無畏號核子動力攻擊潛艦

(上與下)皇家海軍第一艘核能潛艦──無畏號核子動力攻擊潛艦 (HMS Dreadnought S-101)

1960年10月21日,無畏號在維克斯.阿姆斯壯造船廠下水之後的畫面。

停泊在碼頭邊的無畏號

在1967年6月24日,無畏號與Type-61巡防艦薩斯布里號(HMS Salisbury F61,後)奉命擊沈西德擱淺的貨輪

Essberger Chemist號。無畏號的魚雷並未擊沈該輪,最後由薩斯布里號以4.5吋艦砲將之擊沈。

(上與下)在1963年8月,英國女王伊莉莎白二世(Queen Elizabeth II)訪問當時服役未久的無畏號。

 

 

──by captain Picard

艦名 無畏號核子動力攻擊潛艦

(HMS Dreadnought S-101)

承造國/承造廠 英國/Vickers Armstrong, Barrow
尺寸(m)

長81 寬9.8 浮航吃水7.9

排水量(ton)

浮航3500

潛航4000

動力系統/軸馬力 Westinghouse S-5W壓水式核子反應器*1

蒸汽渦輪*2/15000

輔助柴油發電機*2/2200

緊急推進電動機/伸縮式舷外螺槳推進器*1

單軸

航速(節)

潛航28 浮航20

續航力 無限制
乘員 113
水面偵測/反制系統

平面搜索雷達*1

電子支援系統

SSDE誘餌發射器*2

水下偵測/反制系統

Plessey Type 2001主/被動陣列聲納

射控/作戰系統

艦載武裝

533mm魚雷發射管*6(發射管內6枚,彈艙裝載量18枚,能使用MK-8魚雷)

備註

1959年6月12日安放龍骨,1960年10月21日下水,1963年4月17日成軍,1982年除役。

 


 

在二次大戰結束後,皇家海軍從納粹德國獲得若干先進潛艦科技,尤其是德國在戰爭末期來不及形成有效戰鬥力、配備革命性華爾特過氧化氫渦輪的潛艦技術,希望能發展一種能長時間在水下高速航行、不需仰賴呼吸管的潛艦。然而,這種「夢想潛艦」真正最具前瞻的技術,則是美國研究的核子推進系統。雖然英國從1946年曾進行核子推進系統的相關研究,但是在1952年10月宣告中止。 在這段期間,英國對新型潛艦動力的發展,主要是根據從納粹德國擄獲的Type XVIIB潛艇(U-1407號)為基礎,建造兩艘探險家級(Exploror class)潛艦,使用仿自Type XVIIB的華爾特循環(Walter cycle)渦輪推進系統,兩艘潛艦分別在1954與1955年下水。>然而,隨後探險家級的測試結果卻 顯示採用過氧化氫(H2O2)為氧化劑的華爾特發動機實用性極差,過氧化氫危險性高。

在1955年,美國海軍完成了全世界第一艘核能攻擊潛艦鸚鵡螺號(USS Nautilus SS-571)。至此,英國不得不承認他們走錯了方向。由於預見蘇聯將建立遠比二戰開戰時的納粹更龐大的潛艦兵力,西方陣營必須在潛艦技術上保持領先才可能打贏這場數量更懸殊的「第二次大西洋之戰」;而鑑於蘇聯隨即也將展開核能潛艦的開發,因此英國勢必跟進才能避免落入下風。在1954年,英國展開了自行研究潛艦核子推進系統的計畫,在哈沃爾(Harwell)成立一個名為HMS Vulcan的核能研究站(Atomic Research Station),與Rolls Royce合作研究,並且在1958年於蘇格蘭的丹瑞(Scotland)完成一個陸基的核子動力系統原型。然而,皇家海軍研究核子動力系統已經晚了一步,為了能即時讓 皇家海軍獲得核能潛艦,英國決定求助於美國。英國得以從美國手中獲得當時最機密的核能潛艦技術,很大一部分歸功於當時英國第一海相(First Sea Lord) 艾爾.蒙巴頓(Lord Louis, Earl Mountbatten)與美國海軍海軍作戰長(Chief of Naval Operations)亞里.柏克將軍(Arleigh Burke)的良好私人關係;雖然美國核能潛艦計畫主導者海曼.李高佛少將(Hyman Rickover)一開始有意對核能潛艦技術輸出設下限制,但他在1956年訪問英國後打消了這個主意。最初李高佛只打算提供英國美國研發的第三代S3W壓水反應器,然而 艾爾.蒙巴頓還是運用人脈,獲得美國同意,輸出當時美國最新型飛魚級(Skipjack class)高速核能攻擊潛艦以及第五代的S5W壓水反應器設計。由於美國的相助,皇家海軍第一艘核能潛艦──攻擊潛艦無畏號(HMS Dreadnought S-101)才得以順利誕生。

值得一提的是,無畏號這個艦名曾用在1906年服役的一艘戰鬥艦上,這艘劃時代的戰艦全世界率先採用統一口徑的主砲(廢除次口徑副砲)以及蒸汽渦輪推進系統的戰鬥艦,在全世界造艦界引發一場革命,這一類型新戰艦因而被稱為「無畏艦」(dreadnoughts);時隔五十年後,作為皇家海軍第一艘核子動力潛艦,「無畏」這個艦名再度為皇家海軍造艦史開啟新的篇章。

無畏號由維克斯.阿姆斯壯廠(Vickers Armstrong, Barrow )承造,然而艦體後半以及裡面的核能推進系統幾乎與美國飛魚級核能潛艦相同,只有前段艦體以及射控、武器系統才算是英國本土的設計。無畏號於1959年6月12日安放龍骨,1960年10月21日下水,1962年裝妥反應器,1963年1月10日展開首次試航,1963年4月17日成軍。

1960年10月21日,無畏號在維克斯.阿姆斯壯造船廠下水的畫面。從無畏

號起,英國核子動力潛艦都採用鯨型外型,艦首上部呈現馬蹄狀,在提

供聲納相同孔徑的情況下可減少表面積,降低流體阻力。 

航行中的無畏號。

無畏號的浮航排水量3500ton,滿載排水量4000ton。在外觀上,無畏號與美國飛魚級的最大不同,就是飛魚級將前水平舵安裝在帆罩上,而無畏號則將之安裝於艦首,並改為伸縮式,以降低高速航行時的阻力。此外, 無畏號並未全盤照抄飛魚級純粹基於高速航行的淚滴型艦體,而使用英國自行開發的鯨型艦型(whale-shaped hull),以淚滴型為基礎發展而成,水面浮航時的性能比淚滴型好得多,這也是往後英國核能潛艦的基本造型。從無畏號起,英式鯨型艦體的艦首大致呈馬蹄狀,主要是在提供艦首聲納陣列相同面積(孔徑)的情況下盡量縮小表面積,能降低阻力與流體噪音。除了核子動力之外,勇士級也裝有應急的柴電系統,包括兩部2200馬力的柴油發電機、一部伸縮式電動推進器(使用時才伸出)以及主蓄電池。

無畏號潛艦的水聲探測系統主要是艦首Type 2001主/被動陣列聲納,由Plessey 研製,其長條的陣列長40英尺(12.2m)、高7英尺(2.13m),安裝在艦首上方,圍繞著艦首正面以及兩側,呈現馬蹄形,是全球最早期的潛艦用適形陣列聲納之一;配合艦首上方外型,陣列內傾20度。Type 2001陣面有1176個水聲換能器單元,以84×4排列。Type 2001主動模式的工作頻段是2.95~3.8kHz,被動工作模式則可選擇1.6KHz~2.3KHz與5~6.5KHz兩個頻段,屬於中頻聲納系統。Type 2001主/被動艦首陣列聲納隨後也用在決心級(Resolution class)核子動力彈道飛彈潛艦以及勇士級(Valiant class)核子動力攻擊潛艦上。 在日後實際使用後發現,艦首上方並不適合安裝聲納,首先是自聲噪音以及周遭環境噪音很容易透過海面反射而進入艦首上方聲納陣列;其次,設置在艦首上方使得波束朝下的角度不足,無法有效運用海底反射與聲波在深海傳遞的通道。因此,從英國第三代核子動力攻擊潛艦快速級(Swiftsure class),艦首聲納陣列就移到艦首的下半部。

無畏號的動力系統是一具與美國飛魚級相同的西屋(Westinghouse)製S-5W壓水式核子反應器,搭配兩具蒸汽渦輪,單軸推進,最大潛航速率28節,浮航速率20節。無畏號的艦首裝備六門533mm魚雷發射器魚雷管位於艦首下方(艦首上方是聲納陣列的位置),魚雷艙內可容納18件武器,配備 二戰時期的MK-8型無導引反艦魚雷。

無畏級主要作為艦隊潛艦,部署在艦隊(如航母編隊)前方,清掃艦隊航路上的水面與水下威脅。在這種運用模式下,Type 2001型會以主動模式工作,讓潛艦能高速航行,因為高速時潛艦噪音嘈雜,無法使用被動聽音模式。然而,做為英國第一種核能潛艦,無畏級並沒有靜音設計,本身相當嘈雜,實際測試中發現15節以上聲納系統就無法工作(包括主動模式),無法配合以18節航行的航母艦隊;因此,無畏級只能以「衝刺-飄移」(Sprint-Drift)方式作業,先以全速衝刺拉開與艦隊的距離,然後停下來用聲納進行搜索,確認沒問題之後再進行下一段衝刺到下一個陣位,使其一直保持在航母編隊前方。以5節航行,無畏號能以主動模式探測到25海浬以外的目標,但在20節航行時工作距離就縮減為5浬;被動模式之下,無畏號以5節航行可偵測到30海浬外使用通氣管充電的敵方潛艦的柴油機噪音,但當無畏號加速到20節時,被動模式探測距離也縮減為6海浬。

在1967年6月24日,無畏號奉命擊沈西德擱淺的貨輪Essberger Chemist號(該輪船頭仍露出水面,影響航道安全),發射三枚魚雷,但該輪並未沈沒,最後由Type-61巡防艦薩斯布里號(HMS Salisbury) 以4.5吋艦砲將Essberger Chemist號擊沈。隨後無畏號在同年啟航前往新加坡,返航後回到蘇格蘭的羅賽船塢(Rosyth Dockyard)進行大修,包括更換反應爐燃料棒,工程完畢後於1970年9月10日回復現役。接下來,無畏號前往北極,並在1971年3月3日成為皇家海軍史上第一艘在北極突破冰層上浮的潛艦。無畏號在1974至1976年進行第二次大修,並再度更換反應器燃料棒。在1977年11月,無畏號部署至南大西洋的福克蘭海域,以反制阿根廷收復福島的呼聲。相較於英國後續新造的勇士級、邱吉爾級等新核能潛艦,無畏號顯得體積過小、噪音較大,而且從1970年代開始遇上一連串機械麻煩,所以在1982年退出現役,之後在1983年4月13日拖到位於蘇格蘭的船塢,拆除反應器燃料棒並封存至今。

在無畏號發展的同時,前述的皇家海軍核能研究站與Rolls Royce也繼續研發英國本土的核能推進系統,最後的成果就是PWR-1壓水式反應系統,成為1960年代英國自行建造的勇敢級(Valiant)、邱吉爾級(Churcuill class)核能攻擊潛艦的動力系統。