水下航速最快的核潜艇 曾创造过44.7节水下航速——661型核潜艇

上世纪50-70年代，美苏两国展开了几乎疯狂的核领域的竞赛，美国在50年代末和60年代初以“大跃进”的形势在短短数年之内发展出了“华盛顿”级、“伊桑艾伦”级和“拉斐特”级弹道导弹核潜艇，将苏联的核心城市和军事基地全部纳入美国的海基战略打击范围内。为了达成对美国水面航空母舰战斗群和水下战略核潜艇的有效制衡，苏联一直在不断的追求潜艇的性能极致，企图以水下力量与美国形成足够的海上对抗实力。在这种情况下，苏联尝试了各种能做到有效突防的方式，包括：

这些极端的发展方向造就了苏联在潜艇领域的各种“粗暴”，甚至不惜重金使用钛合金打造潜艇，造就了极限下潜深度达1200米的685型“共青团员”号攻击型核潜艇。而今天我们要介绍的就是水下航速记录的保持者，也是世界上第一型采用钛合金打造的核潜艇——苏联661型巡航导弹核潜艇，北约Papa级。但由于这些“性能怪兽”几乎不惜成本打造，所以实际建造数量非常少，所以661型也成为苏联海军中为数不多的只建造1艘的核潜艇。661型巡航导弹核潜艇一直有一个“金鱼”的绰号，由于其所使用的钛合金在当时的价格非常昂贵，加工成本条件和成本也处于基本无法接受的状态，所以被戏称为“金子做的鱼”。

“金鱼”的诞生

661型作为一艘巡航导弹核潜艇本身也是带有浓厚实验性质的，它的建造目的主要有2个：

实现水下发射巡航导弹

在661型发展之前，苏联先后建造了651型巡航导弹常规潜艇、659型和675型巡航导弹核潜艇。其中651型和659型搭载的都是P-5型对地攻击核巡航导弹，而675型搭载的是P-6反舰巡航导弹。然而不管是P-5还是P-6都存在一个严重的问题：只能水上发射，发射后要进行持续性的制导，潜艇在导弹进入末端飞行之前都必须处于上浮状态对导弹进行持续制导。此时的潜艇因为处于上浮状态极易被发现和攻击，“隐蔽”的特性已经荡然无存。所以问题就在于如何解决巡航导弹水下发射的问题以提高潜艇的隐蔽性和打击的突然性，另外研发可搭载新型巡航导弹的核潜艇。

P-5型巡航导弹

675型巡航导弹核潜艇

多项新技术的实验

除了要解决巡航导弹水下发射的问题，潜艇本身的突防能力也非常重要，所以苏联人干脆借助新型巡航导弹核潜艇探索未来核潜艇发展的方向。在这里，所谓的“突防”主要是两个方面：航速和下潜深度。这两点都很好理解，其中航速就是甩开或持续性跟踪对方作战舰艇；而潜深则是降低声呐探测的效果、躲避对方反潜武器打击、利用深度打击对方潜艇。但是这两点都不好轻易的实现，在速度方面除了靠艇型之外还必须要有一颗强劲的“心脏”，也就是输出动力足够大的核动力系统。而下潜深度方面，50-60年代美苏两国的潜艇普遍下潜深度在200-250米左右，个别已经达到250-300米，在这种情况下想要达到下潜深度的优势那么至少要保证350-400米的下潜深度。

既然有下潜深度和航速的要求，在材料选的问题上要保证下潜深度、隐蔽性、还要尽量降低艇体重量以满足高速要求，那么只能另辟蹊径：钛合金。在全部论证的三种材料中，相比于钛，钢密度太大会导致结构重量太大；铝存在整体结构强度不足的问题；只有钛能保证低重量的情况下还有足够的强度，更重要的是低磁性降低被发现的几率。除了材料和动力之外，新型潜艇还承担了当时最新的“西格玛”661型全维度导航系统和水下双向超高速无线电通讯系统。

1958年8月28日，苏联正式下达《关于制造装有新动力装置的高速潜艇及发展潜艇科研工作、实验设计工作和设计工作的决议》，其指标有3条：

1.水下航速和下潜深度都要比第一代627型攻击型核潜艇、659型巡航导弹核潜艇要增加0.5-1倍；

2.新的动力装置要求体积小，反应堆和涡轮机的总重量比上一代核动力系统要减少50%-60%；

3.水下发射巡航导弹和远程高速鱼雷

661型巡航导弹核潜艇的设计工作交由苏联第16中央设计局设计，总设计师伊萨宁。1959年4月9日，661型设计方案得到批准；还是考虑到钛合金的加工问题，直到4年后的1963年12月28日661型首制艇才在北德文斯克造船厂开工，建造编号501；五年后的1968年12月21日下水，1969年12月31日交付苏联海军，此时距离开工已经过去6年。

在北德文斯克造船厂建造的661型巡航导弹核潜艇

技术要素

661型巡航导弹核潜艇的布局比较奇特，整体为水滴形设计但艇艉为并列双螺旋桨，这与水下高速要求有关。内部舱室由前到后分为9个舱室，分别是：鱼雷舱、生活舱、中央指挥舱、反应堆舱、涡轮机舱、涡轮发电机舱、辅机舱、舵舱。艇长106.9米，水下排水量8500吨。动力装置为2台V-5Р压水反应堆驱动2台GTZА-618型减速齿轮蒸汽轮机，另外配有2组共424块银锌蓄电池为潜艇提供备份电力供应和应急航行。当然，银锌电池在当时算是一种技术比较高的电池，最大的特点就是能量密度大，但也带来成本非常高的缺点，所以很少有潜艇选择银锌电池作为标准配置。

另外，661型也是世界上第一艘钛合金打造的核潜艇，它所使用的4😯T3钛合金的屈服强度达到588MPa，比当时美国的HY-80钢的548.8MPa还要高40MPa，所以661型的下潜深度也达到400米，超过正常潜艇潜深100-150米。上面我们也简单提到过钛合金的优点，纯钛的密度只有碳钢的57%，但抗拉强度与密度只比确是碳钢的5-6倍，对潜艇来说既要保证强度还要减重这无疑是最高的选择。而且钛合金因为其表面形成的氧化钛膜，所以在恶劣环境下表现出很好的抗腐蚀能力，特别是在氯含量极高的海水当中。但是钛合金的优点明显但缺点同样非常突出：产量低、价格高、加工困难。1965年时钛合金板的价格达到14.5卢布/千克，相当于一张列宁格勒到莫斯科的火车票的价格。而且钛合金的锻造、焊接都要在保护气或者干脆真空环境下进行，因为当时航空航天也是钛的消耗大户，所以材料的稀缺性导致其进度十分缓慢，开工5年后才下水，正式交付时已经距离立项11年，远远比苏联同期核潜艇要慢。

至于电子设备，除了上面提到的“西格玛”661型全维度导航系统和水下双向超高速无线电通讯系统，其他大量数字和模拟-数字式的电子设备也基本都是首次上艇使用。比如МГК-300“红宝石”水声系统，属苏联第二代潜艇声呐，位于艇艏位置，探测距离超过60公里。还有МГ-509“弧度-1”探雷声呐，用于探测锚雷；РЛК-101“信天翁”水面搜索雷达；“镍铬合金”敌我识别装置；ПЗНС-9型对空光学潜望镜等等。

位于艇艏的МГК-300“红宝石”水声系统

“紫晶石”潜射巡航导弹

661型核潜艇最重要的任务就是形成对美国航空母舰战斗群构成威胁，所以具备水下发射巡航导弹也成为661的重要内容。在此之前的P-6反舰巡航导弹存在弹体巨大且无法水下发射的问题，不仅严重研制潜艇的带弹数量，更重要的是只能水面发射的问题使潜艇隐蔽性的优势荡然无存。1959年4月1日，苏联政府正式下达了有关“设计水下发射型反舰巡航导弹”的命令，也就是后来的P-70型“紫晶石”反舰巡航导弹，由苏联第52试验设计局研发，1962年11月进行首次试射。相比于之前的P-6，P-70的尺寸明显有所减小，长度由11.75米缩减至7米，弹径也由0.95米缩减至0.55米，发射重量3.6吨。最大发射深度30米，最大射程70公里，在射程上比P-6有一个严重的缩水。

P-70型“紫晶石”反舰巡航导弹

这样，661型相比于以前的675型在带弹量方面有明显增加，在艇艏以32.5度仰角部署10具发射筒，每舷各部署5具，发射筒内的保存周期为3个月，基本满足一次战备值班周期。在潜射状态下，发射前首先向导弹发射筒内注水，导弹以冷发射方式被推出导弹发射筒，导弹出水后启动固体火箭发动机继续飞行，两次齐射间隔3分钟。总的来说，P-70导弹虽然射程有大幅度缩减，只能打最远70公里的目标，但是潜射的意义非常巨大，这使得苏联潜艇以隐蔽的方式对美国水面舰艇发起突然袭击，这就足以消除射程大幅度缩减带来的劣势。

倾斜的发射筒就是P-70发射装置

除10具巡航导弹发射装置之外，661型依旧装备用于自卫的533毫米鱼雷发射管，只是数量只有4具，全部位于艇艏，可用于发射53-65型重型鱼雷、“暴风雪”高速鱼雷等，总带弹数量为12枚。鱼雷发射系统由“拉多加-П-661”自动化鱼雷射击指挥仪进行设计参数解算和指挥。

“暴风雪”高速鱼雷

水下航速记录

661型除了因为钛合金闻名之外，最让美国人感到“震惊”的就是极快的水下航速。按照最初设计，661型的最大水下航速为39节，然而在1969年的测试中发现当反应堆以80%功率运行时就已经达到42节航速，1971年交付海军后的测试中以100%功率运行达到惊人的44.7节航速，打破了之前671型核潜艇水下33.5节的记录。44.7节意味着什么？当时美国海军现役的“埃塞克斯”级、“福莱斯特”级航空母舰的最高航速都没有超过34节，也就是说661型不仅可以长时间跟踪，而且完成打击之后可以以水面舰艇做不到的航速迅速脱离，所谓“来去自如”。

关于661型水下极快航速问题，只要体现在两个方面：艇型和核反应堆

从艇型上来看，661型为水下阻力几乎最小的“水滴形”设计，潜艇截面的为圆形，耐压艇壳直径9米左右。但艇艉的布局与常规水滴形有所不同，它采用的是单尾双螺旋桨设计，两个螺旋桨间隔5米。这种尾端形状的流体动力学优化可以认为是潜艇在直径平面中沿水线下的小角度继续延长，另外螺旋桨及驱动轴带有整流罩，这样进一步降低水下航行阻力。而两具独立螺旋桨的布局使两个单桨都能在水滴型尖艉的尾流中工作，提高螺旋桨驱动效率。

从反应堆来看，661型使用的是液态金属反应堆，用铅-铋合金取代了水成载热剂和一回路热载体，大大提高反应堆的效率。这样V-5P反应堆的单台热功率高达177.4兆瓦，2台共计354.8兆瓦，大大超过以前675型140兆瓦的总热功率。通过2台V-5P反应堆可以带动蒸汽发生器每小时产生500吨蒸汽，驱动2台GTZA-618型齿轮减速蒸汽轮机，总输出动力达到8万马力。应该说，新一代的反应堆是661型水下高航速的主要因素。

705型攻击型核潜艇装备的BM-40A反应堆堆芯 同样也是铅-铋反应堆

当然，水下高航速并不都是优点，高航速意味着巨大的水下噪音，而且在水平方向的机动性比较弱。这就使得这种40多节的航速在实战中意义并不大，所以现代核潜艇水下航速都是平衡过机动能力和噪声水平，大概都控制在36节以内。

总结

661型作为一艘带有实验性质的巡航导弹核潜艇为苏联潜艇之后的发展进行了大量技术论证，反应堆成果应用在705型攻击型核潜艇、钛合金成果应用在705型、685型和945型攻击型核潜艇。但由于钛合金和液态金属反应堆的造价十分高昂，钛合金的产量和加工工艺过于苛刻，所以这种极端的全钛合金核潜艇数量都建造的非常少。之后苏联又发展了低成本的670型巡航导弹核潜艇，同样可以水下发射P-70反舰巡航导弹，所以661型最终实际只建造了一艘，成为苏联潜艇发展历史上为数不多的没有批量建造的潜艇。

670型巡航导弹核潜艇