韓千飛 周凱 陳友龍

2021年2月8日，日本海上自衛(wèi)隊(duì)發(fā)生一起潛艇與商船碰撞事故。其中最令人瞠目的片段，當(dāng)屬事故發(fā)生3小時(shí)后，艇員才終于用私人手機(jī)和岸上實(shí)現(xiàn)聯(lián)系并上報(bào)事故。“蒼龍”號為什么會發(fā)生碰撞？損失如何？為什么在有多重通信備份的情況下，還會失聯(lián)？本文將對此進(jìn)行抽絲剝繭的分析。

明星主角和事件經(jīng)過

發(fā)生撞船事故的是“蒼龍”級潛艇的首艇SS-501“蒼龍”號，目前部署在廣島縣的吳港，隸屬于第1潛水隊(duì)群第5潛水隊(duì)。該級艇是日本在“親潮”級基礎(chǔ)上研制裝備的最新型潛艇，相較上一代最大進(jìn)步在于批量裝備和應(yīng)用AIP動(dòng)力、X型尾舵、新型非穿透型桅桿、隔音降噪技術(shù)和作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)等新技術(shù)，水下隱蔽性和探測攻擊能力大大提升。作為全球首款批產(chǎn)應(yīng)用鋰電池的常規(guī)潛艇，“蒼龍”級近年來還參加了澳大利亞常規(guī)潛艇招標(biāo)等，可謂是當(dāng)之無愧的明星潛艇。

“蒼龍”號于2007年下水，艇身采用單雙殼體混合結(jié)構(gòu)，耐壓殼由前至后呈現(xiàn)出凹-凸-凹三種不同直徑。內(nèi)部從前至后分別為艏魚雷艙、指揮艙、居住艙、AIP艙、柴油機(jī)艙和推進(jìn)電機(jī)艙。其中艏魚雷艙采用兩層甲板布局，上方為魚雷發(fā)射管、備用魚雷以及填裝機(jī)構(gòu)，下方為艇員居住區(qū);指揮艙和居住艙都為三層甲板結(jié)構(gòu)，前者分別為作戰(zhàn)指揮和艦長室、電子設(shè)備和艇員居住區(qū)、前蓄電池艙，后者為軍官住艙和會議室、廚房餐廳和洗漱區(qū)、后蓄電池艙;AIP艙為兩層甲板結(jié)構(gòu)，上層為4臺斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制設(shè)備，下層為液氧存儲罐;隨后的柴油機(jī)、推進(jìn)電機(jī)艙為未分甲板的大艙段設(shè)計(jì)。

“蒼龍”級是世界常規(guī)潛艇界的明星

“蒼龍”級前10艘SS-501至SS-510號配有AIP系統(tǒng)。AIP艙段帶來的水下續(xù)航能力提升非常明顯，系統(tǒng)中4臺日本國產(chǎn)化的V4-275R斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可提供300千瓦功率，使該艇能以5節(jié)航速低速航行440小時(shí)，考慮到其它設(shè)備用電和為蓄電池浮充的需要，實(shí)際航行時(shí)間約為18天左右。但這一速度僅能用于重點(diǎn)水道的伏擊等守株待兔任務(wù)時(shí)隱蔽進(jìn)出任務(wù)區(qū)的需要，并不能實(shí)現(xiàn)東南、西南海上交通線“周邊有事”時(shí)的快速抵達(dá)，甚至和貨船的巡航速度相比都時(shí)常感到吃力，并且常規(guī)潛艇水下最大沖刺和攻擊占位航速持續(xù)時(shí)間短的問題并沒有得到任何緩解。同時(shí)考慮到布置這一艙段帶來的嚴(yán)重空間和重量浪費(fèi)，以及本國新型鋰電池技術(shù)的飛速發(fā)展，從SS-511“凰龍”號開始，AIP系統(tǒng)被取消，動(dòng)力系統(tǒng)改回傳統(tǒng)柴電形式并增加了蓄電池組數(shù)量。

“凰龍”號蓄電池艙由原來位于指揮和居住艙底端的兩處位置，增加到了貫穿艏魚雷艙到原AIP艙的四個(gè)艙段底層。在數(shù)量增加的同時(shí)，蓄電池組類型從之前能量密度約30Wh/kg的鉛酸電池改為100Wh/kg的錳鋰電池，水下作戰(zhàn)能力相較之前的AIP大大提升。今后計(jì)劃從SS-513開始換裝能量密度達(dá)到300Wh/kg的硫鋰電池，換裝后可以7節(jié)航速行駛802小時(shí)（10節(jié)時(shí)為284小時(shí)，15節(jié)90小時(shí)，20節(jié)39小時(shí)），相較AIP而言不但能在作戰(zhàn)前縮短進(jìn)出任務(wù)區(qū)時(shí)間，同時(shí)還能確保單次戰(zhàn)斗中的高速突防和發(fā)射占位，甚至在靜音航速下的水下續(xù)航能力也足以滿足對抗核潛艇的需要。而在取消AIP系統(tǒng)后，原AIP艙被改為居住艙，原艏魚雷艙下層被蓄電池組占據(jù)。

“蒼龍”號內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局示意圖，單雙殼體混合和大艙段設(shè)計(jì)雖然提供了較好的工作和生活環(huán)境，但儲備浮力低，抗沉性差

根據(jù)日本媒體報(bào)道，本次事故發(fā)生在2月8日上午10點(diǎn)58分左右，“蒼龍”號在四國島西部海域執(zhí)行緊急上浮科目訓(xùn)練任務(wù)過程中，處于上浮階段時(shí)通過潛望鏡突然發(fā)現(xiàn)了航線上的“鴻通”號貨輪，但躲避不及導(dǎo)致了碰撞事故。當(dāng)時(shí)位于餐廳的三名艇員一人頭部撞傷，兩人燙傷，但都是輕微傷不需要額外救治?！吧n龍”號在事故發(fā)生后上浮至水面，艇員第一時(shí)間來到艦橋并掛起角反射器規(guī)避來往船只，并對損失情況進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)指揮圍殼右側(cè)頂端和圍殼舵破損，圍殼內(nèi)的多種設(shè)備無法使用，所有對岸通信系統(tǒng)失效。由于事發(fā)海域距離最近岸上約30海里，為第一時(shí)間向岸基指揮所報(bào)告情況，“蒼龍”號轉(zhuǎn)向岸上方向以水面狀態(tài)航行3個(gè)多小時(shí)，進(jìn)入岸上移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域后，終于在下午2點(diǎn)20分在艦橋露天位置，通過艇員私人手機(jī)向岸上匯報(bào)，并按照指令返港。

接到匯報(bào)后，日本海上保安廳出動(dòng)薩博340巡邏機(jī)進(jìn)行了空中勘察，隨后海上自衛(wèi)隊(duì)還出動(dòng)了P-1反潛巡邏機(jī)對事發(fā)海域進(jìn)行了搜索以判斷是否有燃油泄露和人員落水等情況發(fā)生。

事故另一主角“鴻通”號對于撞擊毫無感覺，在事故發(fā)生后繼續(xù)按照既定航線向日本岡山縣的水島港行駛，計(jì)劃2月8日當(dāng)天14：00到達(dá)，直到日本海上保安廳在事故發(fā)生后主動(dòng)聯(lián)絡(luò)才得知此事，不過“鴻通”號表示“并未感受到撞擊帶來的振動(dòng)，應(yīng)該對船體沒有損傷，船員都平安無事”。日本海上保安廳于9日上午開始對事故進(jìn)行全面調(diào)查，并以涉嫌“業(yè)務(wù)過失往來危險(xiǎn)”和“業(yè)務(wù)過失傷害”對自衛(wèi)隊(duì)開展調(diào)查。運(yùn)輸安全委員會的船舶事故調(diào)查官也在10日開始了事故調(diào)查。“鴻通”號在事發(fā)后按照要求駛向神戶港錨泊協(xié)助調(diào)查，潛水員對船體進(jìn)行了水下勘察。

短暫調(diào)查結(jié)束后的2月13日早8時(shí)，“鴻通”號起航前往最終目的地水島港，并于下午5時(shí)43分安全抵達(dá)。同日“蒼龍”號從高知港起航，在403號潛艇救援艦伴隨下駛向神戶港的三菱造船廠，在繼續(xù)接受調(diào)查的同時(shí)進(jìn)行修理。

事故發(fā)生后的“蒼龍”號

“蒼龍”為何撞船？

這次事故中“蒼龍”號可謂是逃過一劫。“鴻通”是一艘滿載排水量高達(dá)9.3萬噸的散貨船，長229米，寬38米，吃水最深達(dá)14.9米。通過對其AIS信息查詢得知，事發(fā)早晨該船從08：00～13：00均保持著13.8節(jié)航速，13：00～17：10靠近海岸線后降為約10節(jié)，隨后航速變化劇烈，應(yīng)該是在接收到海事部門指令后聽令航行。而“蒼龍”號水下排水量僅有約3300噸，采用了典型大分艙結(jié)構(gòu)，特別是其公開展示的餐廳區(qū)域面積幾乎和很多核潛艇不相上下，內(nèi)部空間工作和居住環(huán)境非常出色，但這也導(dǎo)致其儲備浮力極低，抗沉性差。本次事故中受到撞擊的圍殼下方正好是單殼體結(jié)構(gòu)，前方圍殼出入口聯(lián)通艏魚雷艙，貫通式潛望鏡結(jié)構(gòu)聯(lián)通指揮艙。

在這種情況下，即便不考慮“蒼龍”號的航向航速，數(shù)萬噸的貨輪以13.8節(jié)航速航行時(shí)的巨大慣性，也足以將迎面靜止的潛艇當(dāng)場撞為兩截，在撞擊面較少時(shí)則會導(dǎo)致艏部兩艙嚴(yán)重進(jìn)水，即便及時(shí)采取封艙和前水艙高壓吹水，也很難使?jié)撏ЬS持平衡進(jìn)而一頭扎向海底……面對體量完全不成比例的貨船和潛艇，結(jié)合貨輪關(guān)于撞擊毫無察覺的表態(tài)和事后勘察到的水下碰撞照片，以及“蒼龍”號并未有進(jìn)水報(bào)告的報(bào)道不難看出，“蒼龍”號這次可謂是死里逃生，只是圍殼部分和貨船親密“剮蹭”了一番。不過這并不意味著“蒼龍”號只受輕傷，畢竟?jié)撏R深度并不能檢驗(yàn)?zāi)蛪簹p傷，只有進(jìn)塢采用X光或者超聲波探傷后才能具體確定損失，這也是“蒼龍”號駛向神戶港時(shí)采用水上航行狀態(tài)的重要原因之一。

日本海上保安廳薩博340海上巡邏機(jī)在事故發(fā)生后拍攝到的“蒼龍”號畫面

通常在常規(guī)潛艇上浮前，應(yīng)該首先利用艇上各型聲學(xué)被動(dòng)探測系統(tǒng)進(jìn)行周邊環(huán)境探測，隨后根據(jù)任務(wù)選擇僅升起潛望鏡、ESM桅桿或通信桅桿，進(jìn)行短暫偵察通聯(lián)，確認(rèn)沒有異常后才會升起反射截面積更大的通氣管進(jìn)行充電，或者轉(zhuǎn)為水面航行狀態(tài)。“蒼龍”號作為同時(shí)擁有主被動(dòng)聲吶、舷側(cè)大型低頻被動(dòng)以及拖曳陣列聲吶等多重探測手段的日本最新型潛艇，大家最為疑惑的就是其上浮前難道沒有發(fā)現(xiàn)貨船？

這個(gè)問題涉及到潛艇聲學(xué)探測的最大難題——側(cè)向測距難。首先可以肯定的是，現(xiàn)代海戰(zhàn)中除了水下通信和探測水深等極少數(shù)用途外，潛艇幾乎不會使用主動(dòng)聲吶進(jìn)行探測，而是以中、低頻被動(dòng)聲吶為主，“蒼龍”號在上浮前自然也不會使用這種探測方式。事發(fā)海域是典型淺海地形，平均水深約200米，在這一背景下，完全無需考慮靜音的貨船以13.8節(jié)航速航行時(shí)，柴油機(jī)和槳葉驅(qū)動(dòng)的聲學(xué)特征非常明顯，對于潛艇而言可謂是最典型的目標(biāo)形態(tài)。只不過在這種淺?；祉懜蓴_下僅靠被動(dòng)聲吶偵察，受到這種無源探測定位主要依靠側(cè)向交匯定位而非測距定位原理影響，定位精度并不如在背景相對干凈的深海中，并且不同深度下的聲學(xué)反射特點(diǎn)也截然不同。這種被動(dòng)偵察時(shí)的巨大誤差，其實(shí)在很多潛艇模擬游戲中都有所展現(xiàn)，例如在《冰冷海域》中，被動(dòng)偵聽計(jì)算出的概略“目標(biāo)”位置，和發(fā)射線導(dǎo)魚雷抵近后開啟主動(dòng)聲吶，以及潛艇開啟主動(dòng)聲吶后探測到的目標(biāo)實(shí)際位置，往往都存在較大差異。

在潛艇救援艦伴隨下駛向神戶港的“蒼龍”號

可以說，事發(fā)時(shí)只要“蒼龍”號的聲吶有人正常值守，或許難以精確判定貨船位置，但絕不可能沒有發(fā)現(xiàn)其存在，結(jié)合事發(fā)海區(qū)相對固定的商船航線等信息，完全可以做到上浮前主動(dòng)規(guī)避，而不是在明知附近有貨輪且無法判斷精確位置時(shí)，貿(mào)然“賭一把”伸出潛望鏡準(zhǔn)備上浮。值得一提的是，也有猜測認(rèn)為，可能是涌浪導(dǎo)致升起高度不夠的潛望鏡在一次周視中沒有發(fā)現(xiàn)貨船，但結(jié)合事發(fā)海區(qū)當(dāng)時(shí)良好的海況來看，這一推論并不成立。

既然“蒼龍”號有能力實(shí)現(xiàn)規(guī)避，那又為何出現(xiàn)了這樣的事故？筆者認(rèn)為海自報(bào)道中對于“蒼龍”號的部分說明或許給出了答案——“蒼龍”號此前因定期檢查而長期未出海，事故當(dāng)天正在進(jìn)行高難度任務(wù)的恢復(fù)性訓(xùn)練。在多重聲吶設(shè)備幾乎不可能出問題的情況下，出問題的就只能是人。本次事故的直接原因，恐怕就是艇員業(yè)務(wù)技能下滑或者思想麻痹了。還有一種猜想認(rèn)為貨船可能是從潛艇后方聲吶盲區(qū)位置駛來，潛艇此時(shí)恰好又沒有放出后方的拖曳聲吶進(jìn)而導(dǎo)致了事故的發(fā)生。這種猜想有一定道理，但就算身后有盲區(qū)也不會在貨船如此靠近時(shí)被動(dòng)聲吶毫無反應(yīng)，也不會在沒有通過一定回轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)探測就在商船航道上貿(mào)然上浮，問題的關(guān)鍵恐怕依然與艇員操艇技術(shù)水平和責(zé)任心直接相關(guān)。

公開展示上浮科目訓(xùn)練中的“蒼龍”，可以明顯看出升起的是CM-010搜索潛望鏡和多用途通信桅桿

另外令人費(fèi)解的是，從事后照片看，“蒼龍”號對海觀察時(shí)，升起的是視場相對較窄的國產(chǎn)光學(xué)攻擊潛望鏡，而非自英國引進(jìn)的具有寬視場和晝、夜通道等的CM-010非貫穿式光電搜索潛望鏡。筆者猜測這可能是已經(jīng)裝備部隊(duì)14年之久的CM-010的CCD成像質(zhì)量，并不如使用傳統(tǒng)光學(xué)通路的攻擊潛望鏡，艇員更習(xí)慣和信賴后者吧。

剮蹭為何導(dǎo)致通信系統(tǒng)全部失效？

在探討通信系統(tǒng)為何失效前，我們先來看看其指揮圍殼上都有哪些設(shè)備。

“蒼龍”級圍殼結(jié)構(gòu)和上一代“親潮”級相比變化較大，重要桅桿位置全部重新布置。由于其圍殼厚度較大，因此各型觀瞄通信桅桿都采取了雙排布置形式，圍殼結(jié)構(gòu)頂端最前端為人員進(jìn)出和露天指揮室，最后端是柴油機(jī)和艇內(nèi)通風(fēng)進(jìn)氣管。中間從前至后由左至右共有7具桅桿和一根天線，分別是后方左側(cè)倒放的VHF鞭裝天線、英國授權(quán)生產(chǎn)的CM-010非貫穿式搜索潛望鏡、ZLR-7ESM電子支援桅桿、HF/VHF通信桅桿，右后方是J/ZPS-6F水面搜索雷達(dá)、貫穿式攻擊潛望鏡、多用途通信桅桿，以及一處用途不明的桅桿設(shè)備。其中兩部潛望鏡頂端均有窄帶雷達(dá)告警裝置，在功能上與ESM桅桿形成相互備份，減少偵察時(shí)的雷達(dá)反射截面暴露。

“蒼龍”號的通信手段眾多，除了僅能在水下接收不能發(fā)送的甚低頻系統(tǒng)外，還有多部多型供水上使用的衛(wèi)通、高速數(shù)據(jù)鏈路、VHF和HF等數(shù)傳和話音電臺;在硬件層面上有上文提到VHF圍殼可收放鞭狀天線、HF/VHF通信桅桿，以及能夠?qū)崿F(xiàn)敵我識別、GPS信號接收、高速數(shù)據(jù)鏈/衛(wèi)通/VHF/HF等功能于一身的多用途通信桅桿。而這也是目前大家最為疑惑的部分，既然有如此眾多的通信手段，為何在撞擊后全部失效？

“蒼龍”號的圍殼結(jié)構(gòu)對比，事故發(fā)生后VHF 鞭狀天線、攻擊潛望鏡和HF/VHF通信桅桿就一直處于升起狀態(tài)

有兩種情況會導(dǎo)致系統(tǒng)失效，一種是通信桅桿正常升起后系統(tǒng)故障無法工作。這個(gè)問題的關(guān)鍵在于，雖然各通信系統(tǒng)從軟硬件層面真正實(shí)現(xiàn)了互為備份，但受限于潛艇結(jié)構(gòu)，大部分硬件設(shè)備，例如可升降的天線、天線調(diào)諧器等都只能布置在圍殼內(nèi)，其余設(shè)備例如信號收發(fā)處理機(jī)和加密設(shè)備等只能布置在耐壓殼內(nèi)，這就導(dǎo)致潛艇的通信系統(tǒng)和陸上、艦艇乃至航空裝備存在巨大差異——系統(tǒng)饋電和波導(dǎo)等功能只能在桅桿硬件升降到位和排水后才會連接，其余時(shí)間則是斷聯(lián)狀態(tài)。而出于減少耐壓殼開孔數(shù)量等的考慮，這些系統(tǒng)間線纜和饋電組件大都會集中在一起進(jìn)出耐壓殼體，客觀上存在一損俱損的情況，一旦出現(xiàn)故障就算桅桿正常升起也無法使用。那么，是什么原因會導(dǎo)致穿艙孔部位的線纜出現(xiàn)故障？

這就要提到第二種系統(tǒng)失效的原因——桅桿無法正常升起。從事故發(fā)生到抵達(dá)神戶進(jìn)行修理的現(xiàn)場畫面看，“蒼龍”號圍殼上右側(cè)的貫穿式攻擊潛望鏡、左側(cè)的HF/VHF通信桅桿和VHF鞭狀天線始終處于升起狀態(tài)且沒有可見擦傷或撞傷，其余桅桿都處于收起狀態(tài)。出于對撞擊后艇身密封情況未知和繼續(xù)對海觀察的考慮，貫通型攻擊潛望鏡在事故發(fā)生前后應(yīng)該始終處于升起狀態(tài)，而HF/VHF通信桅桿和鞭裝天線的升起時(shí)機(jī)，因?yàn)榕c實(shí)際訓(xùn)練科目和事后的對岸通聯(lián)有關(guān)，目前還不得而知。圍殼頂端右側(cè)受到撞擊，具體位置在搜索雷達(dá)到水下拖曳天線設(shè)備之間，期間前三部桅桿的升降收納加固引導(dǎo)框基座頂端，均出現(xiàn)遭到擠壓后的破損裸露，拖曳設(shè)備升降孔外側(cè)受到擠壓。圍殼舵的損傷最嚴(yán)重，除了舵面的可見破損外，圍殼內(nèi)的作動(dòng)裝置也受到重創(chuàng)失去控制能力。

“蒼龍”號的圍殼和圍殼舵面受損嚴(yán)重

因此結(jié)合上述兩點(diǎn)原因，我們可以對“蒼龍”失去全部對外通信能力的原因做一猜想：事故發(fā)生時(shí)，圍殼和圍殼舵在巨大沖擊下出現(xiàn)了一定的結(jié)構(gòu)位移和轉(zhuǎn)軸扭曲，對內(nèi)部多部桅桿的硬件升降系統(tǒng)和饋電信號系統(tǒng)造成損害，使其無法升起、升起后無法下降，或升起后無法上電工作，最終導(dǎo)致了通信系統(tǒng)全部失靈。

手機(jī)立功背后的潛艇通聯(lián)思考

這次事故中最耐人尋味的，當(dāng)屬通過艇員私人手機(jī)上報(bào)事故的部分。潛艇上允許艇員帶私人手機(jī)嗎？顯然通常不會允許這種事發(fā)生，但現(xiàn)實(shí)不會如此。在很多國家的潛艇部隊(duì)紀(jì)錄片中都可以看到，在執(zhí)行海外部署和訪問等任務(wù)時(shí)，為了上岸后的通聯(lián)方便，水兵們都是攜帶手機(jī)上艇的，只不過在作戰(zhàn)任務(wù)中則恐怕要看各艇實(shí)際落實(shí)情況了。畢竟連美海軍也出現(xiàn)過艇員用私自攜帶上艇的手機(jī)拍照，隨后因?yàn)槭謾C(jī)在2012年遺失導(dǎo)致“洛杉磯”級潛艇內(nèi)部設(shè)備照片泄密的情況發(fā)生，而英國海軍更是在今年2月7日曝出男女軍官在核潛艇內(nèi)拍攝視頻上傳網(wǎng)絡(luò)的新聞。因此“蒼龍”號艇員的行為其實(shí)也不難理解，從事后結(jié)果來看或許還應(yīng)該感謝他的“違規(guī)”給“蒼龍”號保留了一條通信手段。

“蒼龍”號在發(fā)生事故時(shí)缺乏有效的通信手段

可能很多讀者都注意到，不管是分布式殺傷還是海空一體化作戰(zhàn)理論，潛艇好像都被排除在外。如同電影《冰海陷落》中美海軍核潛艇艇長所言，“只有上浮到能夠伸出通信天線的深度，艇上的一切才能夠被世人所知……”通信尚且如此，數(shù)據(jù)通聯(lián)就更是難上加難。海洋給了潛艇天生的隱蔽優(yōu)勢，但也同時(shí)蒙上了它的眼睛和嘴巴，盡管采取了諸如舷側(cè)聲吶基陣和長波通信等技術(shù)，但與水面作戰(zhàn)艦艇相較而言依然是看不遠(yuǎn)、聯(lián)不上。二戰(zhàn)時(shí)期典型的潛艇集群戰(zhàn)術(shù)，反而隨著搜潛技術(shù)的發(fā)展演變?yōu)槟壳暗膯未颡?dú)斗態(tài)勢。因此可以說，盡管潛艇作戰(zhàn)能力近年來得到極大提升，但它依然難以有效融入現(xiàn)代信息化作戰(zhàn)體系之中。相信在本次事故發(fā)生后，“蒼龍”號至少應(yīng)該會為艇上配備一部海事電話，確保緊急情況下只要上浮就可以隨時(shí)通聯(lián)岸上。但潛艇自身眾多通信手段都集中在圍殼上，以及水下“孤獨(dú)殺手”的特征恐怕不會有任何變化。