214级潜艇

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