“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇的设计及争议细节

知远战略与防务研究所 吴新建/编译

自：美国国会研究服务局网站2022年3月31日

【知远导读】美国国会研究服务局网站于2022年3月31日发表了罗纳德·奥罗克撰写的报告：《美国海军“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇计划：背景与国会议题》（Navy Columbia (SSBN-826) Class Ballistic Missile Submarine Program: Background and Issues for Congress）。弹道导弹核潜艇，又称战略导弹核潜艇。主要用于对陆上军事、政治、经济等战略目标实施核打击，是国家战略核力量的重要组成部分，进行核威慑和核反击的主要力量。随着“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇即将退役，新的弹道导弹核潜艇建造工作已经成为美国海军的重中之重。本报告介绍了“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇（“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇的替代艇型）计划的历史、现状和未来面临的挑战，对于潜艇建造数量、潜射导弹发射管配置数量等分歧严重的问题进行了充分论证；全面分析了“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇首舰的建造成本、资金申请、授权和拨款情况，并分析了该项目对于其他海军造舰项目的影响以及应对措施。文章最后列举了国会需要考虑的潜在议题。

报告全文长约55000字，推送部分选自报告的附录D。

本附录提供了有关“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇设计的相关背景信息。

一些关键的设计指标

“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇的设计将包括以下指标：

·“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇的设计预期使用寿命为42年。¹

·与需要中期核燃料换料的“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇不同，²“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇将配备全寿命核燃料堆芯(一种足以在整个预期使用寿命内为该舰提供动力的核燃料核芯)。³尽管“哥伦比亚”级潜艇在其42年的使用寿命中不需要进行中期核燃料换料，但仍需要中期非换料大修（即不包括核燃料换料的大修）。

·“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇将配备电力驱动推进系统，而不是其他海军潜艇使用的机械驱动推进系统。预计电力驱动系统比机械驱动系统更安静（即更隐蔽）。⁴

·“哥伦比亚”级与“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇的潜射弹道导弹发射管尺寸相同（即直径为87英寸且长度足以容纳D-5潜射弹道导弹的发射管）。

·“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇艇身宽度为43英尺⁵，而“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇艇身宽度为42英尺⁶，“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇艇身长度为560英尺，与“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇相同。⁷

·与“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇配备24具潜射弹道导弹发射管不同，“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇只有16具潜射弹道导弹发射管。

·如前所述，虽然“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇潜射导弹发射管数量比“俄亥俄”级潜艇少，但就水下排水量而言，它比“俄亥俄”级潜艇大。据报道，“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇的水下排水量为20815吨（截至2014年8月），而“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇为18750吨。⁸“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇与之前的“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇一样，将是美国有史以来建造的最大潜艇。

·美国海军表示，“由于战略相关性的独特需求，'哥伦比亚’级弹道导弹核潜艇必须具备最强的作战性能和隐身能力，以确保它们能够在整个40年的使用寿命中生存。”⁹

2013年关于“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇替代方案的文章

2013年6月26日，海军水下作战总监(N97)理查德·布雷肯里奇(Richard Breckenridge)少将发表了一篇博文，分析了“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇替代方案的审查情况，其中部分观点如下：

在过去的五年中，海军与美国战略司令部、联合参谋部和国防部长办公室合作，对各种“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇替代方案进行了分析，这些潜艇将于2027年开始退役。该分析报告包括各种替代平台选项，如基于非常成功的“弗吉尼亚”级攻击型潜艇和当前的“俄亥俄”级弹道导弹潜艇的设计。最后，海军选择采用一种新设计，该设计借鉴了“俄亥俄”级、“弗吉尼亚”级潜艇建造时取得的技术进步以及提高成本效率的方式。

最近，许多专家推测，通过基于“弗吉尼亚”潜艇的选项或重启“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇生产线，可以更经济有效地实现所需的可生存威慑。从表面上看，这两种想法都是有道理的，这也是它们入围待评估备选方案的原因——但魔鬼在细节中。当我们仔细研究这些细节时，每一种方案在军事效能和成本效率方面都存在缺陷。

配备“三叉戟II”D5导弹的基于“弗吉尼亚”级潜艇的弹道导弹核潜艇设计

以“弗吉尼亚”级攻击潜艇为基础的具有大直径导弹舱的弹道导弹核潜艇设计由于存在大量的缺陷而被否决。具体问题包括：

·由于船体流线型差，并且缺乏能够安静地推动更大艇身的传动系统，无法满足生存能力（隐身）要求；

·由于改装时间较长，无法满足海上可用性要求（(因为设备在船体内封装得更紧密，它需要更多的时间来更换、修理和重新测试）；

·由于中期检修时间较长（需要加油），无法满足可用性要求；

·需要更多的潜艇才能满足相同的作战要求；

·减少了舰载导弹和海上弹头，将降低保护国家所需的威慑价值；

·由于对“弗吉尼亚”系统进行了广泛的重新设计（例如，更高的翼、更大的控制面和更坚固的支撑系统）以与大型导弹舱匹配，因此比其他替代方案更昂贵。

我们将耗费更多的资金（装备更多的舰艇），但获得的是更低的威慑能力（部署在海上的弹头数量减少），更差的生存能力（这些平台隐身能力更低）。

搭载更小导弹的基于“弗吉尼亚”级潜艇的弹道导弹核潜艇设计。一些人鼓励开发一种新的、更小的导弹，以配合基于“弗吉尼亚”级潜艇研发的弹道导弹核潜艇。如果这样做，我们刚刚讨论过的基于“弗吉尼亚”级潜艇研发的弹道导弹核潜艇的许多不足之处仍将存在，并增加一系列新问题。基于20多年前最后一次生产核弹的工业基础，从零开始研发一种新的核导弹，不仅具有挑战性，而且成本高昂，还需要进行大量试验。我们谨慎地决定延长当前导弹的使用寿命，正是为了使复杂（且成本高昂）的导弹开发计划，与新的潜艇替换计划脱钩并降低风险。此外，较小的导弹意味着较短的射程，需要弹道导弹核潜艇的巡逻距离更长。这将需要更多的潜艇部署在海上，从而损害潜艇的生存能力，并最终削弱我们的威慑效力。由于成本、技术和进度风险很大，这种选项几乎没有什么吸引力。

基于“俄亥俄”级潜艇研发弹道导弹核潜艇。一些人认为我们应该重启“俄亥俄”级潜艇的生产线，并恢复建造“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇。然而，这根本无法做到，因为“俄亥俄”级潜艇生产线已经不存在。它早已经过升级和现代化改造，旨在使用计算机化设计和模块化、自动化的建造技术来建造最先进的“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇。是否能够重新设计“俄亥俄”级潜艇，以便可以使用新的生产设施建造具有传统性能的舰艇呢？答案也是否定的，这是“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇自身的以下特点造成的：

·由于“俄亥俄”级潜艇的设计限制和使用螺旋桨而不是推进器（这几乎是所有新潜艇的标配），无法提供所需的静音效果；

·需要14艘而不是12艘弹道导弹核潜艇，才能恢复“俄亥俄”级潜艇的作战可用性标准（顺便说一下，这将与《新削减战略武器条约》的限制产生矛盾）；

·因为“俄亥俄”级潜艇的传统系统组件已经过时，从而导致可靠性和价值降低；

最后，这将需要采购更多的潜艇（14艘）来提供所需的海上存在，并且每艘潜艇的隐身能力较差，在应对可预见的21世纪威胁时的生存能力也较差。

正确答案——基于“俄亥俄”级潜艇改进的新的弹道导弹核潜艇：通过详尽的分析，海军得出结论，“俄亥俄”级潜艇的替代艇型，应该基于“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇的成熟性能、其“三叉戟II”D5战略武器系统，及其作战周期研发。为此，该文补充说：

·必要时可以通过增强其隐身性，以应对在其使用寿命内预期出现的威胁，尽可能增加与“弗吉尼亚”级潜艇系统（泵、阀门、声纳等）的通用性，从而在设计、采购、维护和后勤方面节省成本；

·通过模块化构造和使用商用现货，以便与现役潜艇使用的设备保持一致，以降低制造、维护和现代化的成本。

·降低总拥有（采购加运营）成本，投资于能够满足整个使用寿命周期的反应堆核芯，可以用更少的平台提供相同的海上存在感。

虽然“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇的替代艇型是一种“新设计”，但它实际上是一款从50年的水下威慑，从“俄亥俄”级潜艇、“弗吉尼亚”级潜艇，从造船效率和维护方面的进步，以及从提供可生存的核威慑的严峻的现实中汲取了最好经验教训的弹道导弹核潜艇。最终，这将是一种低风险、具有成本效益的平台，能够顺利取代“俄亥俄”级潜艇，并在21世纪提供有效的海底战略威慑。¹⁰

关于16具潜射弹道导弹发射管和20具潜射弹道导弹发射管的争议

概述

海军决定为新设计的“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇配备16具潜射导弹发射管而不是20具，是其降低计划中2号到12号潜艇的平均采购成本估值，使海军2010财年的目标成本达到49亿美元的几个决定之一。¹¹一些观察人士担心，为“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇配备16具潜射弹道导弹发射管而非20具，会导致美国战略核力量在21世纪30年代及以后面临没有足够的能力来发挥威慑作用的风险。这些观察人士指出，为了遵守《新削减战略武器条约》对战略核武器的限制，国防部计划在未来几年内运营一支由14艘搭载“三叉戟”核弹的弹道导弹核潜艇组成的舰队，每艘潜艇配备20具可作战的潜射导弹发射管（每艘潜艇的24具潜射导弹发射管中的4具不用于发射导弹)，共计280具可作战的潜射导弹发射管，然而，根据“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇建造计划，新的潜艇舰队将由12艘弹道导弹核潜艇组成，每艘潜艇配备16具潜射导弹发射管，总共192具发射管，与前者的280具可作战发射管相比，少了31%。这些观察人士还指出，战略威慑力量的需求预计到2080年仍存在不确定性，届时最后一艘“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇将退役。这些观察人士还质疑，为“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇配备16具而非20具发射管的计划，是否得到了包括美国战略司令部在内的国防部所有部门的充分支持。

作为回应，海军和其他国防部官员表示，做出为“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇配备16具而非20具发射管的决定，是国防部内部慎重考虑的结果，并且他们相信配备16具发射管的“哥伦比亚”级潜艇舰队将赋予美国战略核力量足够的能力，在21世纪30年代及以后充分发挥威慑作用。”

《2012财年国防授权法案》第242节的相关内容

《2012财年国防授权法案》(H.R.1540/P.L.112-81，2011年12月31日）要求国防部提交一份关于“哥伦比亚”级弹道导弹核潜艇项目的报告，其中包括对舰艇数量和每艘潜艇潜射导弹发射管数量的各种组合的评估。该部分的正文如下：

第242条关于“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇替换选项的报告和成本评估。

(a)报告要求——最迟在本法案颁布之日起180天之内，海军部长和美国战略司令部司令，应联合向国会国防委员会提交一份关于“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇替代项目的报告，报告中包括(b)小节中要求的内容。报告应包括以下内容：

·评估与每个方案相关的采购成本和总使用周期成本。

·评估每个方案满足以下条件的能力：

(A)自本法案颁布之日起指挥官发布的海上需求；

(B)此类需求的任何预期变化。

·评估每个方案满足以下条件的能力：

(A)自本法颁布之日起实施的核利用和规划纲要；

(B)此类纲要的任何预期变化。

·描述假设的威胁和战略环境，并提供信息以了解如何为最终方案的选择，以及每个方案如何为应对威胁和战略环境的变化提供灵活性。

(b)考虑的选项——本小节中描述的“俄亥俄”级弹道潜艇替代项目的选项如下：

·一支由12艘潜艇组成的舰队，每艘潜艇配备16具潜射导弹发射管。

·一支由10艘潜艇组成的舰队，每艘潜艇配备20具潜射导弹发射管。

·一支由10艘潜艇组成的舰队，每艘潜艇配备16具潜射导弹发射管。

·一支由8潜艇组成的舰队，每艘潜艇配备20具潜射导弹发射管。

·海军部长、战略司令部司令认为合适的任何其他选项。

(c)形式——(a)小节要求的报告应以非机密形式提交，但可以包括机密附件。

上述(c)小节规定，报告“应以非机密形式提交，但可能包括机密附件”。

提交的报告主要是机密附件，有一份只有1页的非机密摘要，其正文如下（文中的下划线部分和原文相同）：

《2012财年国防授权法案》指示海军部长和美国战略司令部司令联合向国会国防委员会提交一份报告，对“俄亥俄”级潜艇替代项目中4种不同的弹道导弹潜艇舰队选项进行评估。评估考虑了当前的作战需求和规划纲要。分析的4种弹道导弹核潜艇舰队选项分别是：

·12艘弹道导弹核潜艇，每艘配备16具潜射导弹发射管

·10艘弹道导弹核潜艇，每艘配备20具潜射导弹发射管

·10艘弹道导弹核潜艇，每艘配备16具潜射导弹发射管

·8艘弹道导弹核潜艇，每艘配备20具潜射导弹发射管

弹道导弹核潜艇部队仍然是美国“三位一体核力量”不可分割的一部分，并通过不容置疑的可生存能力、可靠的第二次打击能力来促进威慑。弹道导弹核潜艇的数量及其导弹发射管总量是我们灵活应对战略环境中威胁和不确定性变化的重要因素。

我们对每一种方案进行了评估，包括满足核使用和规划纲要的能力、满足海上需求的能力、应对假定威胁和战略环境未来变化的灵活性以及成本。一般来说，弹道导弹核潜艇更多的方案可以向下调整以应对减少的威胁；然而，弹道导弹核潜艇较少的方案很难向上调整以应对日益增长的威胁。

显然，规模较小的弹道导弹核潜艇部队将比规模较大的舰队获得投资更少，但我们评估后发现，减少潜艇数量的方案无法满足当前的海上和核使用需求，增加了部队生存能力的风险，限制了未来应对不确定战略的灵活性。我们的评估是一个记录在案的项目，12艘弹道导弹核潜艇，每艘潜艇配备16具潜射导弹发射管，能够提供性能、灵活性和成本的最佳平衡，满足指挥官的需求，同时支持国家的战略威慑任务目标。

【1】Rear Admiral David Johnson, briefing to Naval Submarine League Annual Symposium [on] Expanding Undersea Dominance, October 23, 2014, briefing slide 19. See also William Baker et al., “Design for Sustainment: The Ohio Replacement Submarine,” Naval Engineers Journal, September 2015: 89-96.

【2】As mentioned earlier (see “Current Ohio-Class SSBNs”), the Ohio-class boats receive a midlife nuclear refueling overhaul, called an Engineered Refueling Overhaul (ERO), which includes both a nuclear refueling and overhaul work on the ship that is not related to the nuclear refueling.

【3】U.S. Navy, Report to Congress on Annual Long-Range Plan for Construction of Naval Vessels for FY 2011, February 2010, p. 5.

【4】Source: Rear Admiral David Johnson, briefing to Naval Submarine League Annual Symposium [on] Expanding Undersea Dominance, October 23, 2014, briefing slide 19. See also the spoken testimony of Admiral Kirkland Donald, Deputy Administrator for Naval Reactors, and Director, Naval Nuclear Propulsion, National Nuclear Security Administration, at a March 30, 2011, hearing before the Strategic Forces Subcommittee of the Senate Armed Services Committee, as shown in the transcript of the hearing, and Dave Bishop, “What Will Follow the Ohio Class?” U.S. Naval Institute Proceedings, June 2012: 31; and Sam LaGrone and Richard Scott, “Strategic Assets: Deterrent Plans Confront Cost Challenges,” Jane’s Navy International, December 2011: 16. For more on electric drive propulsion, see CRS Report RL30622, Electric-Drive Propulsion for U.S. Navy Ships: Background and Issues for Congress, by Ronald O'Rourke.

【5】Beam is the maximum width of a ship. For Navy submarines, which have cylindrical hulls, beam is the diameter of the hull.

【6】Dave Bishop, “What Will Follow the Ohio Class?” U.S. Naval Institute Proceedings, June 2012: 31. (Bishop was program manager for the Columbia-class program.) See also Sam LaGrone and Richard Scott, “Strategic Assets: Deterrent Plans Confront Cost Challenges,” Jane’s Navy International, December 2011: 15 and 16.

【7】Sydney J. Freedberg, “Navy Seeks Sub Replacement Savings: From NASA Rocket Boosters To Reused Access Doors,” Breaking Defense (http://), April 7, 2014.

【8】Navy information paper on Columbia-class program dated August 11, 2014, provided to CBO and CRS on August 11, 2014.

【9】U.S. Navy, Report to Congress on Annual Long-Range Plan for Construction of Naval Vessels for FY 2011, February 2010, p. 24. See also Mike McCarthy, “Navy Striving To Reduce Detectability Of Next Boomers,” Defense Daily, February 6, 2015: 1. In an article published in June 2012, the program manager for the Columbia-class program stated that “the current configuration of the Ohio replacement is an SSBN with 16 87-inch-diameter missile tubes, a 43-foot-diamater hull, electric-drive propulsion, [an] X-stern, accommodations for 155 personnel, and a common submarine radio room tailored to the SSBN mission.” (Dave Bishop, “What Will Follow the Ohio Class?” U.S. Naval Institute Proceedings, June 2012: 31. See also Sam LaGrone and Richard Scott, “Strategic Assets: Deterrent Plans Confront Cost Challenges,” Jane’s Navy International, December 2011: 15 and 16. The X-stern is also shown in Rear Admiral David Johnson, briefing to Naval Submarine League Annual Symposium [on] Expanding Undersea Dominance, October 23, 2014, briefing slide 19.) The term X-stern means that the steering and diving fins at the stern of the ship are, when viewed from the rear, in the diagonal pattern of the letter X, rather than the vertical-and horizontal pattern of a plus sign (which is referred to as a cruciform stern). The common submarine radio room is a standardized (i.e., common) suite of submarine radio room equipment that is being installed on other U.S. Navy submarines.

【10】“Facts We Can Agree Upon About Design of Ohio Replacement SSBN,” Navy Live, accessed July 3, 2013, at http://navylive./2013/06/26/facts-we-can-agree-upon-about-design-of-ohio-replacement-ssbn/.

【11】At a March 30, 2011, hearing before the Strategic Forces subcommittee of the Senate Armed Services Committee, Admiral Kirkland Donald, Deputy Administrator for Naval Reactors and Director, Naval Nuclear Propulsion, National Nuclear Security Administration, when asked for examples cost efficiencies that are being pursued in his programs, stated the following:

The—the Ohio replacement [program] has been one that we’ve obviously been focused on here for—for several years now. But in the name of the efficiencies, and one of the issues as we work through the Defense Department’s acquisition process, we were the first program through that new process that Dr. [Aston] Carter [the DOD acquisition executive] headed up.

But we were challenged to—to drive the cost of that ship down, and as far as our part was concerned, one of the key decisions that was made that—that helped us in that regard was a decision to go from 20 missile tubes to 16 missile tubes, because what that allowed us to do was to down rate the—the propulsion power that was needed, so obviously, it’s a–it’s a small[er] the reactor that you would need.

But what it also allowed us to do was to go back [to the use of existing components]. The size [of the ship] fell into the envelope where we could go back and use components that we had already designed for the Virginia class [attack submarines] and bring those into this design, not have to do it over again, but several of the mechanical components, to use those over again.

And it enabled us to drive the cost of that propulsion plant down and rely on proven technology that’s—pumps and valves and things like that don’t change like electronics do.

So we’re pretty comfortable putting that in ship that’ll be around 'til 2080. But we were allowed to do that.

(Source: Transcript of hearing.)

（平台编辑：黄潇潇）