【軍事博評】William: Don’t cry for me-阿根廷聖胡安號潛艇事故淺釋

2017-11-21 14:06:23
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

日前阿根廷海軍潛艇S-42號聖胡安號(San Joan),由南美洲南端回航拉普拉塔河河口的基地期間,於福克蘭群島以北450公里左右的地區失去聯絡,阿根廷軍方已派出機艦進行搜救工作,而巴西、美國,甚至昔日死敵英國亦派出部隊協助搜救。惜至本文完成之日(20日),該艦仍然音訊沓然,甚至作為潛艇求生必備的求救浮標都沒能找到。雖然事故現場應是大陸架,水深只有200公尺,少於耐壓殼能承受的300公尺最大深度,潛艇有可能仍坐底海床上,但考慮到事故可能已發生超過120小時,如果意外時仍有人生還並被困其他艙室中,由於潛艇體積細小,備用氧氣有限,全部船員恐怕已經凶多吉少了。

這潛艇的性能,網上資料已十分豐富,可自行查閱。而翻查紀錄,二戰後柴電潛艇在戰鬥巡邏中沉沒的例子並不多,1981年後甚至沒有發生過(包括前蘇聯在內(1)),故這次事故可說非常罕見。若要對事故進行初步分析,我們必先了解以下兩件事(這是我寫作時一直堅持的「信念」及老問題:要了解事件,先要了解更詳細的背景):

 

  1. 現時一般常規潛艇的運作模式:

航行動力模式:戰後到八十年代,絕大部分常規潛艇都是柴電驅動潛艇,即在水面上以柴油機發電,推動電動機航行並為電池充電(亦可淺潛航行,但要伸出一枝吸氣管,讓柴油機吸入空氣並排出廢氣),要深潛時則關掉柴油機,改用電池推動電動機。這優點是巡航狀態可以有較高航速,而在深潛狀態可作靜音低速航行,以逃過敵方聲納的監聽;當然,缺點是作戰潛航狀態時只能用電池推動電機推進,速度及航程均嚴重受限,難以主動追擊(2)。亦由於不同航海模式下需切換推進系統,一般常規潛艇的機房結構及操作均較水面艦艇複雜;船上大量電池(主要是鉛酸電池)充電時會發出氫氣及氧氣,在接觸海水時也會釋出氯氣及氫氣,如沒法有效排走,會有相當危險性。

隱蔽行踪:隱密性本來就是潛艇最重要的戰術要求。為保持隱密性,潛艇出航後通常不會進行無線電通訊,只會定時定候向基地發報無線電訊號,示意自己的位置及是否安全。由於這種發報可能一天只有一次,如果中途發生事故,除非及時放出求救浮標,否則總部根本不會立即知道你的險情。這亦有機會延誤救援。

浮沉能力控制:潛艇主要是靠控制壓載水櫃中海水的多少作為上浮或下沉的主要手段,而如果潛艇逃避攻擊或遇上緊急情況,都會大量釋放高壓的壓縮氣體,以迅速排空水櫃,緊急上浮。核動力潛艇一來艇身較大,二來因為使用核動力,省卻不少裝燃料和電池的空間,故能設置更多的載壓水櫃及更大型的氣體釋放裝置(部分潛艇更裝設燃氣發生器,以便在極大的潛深中釋放更多高壓氣體),配合核潛艇強大推動力,往往可以做到高速浮升,甚至出現「鯉躍龍門」的奇觀。相對而言,內部空間因為擠滿機器與電池而更為細小(同時壓載水櫃亦相對細小)兼水下速度低的柴電潛艇,基本上只能靠向水櫃排放壓縮空氣緊急上浮,速度及能力亦相對較慢,遇上艦內險情,可能造成一定危機。

單殼艇與雙殼艇:西方與俄系潛艇在潛艇設計上的差異,亦和浮力有直接關係。西方的柴電常規潛艇多採取單殼制(核潛艇則較傾向部分單殼制),即耐壓殼只有一層,所有壓載水櫃、電池及機器都放在耐壓殼內;相對而言,俄國潛艇絕大部分都是走雙殼制,即在耐壓殼之外還有一個非耐壓的外殼。單雙殼確各有優劣(例

如雙殼體即使內部空間和西方同級潛艇一樣,但排水量及表面面積會更大,變相較易被發現,維修也較不容易),但單以柴電潛艇而言,雙殼艇在設計上可以將部分機器、電池甚至武器發射箱裝在內外殼之間的封密箱中,內部可以騰出更多空間安裝較大型的壓載箱,令潛艇的儲備浮力更強(4)。是故蘇聯柴電動力潛艇意外花樣層出不窮,但相對於其龐大數量(大大超過整個冷戰時期所有非華約集團歐洲國家潛艇的總和),在巡航中沉沒的潛艇只有4艘(3);相應來說,歐洲國家達10艘

 

 

  1. 阿軍軍隊運作及後勤情況:

 

阿根廷的軍費開支即使以南美情況來比較,仍然偏低,而且自八十年代中期以來在百份比上也一直下跌,自2000開始更在0.7至0.9%之間徘徊,相對而言,巴西及秘魯是1.3%,智利是2.8%(要知道阿根廷經濟好歹是世界經濟頭30強之內)。問題在於: 一來阿根廷經濟一直起伏不定,幾年快速上升後又急劇下跌一至兩年,對於軍費有著壓抑作用;二來阿根廷的軍事採購其實仍受福島戰爭後英國在國際上施加壓力所影響,難以更新重型海空軍的武器,而且因為後勤上的傳統,亦難以轉向俄式系統(事實上因為較難更新重型武器,軍費中武器採購費一直偏低,而軍人薪金長年以來都佔整體軍費的70%以上,相對來說,美軍大約佔23%);三來民主政府對當年阿根廷軍事獨裁政權似乎仍深具戒心,長期以來傾向壓縮軍費,提防軍方坐大,即使增加軍費,大都是用在「加人工」上。

長期經費短缺加上重工業能力較薄弱,對阿根廷軍隊的運作及後勤妥善率影響極深,例如空軍連一架四代機都沒有,近年購買的「新飛機」都是其他空軍的庫存甚至二、三手貨;海軍的情況更差,例如2012年護衛艦ARA Espora參與於西非的多國聯合海軍演習期間,三部發電機全部壞掉,船員無法修理,被迫滯留南非,發電機的供應商德國MTU則因阿海軍拖欠大量修理費用更拒絕維修,結果拖到2013年1月,該艦才能返回祖國;同月,停役等待大修或改成博物館的42型驅逐艦ARA Santísima Trinidad竟因為通海閥門故障而直接在泊位上翻沉……水面事故如是,潛艇也不會好得到哪裏了,據2012年的報道指出,阿根廷潛艇受困於維修零備件的缺乏,每年的出海以至深潛訓練時數遠較其他國家海軍為低。

事故可能的原因:

和民航機一樣,大型載具發生事故甚至盡毀的原因不會只有一個,而二戰以後發生的常規規潛艇沉沒/失踪事故,當中有部分原因甚至是不明的。根據一戰以後的經驗所知,柴電潛艇巡航時的非作戰損失的大都不出以下7個:

  1. 與其他船艇相撞,耐壓殼破裂沉沒;
  2. 捲進逆溫層的浮力下降區或海洋內波的沉降區而沉入海底,令耐壓殼破裂沉沒;
  3. 浮航時遇上惡劣海況而翻沉;
  4. 失火(例如彈葯失火爆炸;電池充電時散發出的氫氣與氧氣未能有效散去,引致氫氣爆炸;電線短路引發火警等);
  5. 電力系統故障而失去動力(如短路);
  6. 排水管道 / 通海閥門故障而令海水湧入;
  7. 排氣系統故障,潛艇無法浮升。

考慮上周南大西洋阿根廷南部沿岸的天氣及海況,且潛艇多半是潛在淺水中以吸氣管航行,故海面的風浪對其影響未必很大,第3點可以排除;第1點方面也未收到任何相撞報告;第2點方面,雖然這因素被懷疑是不少潛艇無故失踪的原因,而事實上去年中國的基洛級372號潛艇就曾被「拉」進超過最大下潛深度的事故(5),幸而潛艇最終能借緊急排氣恢復浮力;然而,聖胡安號事發地點似乎仍在南美洲大陸架範圍,深度接近200米,根本未達TR-1700型的300米最大潛深,更遠未達到壓潰耐壓殼的地步,這深度甚至不足以讓巨大的海洋內波形成,故也難以想像潛艇是被低浮力區扯進海底沉沒的。

原因4-7多和原有機械設計、日常維修或操作失當有關,其中彈葯或氫氣爆炸均能破壞內部設施,甚至直接炸穿耐壓殼,令潛艇迅速沉沒。不過這級潛艇所用的美製MK-37魚雷或德制SST魚雷 都是電動機驅動的高速魚雷,動力均來自電池,且這兩款魚雷可靠性高,紀錄良好,不像庫斯克所用的過氧化氫(雙氧水)魚雷那麼容易爆炸;另外暫時沒有收到大西洋兩岸的地質測量站或SOSUS水下監聽站監聽到大西洋那幾天有不尋常巨響的消息,故發生大爆炸一事似乎可以暫時排除。

另一方面,此艇雖然已屆32年,對一艘潛艇而言已接近壽限,但2007至2014年曾經歷一次中期改裝(翻修這麼多年,和2008金融海嘯,經費有幾年不到位也有相當關係),更換柴油主機、電池等,而電線似乎也翻修過,故電線因老舊短路也似乎不太可能,唯一的憂慮,是工藝不佳可能導致內部出現瑕疵,尤其是本艇曾經沿原有焊接位切開換機器,然後再焊接。

推測事故原因時,有件事我們似乎無法忽略:到現時為止並沒有找獲求救用的訊號浮標。照理這種浮標可由駕駛室快速投放,但若果船員連這機會都沒有的話,有可能潛艇是受到突如其來的事故,令船員來不及作出反應(或者船員如361艇艇員般在短時間內集體失能)就沉入海底;或者船上的動力/電力系統突然出現嚴重故障,令船員無法做出任何挽救措施。

考慮到阿根廷海軍薄弱的後勤維修能力與訓練水平,加上事故時船員似乎無法來得及做出反應或根本無力做出反應,個人推測事故可能由幾個原因連續出現而引發的。例如如果魚雷管因故進水,船身前方的魚雷室可能會大量進水,連帶可能衝破艙頂的艙蓋(由艇外補充魚雷用),淹浸上方的生活區,造成前艙大半進水,可能令潛艇以大角度向前傾斜,加上浸水可能令電線發生短路,令全船電力供應停頓。在這情況下,由於進水艙室較大兼偏向上半部,船身可能以不正常姿勢(例如側躺甚至翻轉)半浮沉在水中,甚至坐沉到海床,令船員無法有效進行損管,也無力放出求救浮標;又或者船上電池電解液因故(例如焊接不佳令耐壓殼滲水)被海水滲入污染,能放出氯氣令大部分船員失能,也可能引發漏電、短路及火災;電池積聚的氫及氧亦可能因未能有效散去而發生爆炸,同樣可令艇內發生短路甚至火災,不但令大部分船員窒息,也令殘餘船員無法控制潛艇,故也沒法放出求救浮標了。當然,這只是個人以有限知識對於事故原因與過程進行的猜想,不能作實。

是否仍有得救?

假設現在該艇已坐沉於海床上,而仍然有人生還,是否仍有得救?最大的關鍵仍是時間問題。現時我們仍然無法確知她的位置,一切要等位置確認後才能展開救援,然而,艦上的殘餘電力有多少?二氧化碳吸收劑或氧氣尚餘多少?可還是未知之數。阿根廷自己有潛水鐘可接駁失事潛艇的緊急逃生出口,每次可載6人(不過其妥善率或者是否適合出動,就不知道了);大西洋那邊,英國的LR-5可於12小時內送達阿根廷並投入救援行動,可由母船帶往失事海域,LR-5潛至失事潛艇的逃生艙口附近,下方的氣密管接合然後排水,便可開始救人作業,一次充電後最多可來回8次救人,每次12人;而現時美軍除立即投入一個老式潛水救援鐘外,更準備投入最新的潛艇救難套裝SRDRS,部分子系統已到達該地:此套裝包括一個系統控制中心、一套水下工作系統AUWS (包括無人水下工作載具ROV、高壓潛水工作服ADS2000、相關的吊放系統及緊急救援物資輸送系統,用以進行先期救援工作)、一個可載72人(兩個單元,每單元36人,包括2個工作人員)的水面減壓工作站(SDS),以及一個可載16人、具一定機動能力並直接進行救援的搖控加壓工作模組(PRMS);這系統比起已退役的DSRV更為優秀的地方,在於DSRV只是一艘高性能兼能快速投入救難行動的救難潛艇,減壓系統等仍需其他船艦 / 載具配合,但SRDRS是一整套可以拆裝空運並快速組合的潛艇救難系統,只要對方提供一艘有足夠大甲板的船隻(今次可能由現已身處當地的挪威工作船作平台),該船就能於短時間內「變身」成潛艇救難船。然而,即使對方潛艇內仍有人生還及能走向逃生艙,還要看潛艇坐沉的姿勢,假設坐沉潛艇的傾斜度超過45度,以上系統仍是無力回天……

 

一直以來,有人指潛艇兵是諸海軍兵種裏面待遇最好的。無他,因為潛艇兵的工作環境往往較其他海軍兵種惡劣,而且一旦發生意外,往往是「叫天不應,叫地不聞」,逃生率往往較低。優厚的待遇與更為危險的工作環境,是潛艇兵的榮譽,也是他們的悲哀。現在唯有在此祝願聖胡安號的船員再次平安的看到天空。

 

 

  • 註1:要聲明的是,035型(明級)361號潛艇14年前通氣管道的故障,令柴油機在水下仍然吸盡全艦氧氣,造成全員缺氧陣亡,但潛艇沒有沉沒,甚至沒有明顯損傷。由於361號當年是服役不足7年的新艇,拖回港翻修及改裝過後,仍繼續服役至今……
  • 註2:即使現在部分高性能潛艇已裝備AIP(不依賴空氣推進系統),可在完全潛航狀態使用柴油(無論是閉式柴油機還是斯特林主機)並為潛艇充電,具有更長的潛航航程及時間,但速度依然是嚴重的限制:如以全速在水下跑,不出兩小時就會耗盡電池所有電力。
  • 註3:這4艘船中除1艘沉沒原因不明,兩艘是與其他船相撞後破開大洞沉沒的,一艘是艦內大火後緊急浮起,四個小時後大火失控才沉沒。其他在航行途中出事故的蘇聯潛艇大都能緊急浮升,令船員大都有機會搶救或逃生。
  • 註4:基洛級的儲備浮力大約是24%,TR-1700查不到,但同期的1400型及母型209型就只有10%
  • 註5:由事件報道及估計深度來看,這條基洛級出事時明顯不在沿海大陸架範圍了。至於出事海域究竟在哪,我只能告訴你,所有中國的基洛級都配屬東海艦隊,除非是拉大隊往南海集訓,否則他們的戰線是由上海「一直向東」……

發佈於 軍事博評
By 2017-11-21

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