法國海軍艦艇建造局新近推出了法蘭西海軍研發的重點項目之一——SMX-22新概念“網路中心戰”潛艇。 SMX-22設計方案包括3艘艇：2 艘小型作戰潛艇(亦稱子艇），1艘網路中心戰潛艇(又稱母艇）。停靠碼頭及作戰使用前，2艘子艇貼附在母艇兩側。3艇作為一個整體單元航渡到海上中間過渡區，母艇就停留在相對安全的環境中，而子艇則脫離母艇執行各種前沿作戰任務。子艇完成作戰任務後，再返回母艇身邊。這樣多變的任務組合真是賽過科幻電影裡的“變形金剛”。
基本介紹
- 中文名稱：SMX-22潛艇
- 輕外殼直徑：5.3米
- 長：36米
- 主要任務：執巡邏、警戒、封鎖、反潛、偵察
潛艇介紹,設計思路,思路由來,功能需求,前期實驗,結構特點,作戰優勢,前景展望,優勢展望,突出優點,種類,特點,構成,艇體,操縱系統,柴電動力,核動力,系統,
潛艇介紹
法國SMX-22型潛艇概念首次披露於2005年夏初荷蘭阿姆斯特丹舉辦的水下防禦技術（UDT）歐洲技術展覽會。它是一種多用途潛艇，可以執行對陸攻擊、海上攻擊、布放水雷、蒐集情報、反潛站、特種作戰以及特種部隊的部署等各種任務。最吸引眼球的地方在於它的多平台概念。它實際上是三艘潛艇的組合，包括一艘大型網路中心站母艇和兩艘小型高效作戰子艇。進行作戰部署時，它們作為一個作戰單元航渡到作戰海區。到達作戰區後，子艇脫離母艇單獨執行作戰活動，母艇則停留在後方相對安全的海域中。1～2天后子艇各自執行不同的使命。母艇起到了水下航空母艦的作用，子艇在特定的情況下具有較高的穩定性和較低的航速。其結構設計為SMX－22型潛艇提供了相當高的機動性能。
設計思路
思路由來
多年來，法國艦艇建造局一直在對國際市場上潛艇的需求展開調查和分析。從統計結果來看，常規動力潛艇的服役周期是35年左右，平均在航率大約為80%，其有效使用率大約僅為50%；在執行任務時，大約60%的時間用於巡邏，而巡邏期間，大約15%的時間用於艇內通風換氣；在所有常規動力潛艇執行的任務中，30%是反潛戰。由此我們可以推算，一艘反潛常規動力潛艇在其35年的服役期內大約只有3年多的時間在執行反潛戰任務。該如何提高潛艇的效費比呢？設計多用途潛艇是一種途徑，但是建造多用途的常規動力潛艇以及對潛艇進行升級需要較高的費用，同時，潛艇的實際運行經驗表明，在其執行特定任務期間，所有為執行其它種類任務而設計的相關性能都是不必要的。因此，對於排水量為2 000多噸的多用途潛艇來說，如果讓其主要執行某種特定任務，就不如專門設計的小型潛艇實用。這些矛盾又該如何解決呢？
功能需求
也就是說，新型潛艇應該具有執行多種任務的能力但不必同時執行這些任務；為滿足不同任務的需要，功能模組必須易於重新配置，易於換代升級等。這一切構成了SMX-22型潛艇概念的基礎。
SMX-22型潛艇所執行的任務是通過主要功能和次要功能完成的，其中一些功能是潛艇在執行任何任務時都必需的，因此被列入到潛艇最基本的功能中去(例如武器系統、主機、推進軸或操縱控制台等)，即所謂的主要功能。所有其它功能(能源製造、大氣再生等)均被認為是次要功能。這些次要功能由母艇和作戰子艇實行共享，僅僅在作戰行動之前或是作戰行動之後發揮作用。當它執行不同種類的任務時，所需的相應功能可以集成在不同的任務模組中，能方便地予以變更。根據這些任務模組的不同，造船廠直接建造成可執行不同任務的潛艇，由此產生了小型作戰子艇的設計概念。
前期實驗
在推出SMX-22型潛艇新概念之前，法國艦艇建造局於2001年底完成了SMX-21型潛艇概念的設計。它是一艘雙體潛艇，即將兩個尺寸完全相同的耐壓艇體並列布置在一個大型外殼內，採用了全新的布置、高度自動化的作戰平台管理系統、雙推進螺旋槳和具有創新意義的控制舵。與常規水滴形艇體結構不同，整個艇型是扁平結構。這種構造形式的優點是既可有效利用雙體之間的空間，又可解決因設計潛艇升降桅桿和裝備武器而穿透耐壓殼體造成艇體強度降低的缺陷，還可有效提高潛艇的生存能力。因為兩個耐壓殼體相互獨立，在一個艇體破損進水的情況下，另一個艇體仍可繼續工作。SMX-21型潛艇大幅度減少了人員編制，艇員人數僅有30人。
SMX-22是在繼承了SMX-21型潛艇特點的基礎上發展起來的具有全新概念的三體組合潛艇。潛艇的多用途，強大的武器系統以及便於改裝升級的高度模組化技術是未來新概念潛艇的主要標誌性技術，SMX-22艇則是未來網路中心戰潛艇的典型代表。
結構特點
由三艘潛艇組成的SMX-22型潛艇組合，其長度為84.3米，最大寬度18.6米，水面排水量為3 660噸，最大下潛深度超過250米，水下航速15節以上。以8節航速航行時，續航力為7 000海里，海上自持力50天以上。根據作戰需要，可以配置各種不同的有效負載，裝備18～30枚魚雷或水雷，還可攜帶水下無人運載器或帶有深潛系統的特種作戰部隊等。
內部結構
內部結構SMX-22被設計成為能夠執行包括特種作戰、對陸攻擊和遠程打擊等多種任務的潛艇。由各種不同的武器、探測設備、特種作戰設備、水雷、水下無人運載器等組成的任務組件模組可滿足各種不同任務的需要。多平台概念確保在平台之間或平台和任務目標之間實現完美的搭配，既能夠單獨作戰，也可與其它海軍兵力協同作戰。
網路中心戰母艇它為雙殼體結構，輕外殼直徑8米，長84.3米,最大寬度8米,水面排水量2 700噸,下潛深度超過250米，水下航速大於17節，艇員為25名。另外，它還可容納子艇的4班艇員，每班10名。當母艇在水下狀態以8節航速巡航時，續航力為8 700海里；當其以“不依賴空氣的推進裝置（AIP）”方式推進，以4節航速進行水下巡航時，水下自主巡航時間大於12天。可攜帶18枚常備魚雷或飛彈。
母艇的主要任務是以低速或中速經過長時間航渡，將“艦隊”從基地運送到作戰海區；在作戰海區釋放小型作戰子艇；在“作戰海區”和“安全海區”之間高速航渡；在遠離敵人探測能力可及的安全海區對蓄電池進行快速充電；與基地或友軍部隊交換任務數據；在作戰海區（水下）對子艇的蓄電池進行再充電；對子艇進行食物、淡水等方面的補給；與子艇交換戰術數據、布置作戰任務；提供子艇上的輪班艇員；用大量的被動和主動對抗手段保護子艇艇員；為了達到更高效、更完全的戰術綜合，在作戰區域中協調三個平台上的探測器。
游弋在作戰海區後方海域的網路中心戰母艇能夠利用衛星通信與海軍特遣部隊指揮官甚至是國內的戰略總部保持聯繫。在接收到最新戰略指示之後,母艇的指揮小組向子艇下達計畫和分派任務,且在子艇開始執行任務之前對其做出指示。在水下作戰中，母艇將起到類似航空母艦在海上防空作戰中相同的關鍵作用。小型作戰子艇返回後，將與網路中心戰母艇會合併且對接在網路中心戰母艇的舷側，以便艇員們可以回到母艇休息並匯報其執行任務的情況。由作戰子艇的感測器蒐集到的數據將被下載至網路中心戰母艇的指令支持系統中。
作戰優勢
理想的網路中心戰母艇應該是核潛艇,計畫是用裝備AIP系統的柴電潛艇作為母艇。小型作戰子艇它也採用雙殼體結構，，最大寬度5.3米，水面排水量480噸,下潛深度超過250米，水下航速不低於17節，能夠進行水下補給，水下自主巡航時間為25天。每80小時艇員輪班一次。
作戰示意圖
作戰示意圖子艇內可攜帶6枚魚雷或飛彈，或者18～24枚水雷，也能夠運送水下無人運載器或帶有深潛系統的特種作戰部隊，可從事布放水雷、支援特種部隊作戰以及發射魚雷和飛彈等活動。在SMX-22型潛艇從基地出發執行任務之前，子艇將裝備執行相應任務的專用負載。子艇可根據不同類型的任務而進行配置，但不能同時配置執行多項任務所需的負載。 在兩艘專門從事對陸攻擊的小型作戰子艇內，艇上有2個飛彈發射筒，可裝載50枚對陸攻擊飛彈，其攜帶的防空飛彈是MBDA公司製造的“米卡”型飛彈，通過SM39“飛魚”飛彈發射器發射。另外，子艇還可攜帶兩個密封裝置，用來搭載水下無人航行器和特種作戰部隊。
子艇的隱身性極好。第一是由於艇體主尺度小，其磁特徵信號很小。其次是子艇的驅動動力有兩種，一是採用蓄電池組，二是採用簡單的柴油發電機。當子艇僅利用艇上的蓄電池作為驅動動力時，運行非常安靜，噪音極低。第三是其紅外特徵信號較弱。因此與典型的常規動力潛艇相比較，作戰子艇具有更為出色的隱蔽性。
法國艦艇建造局指出，目前尚未完全解決作戰子艇與母艇的對接和分離問題。
前景展望
優勢展望
SMX－22型潛艇能夠提供各式各樣的探測器和武器，一艘SMX-22型潛艇提供的火力和能力相當於一個完整艦隊的傳統常規動力潛艇所能提供的火力和能力。在性能方面,一艘SMX-22型潛艇無疑優於任何傳統的常規動力潛艇：在極淺的水域執行特殊任務和蒐集情報時，安靜而高度靈活的小型作戰子艇是理想的選擇；裝備了重型魚雷或反艦飛彈並且每次能夠在水下運行達25天之久，這種組合能夠毫不困難地對抗強大的海軍力量；對於執行遠程打擊任務，SMX-22型潛艇能夠攜帶多達50枚的遠程對陸攻擊飛彈；在SMX-22型潛艇的三個平台之間最佳化配置各項性能和資源，其總體性能的優越性將會超出人們的意料。
SMX-22可隨時一分為三，子艇與母艇各自執行不同的使命。對於特定的任務而言，與常規動力潛艇相比，子艇是一種排水量小，具有高度競爭力的潛艇。對於排水量為500噸的小型作戰子艇來說，高航速和長時間的水下續航力是不難達到的性能指標。同時，它還無需製造能量也不需要太大的運輸能力(無需太多柴油和燃油)，僅僅裝備少許輔助系統，且無需過多考慮艇員的居住環境。所以，聲學信號特徵極低、排水量為500噸的子艇，其費用要遠低於一艘性能相當、排水量為1 500～2 000噸的常規動力潛艇。網路中心戰母艇則更多地被當作遠洋型潛艇使用，具有多任務性，並且主要在偵察及縮短長途通信所需的時間方面具有高度的靈活性。也就是說，如果購買一艘SMX-22，就相當於在同一海域同時擁有了三艘不同用途的潛艇，且彼此之間聯繫密切。這些特點極具誘惑力。
突出優點
SMX-22的另外一個突出特點是，它針對每一項任務開發一種模組，各功能模組可以獨立設計、發展、測試、購買、交付以及維修。其設計既可滿足當前的任務需求,也能夠進行升級以滿足未來的需求。這樣將使海軍在整個壽命周期內，根據需要獲得不同的任務包，以滿足不斷變化的需求。
從採購成本的觀點來看，SMX-22型潛艇具有的優勢之一是可為用戶提供多種選擇，用戶根據需要既可採購一艘或兩艘母艇，亦可購買兩艘或更多的作戰子艇，還可選購若干任務模組，這樣可為海軍用戶採購帶來較大的靈活性和便利性。
不僅如此，法國艦艇建造局的潛艇設計師們還從SMX-22型潛艇概念中進一步引申出了一些新的設計思想。其中之一是將小型作戰子艇作為沿海活動中的一個獨立作戰單元,裝備專用的柴油發電機組為它的電機提供動力。另一設計思想是使作戰子艇隱藏在小水線面雙體船的兩個艇體之間，在航渡時利用小水線面雙體船作為小型作戰子艇的掩體。
種類
特點
潛艇之所以能夠發展到今天，是因為它具有以下特點：能利用水層掩護進行隱蔽活動和對敵方實施突然襲擊；有較大的自給力、續航力和作戰半徑，可遠離基地，在較長時間和較大海洋區域以至深入敵方海區獨立作戰，有較強的突擊威力；能在水下發射飛彈、魚雷和布設水雷，攻擊海上和陸上目標。
潛艇配套設備多樣，技術要求高，全世界能夠自行研製並生產潛艇的國家不多。潛艇自衛能力差，缺少有效的對空觀測手段和對空防禦武器；水下通信聯絡較困難，不易實現雙向、及時、遠距離的通信；探測設備作用距離較近，觀察範圍受限，容易受環境影響,掌握敵方情況比較困難；常規動力潛艇水下航速較低，水
下高速航行時續航力極為有限；充電時須處於通氣管航行狀態，易於暴露。
常規潛艇的自持力一般在45天左右，核潛艇最高紀錄可以達到90天。
構成
主要有艇體、操縱系統、動力裝置、武器系統、導航系統、探測系統、通信設備、水聲對抗設備、救生設備和居住生活設施等。
艇體
雙殼潛艇艇體分內殼和外殼，內殼是鋼製的耐壓艇體，保證潛艇在水下活動時，能承受與深度相對應的靜水壓力；外殼是鋼製的非耐壓艇體，不承受海水壓力。內殼與外殼之間是主壓載水艙和燃油艙等。單殼潛艇只有耐壓艇體，主壓載水艙布置在耐壓艇體內。個半殼潛艇，在耐壓艇體兩側設有部分不耐壓的外殼作為潛艇的主壓載水艙。
潛艇艇體多呈流線型（先進的潛艇一般設計成水滴形或者雪茄形），以減少水下運動時的阻力，保證潛艇有良好的操縱性。
耐壓艇體內通常分為艏、舯、艉三大段，分隔成3～8個密封艙室，艙室內設定有操縱指揮部位及武器、設備、裝置、各種系統和艇員生活設施等，以保證艇員正常工作、生活和實施戰鬥。現代潛艇在艏段安裝有大型球形聲納基陣和魚雷艙，在魚雷艙內一般安裝有4-8具533-650mm魚雷發射管。舯段有耐壓的指揮室和非耐壓的水上指揮艦橋。在指揮室及其圍殼內，布置有可在潛望深度工作的潛望鏡、通氣管及無線電通信、雷達、雷達偵察告警接收機、無線電定向儀等天線的升降裝置。艉段主要安裝有動力裝置和傳動裝置。在艇身兩側一般還安裝有聲納基陣。
操縱系統
用於實現潛艇下潛上浮，水下均衡，保持和變換航向、深度等。潛艇主壓載水艙注滿水時，增加重量抵消其儲備浮力，即從水面潛入水下。用壓縮空氣把主壓載水艙內的水排出，重量減小，儲備浮力恢復，即從水下浮出水面。艇內設有專門的浮力調整水艙，用於注入或排出適量的水，以調整因物資、彈藥的消耗和海水密度的改變而引起的潛艇水下浮力的變化。艇首、艇尾還設有縱傾平衡水艙，通過調整首、尾平衡水艙水量以消除潛艇在水下可能產生的縱傾。艇首（或指揮室圍殼處）和尾部各設有一對水平升降舵，用以操縱潛艇變換和保持所需要的潛航深度。艇尾裝有螺旋槳和方向舵，保證潛艇航行和變換航向。動力裝置
柴電動力
最早期曾經嘗試過做為潛艇動力來源的有壓縮空氣、人力、蒸氣、燃油和電力等等。而真正成熟的第一種潛艇動力來源是以柴油機配合電動馬達(柴電)做為共同的動力來源。
第一次世界大戰之前，潛艇開始使用柴油機配合電動馬達作為潛艇的動力來源。這種動力是第一種潛艇用機械動力。柴油機負責潛艇在水面上航行以及為電瓶充電的動力來源，在水面下，潛艇使用預先儲備在電瓶中的電力航行。由於電瓶所能夠儲存的電力必須提供全艦設備使用，即使採取很低的速度，也無法在水面下長時間的航行，必須浮上水面充電。後來出現的呼吸管則使得潛艇的潛航能力增加。
呼吸管在第二次世界大戰前由荷蘭開發出來，其後由德國進一步的改良並首先使用在他們的潛艇上面。呼吸管的基本構造很簡單，就是一個可以伸長的通氣管，將外界的空氣引導至柴油引擎，產生的廢氣也經由呼吸管排送出去，另外再附加防止海水進入以及將進入的海水排除的管線。通過使用呼吸管可以讓潛艇在潛望鏡深度情況下使用柴油機，這樣潛艇就不必上浮即可補充電力。呼吸管的使用大幅改變當時潛艇的作業方式與彈性。在使用呼吸管以前，潛艇一定要浮出海面進行換氣和充電的作業，而這個作業時間限制在夜間。採用呼吸管之後，潛艇只需要將呼吸管伸出海面就得以進行充電的工作，不僅降低潛艇被發現的機率，也擴展潛艇可以充電的時機。
針對這個威脅，盟軍是利用巡邏機攜帶的特殊雷達來尋找微小的呼吸管，即使無法擊沉潛艇，至少也要迫使它無法充電而沒有能力持續的追蹤與攻擊。
核動力
核動力是繼柴電動力之後發展的又一種動力。核動力的原理是通過核子反應爐產生的高溫讓蒸汽機中產生蒸氣之後驅動蒸氣渦輪機，來帶動螺旋槳或者是發電機產生動力。最早成功在潛艇上安裝核子反應爐的是美國海軍的鸚鵡螺號潛艇，全世界公開宣稱擁有核子動力的國家有5個，其中以美國和俄羅斯的使用比例最高。美國甚至在1958年宣布不再建造非核動力潛艇。
核動力潛艇相比於傳統的柴電潛艇，具有動力輸出大，動力續航高（由於核動力潛艇的燃料的補充更換通常在10年以上，相比於僅僅幾周或幾月的柴電動力潛艇要大大增加，所以也通常被視為無限續航），速度快等優點。但核動力潛艇卻有技術難度大，穩定性差，建造費用高，噪音大以及維護要求高的缺點。由於柴電潛艇和不依賴空氣推進技術的發展，核動力潛艇已經不再是先進潛艇動力的唯一標準。
系統
不依賴空氣推進系統
AIP是 (Air-Independent Propulsion) 的簡稱，中文稱為不依賴空氣推進。1930年，德國沃爾特(Walter)博士提出以過氧化氫做為燃料的動力機系統，經過數年的研究和試驗，在二戰末期，沃爾特發明了“沃爾特式動力機”，原理是通過燃燒過氧化氫推動內燃機工作，由於過氧化氫燃燒反映產生氧氣，所以不需要額外空氣，但是早期的沃爾特式動力機並不可靠，因為過氧化氫容易發生自燃反應，因此德國只生產幾艘XVIIB，以過氧化氫為動力的潛艇。
第二次世界大戰之後，許多國家開始研究其他可能的替代動力來源，以延長潛艇在水面下持續作業時間，採用柴油機與電力馬達加上電瓶的搭配，但是在潛艇中攜帶氧化劑或者是其他不需要氧氣助燃的設備，如此一來可以在水面下驅動柴油機進行充電，或者是由新的動力來源為電瓶充電與驅動電力馬達。
儘管不依賴空氣推進擁有大大提高了柴電動力潛艇的能力，但由於過氧化氫等氧化劑的穩定性差，使得不依賴空氣推進的安全性常被質疑。實際上無論早期沃爾特試驗還是二戰後美國，蘇聯的深入研究，都出現了或多或少的事故以及問題。
現代不依賴空氣推進裝置類別主要為空氣封閉柴油機、閉式循環汽輪機、斯特靈閉式動力機以及燃料電池等。
武器系統
彈道飛彈，是戰略飛彈潛艇的主要武器，用於攻擊陸上重要目標，大多攜帶單個或分導式核彈頭。1艘戰略飛彈潛艇裝有彈道飛彈12～24枚，如美國的俄亥俄級戰略核潛艇，一次可攜帶三叉戟D5戰略飛彈24枚，每枚攜帶12個15萬噸級分導式核彈頭，一艘潛艇一次可以投擲288個核彈頭，威力足以摧毀半個歐洲。
巡航飛彈是戰術核潛艇或者攻擊型核潛艇的主戰裝備，有戰術巡航飛彈和戰略巡航飛彈。戰術巡航飛彈，主要用於攻擊大、中型水面艦船；戰略巡航飛彈，主要用於攻擊陸上目標。著名的有美國潛射戰斧巡航飛彈，射程450-2500公里。可用於反艦也可用於對岸核攻擊。
潛射反艦飛彈也是現代潛艇主戰裝備之一，用於攻擊各種水面目標，可水下發射，射程遠，精度高，但威力不如魚雷。
魚雷是潛艇的傳統武器，除了極少數研究用潛艇和袖珍潛艇外，幾乎所有潛艇都裝備有魚雷，主要用於對艦、對潛攻擊。魚雷是破壞艦艇水下結構的利器，命中1枚即可重創一艘驅逐艦，命中1-2枚可擊沉或重創一艘萬噸級商船，命中2-3枚可重創或擊沉一艘萬噸級巡洋艦。過去主要採用無制導的套用壓縮空氣的直航魚雷，二戰中納粹德國和日本相繼發明了電動魚雷、聲自導魚雷和熱動力魚雷。現代潛艇主要裝備533mm-650mm的重型反艦/反潛兩用魚雷。在攻擊中段一般採用線導方式，末段採用聲導、尾流自導等方式進行攻擊。
潛艇使用的水雷，多為沉底水雷，主要布設在敵方基地、港口和航道，用於摧毀敵方艦船。武器控制系統多採用數字計算機，可同時計算跟蹤多批目標，提供決策依據，求出最佳攻擊目標的射擊陣位，並計算出數個目標的射擊諸元，實現武器射擊指揮自動化。
導航系統
包括磁羅經、陀螺羅經、計程儀、測深儀、六分儀、航跡自繪儀，自動操舵儀和無線電、星光、衛星、慣性導航設備等。慣性導航系統能連續準確地提供潛艇在水下的艇位和航向、航速、縱橫傾角等信息。“導航星”全球定位系統使用後，潛艇在海上瞬間定位精度達10米左右。
探測設備 主要有潛望鏡、雷達、聲吶以及雷達偵察告警接收機。潛艇在水下將潛望鏡的鏡頭升出水面，可用目力觀察海面、空中和海岸情況，測定目標的方位、距離和測算其運動要素。現代潛艇在潛望鏡上安裝有雷射測距、熱成像、微光夜視等感測器，具有夜間觀察、照相和天體定位等功能（見潛艇潛望鏡）。雷達，通過雷達升降天線能在水下一定深度測定目標的方位、距離和運動要素，保證潛艇航行安全和對水面艦船實施魚雷或飛彈攻擊，雷達偵察告警接收機的天線採用專門的升降桅桿或寄生於其他升降裝置上，保證潛艇在潛望鏡航行狀態時對敵方雷達的偵察告警。聲吶是潛艇水下活動時的主要探測工具，有噪聲聲吶和回聲聲吶。噪聲聲吶能對艦船進行被動識別、跟蹤、測向和測距；回聲聲吶能主動測定目標的方位、距離和運動要素。此外，還有探雷聲吶、測冰聲吶、識別聲吶和聲線軌跡儀等。
