和動態，為讀者解析大國國防政策、地緣軍事動向、國際軍事技術、新型武器裝備以及軍事戰略思想等。