寂潮升碧渊中国海军常规潜艇的技术发展方向③除了发展全电潜艇，还有一条在技术上更激进的低功率小堆与固态锂离子电池组合的混合型潜艇路线，它可以彻底解决现有常规潜艇（包括未来的全电潜艇）存在的需要定期上浮充电的问题，实现与核潜艇相当的持续水下潜航能力。该路线的核心就是使用1台小功率核反应堆取代现有柴油机作为潜艇的原动力（传统压水堆），而考虑到潜艇尺寸、吨位的限制（潜艇尺寸、重量仍然要控制在现有大型AIP潜艇的水平），小功率核反应堆的体积、重量以及生产成本需要进行有效控制。因此，它的堆功率在实现一定充电效率的前提下不会有过高要求，一般达到15~20兆瓦即可，只相当于大型核潜艇反应堆功率的1/10到1/15,但从全面提升核堆安全性考虑，15兆瓦的功率应该是比较理想的选择。理论上，采用15兆瓦小核堆＋35兆瓦时固态锂离子电池动力组合的潜艇可以获得极为优秀的航行及作战性能，特别是持续潜航能力（6~8节无限潜航）可达到核潜艇的水平（除高速性能外），性能可全面超越现有任务类型AIP潜艇及全电潜艇，单艇作战效能可以达到传统AIP潜艇的3~4倍。这也是这条技术路线最吸引人的地方所在。不过，这条技术路线也存在一些需要解决的技术难题。首先是小核堆的可靠性问题。由于小核堆的能量密度极高（是固态锂离子电池的千余倍），因此相关冷却系统更复杂，一回路的泄漏风险相比百兆瓦级核堆要高出3~5倍；同时，它需要使用浓度大于90%的铀燃料（保证理论寿命达到30年的标准），核风险进一步增加，导致后勤维护复杂、周期缩短。如果小核堆采用30%的低浓度铀燃料，虽然在安全性上有了显著提升（并且成本也会相应降低85%),但堆芯寿命也降低到5~6年，这就需要潜艇每5~6年就需要停航至少12个月进行进坞换料，导致其时间成本与艇队规模出动效率的损失，而且还会多支出30%的费用。同时，由于小核堆需要与固态锂离子电池进行系统整合，由此核堆恒定功率运行与锂电池波动充／放电就形成了矛盾，系统复杂性及故障率将增加30%以上。 其次是极其高昂的成本问题。由于小核堆的建造成本并不能随着功率的减小而大幅降低，诸如堆安全壳、控制系统、应急电源等设备的成本难以按比例缩小，单位成本要比高功率堆（如150~200兆瓦）高出近60%.虽然小核堆总体成本可能只有高功率堆的1/5到1/6,但是相对于传统柴油机与AIP系统的组合仍然要高出15倍以上，如果再考虑到配套的固态锂离子电池，成本将高出20倍以上。这将导致单艇建造成本是传统AIP潜艇的4~5倍（以出口巴基斯坦海军的S20潜艇为例，其单价约为5亿美元，采用国产AIP系统，如果仅仅将动力系统换为15兆瓦的小核堆与配套的锂离子电池，总成本将接近13亿美元），已经接近单艘7000吨级攻击核潜艇建造成本的1/2.如果按服役时间25年计算，单艇的使用、维护成本更是要比传统AIP潜艇高出3. 5倍以上（即使常规潜艇的燃料成本要高出近2倍）。再次是港口驻泊条件与维护保障的问题。虽然小核堆的功率低，但其与大型核潜艇的港口驻泊条件与维护保障要求并没有什么本质区别，特别是相关核燃料储存库、专用维修船坞、应急保障设施、辐射监测和防护设施、专用电力供应系统等都需要独立设置，这就导致可以满足其停泊驻扎条件的港口非常有限，它在前沿存在时间、反应速度、威慑覆盖范围等方面就会受到很大的限制。最后就是安静性问题。虽然由于小核堆的应用，潜艇具备了无限的潜航能力，但是由于反应堆冷却泵和一回路管道的存在，不可避免地会存在机械噪声与振动。虽然现代潜艇降噪和减振技术已经十分成熟，但对于1艘不超过4000吨的中型潜艇来说效果仍然有限（空间的不足导致所能采取的措施远不如7000吨的大型攻击核潜艇）。同时，由于小核堆的设计特性限制，其自然循环状态下的可用功率只有23%左右（约3. 5兆瓦），在此状态下潜艇安静航速最高可达到6节，但其噪声仍然会超过100分贝，比纯电推进的新一代常规潜艇要高出5~8分贝。这意味着其在同等情况下被发现的概率要高出近1/3.如果在同时进行充电与低速航行的状态下（潜艇电池电力达到20%临界值并且需要保证潜艇仍然具有低航速机动能力），可用于潜艇正常运作与充电的总功率只有3兆瓦左右，其中至少需要1兆瓦用于支持潜艇的正常运作（基本的声呐探测与生活）、航行（4节），可用于电池充电的功率只有2兆瓦左右（此时航行噪声仍然不低于100分贝）。对于容量35兆瓦时的固态锂离子电池来说，1兆瓦功率下在35小时内可以实现充满，如果采用2兆瓦功率，虽然可以将时间缩短到17小时左右，但航速必须不能超过2节，机动性受到严重影响。虽然15兆瓦小核堆在满功率下可以长时间使4000吨的潜艇水下最高航速达到25节以上（理论上不超过28节），但此时其噪声也会相应增加到120分贝左右。对于现代声学探测系统来说，这无疑相当于在“夜里打着一盏探照灯走路”，已经没有任何隐蔽性可言。现代核潜艇虽然最高航速能达到30节以上（如美国“海狼”级可以达到36节），但除非在生死攸关时，绝大部分情况下其航速都不会超过20节。因此，小核堆使潜艇拥有更高的水下航速的实际意义有多大也就存在很大的疑问，毕竟像拥有35兆瓦时的固态锂离子电池在极限条件下也能使潜艇实现最高25节的潜航速度（虽然航行时间只有3~5小时），但其噪声却可以控制在110分贝以内，用于机动规避反潜武器打击的优势更大，脱险的概率也更高。总之，小核堆艇可以拥有远超过常规AIP潜艇的水下持续航行能力（包括低速和高速），并且在电力供应方面也有明显优势（意味着可以使用更大功率的声呐探测设备），因此总体作战效能高于常规AIP潜艇是毋庸置疑的。但是，小核堆艇高昂的建造成本、更复杂的后勤保障维护体系以及更大的技术风险仍然是未来阻碍其发展的关键所在。特别是在一些关键技术方面，比如高浓度铀的生产能力、小体积超高富集度长寿命堆、新类型核堆低噪声、核堆与锂离子电池兼容性与系统集成、高效冷却／加温系统、轻质量辐射屏蔽、核安全等，未来10年能否全面突破也存在很大的不确定性，所有这些导致这条发展路线短时间内取得实际成果的可能性极小。对于以建成世界一流海军为终极目标的中国海军来说，未来的近海防御无论概念、范围还是任务必定与现阶段有着巨大区别，这也就决定了仍然是一种最适合的选项，其发展前景非常光明。 未来，中国海军水下作战力量必将会全面转向“全核艇队”，这种混合型潜艇将是对大型远洋核潜艇的有力补充。由于中美两国在地缘环境、任务范围、威胁类型上的差别，美国海军那样的全部由大型攻击核潜艇组成的“水下核舰队”实际上并不适合中国海军。而小核堆艇显然要比大型攻击核潜艇更适合中近海作战环境，这也是未来实现在技术性能上全面超越中国周边所有AIP潜艇的关键。此外，通过“质量”换取“数量”，在整体作战和威慑能力全面提升的前提下，小核堆艇装备数量可能只需要维持在现有常规潜艇规模的1/2即可。虽然小核堆艇总体成本较常规潜艇更高，但相对于大型攻击核潜艇仍然有着明显的成本优势（基本上4艘7000吨级高性能攻击核潜艇的建造、维护费用可以建造12艘小核堆艇），某种程度上也达到了降低总体成本的目的。 相对于常规潜艇，这种小核堆艇在拥有更强的近海浅水作战能力的同时，也更适合支援远洋核潜艇作战。如果两者未来的装备数量比例能达到1. 5:1,到2040年后中国海军水下作战力量将会由15~20艘4000吨级的小核堆艇与30艘以上的新一代大型攻击核潜艇组成，从而完成从常、核共存向“全核艇队”的历史性转变。 综上所述，经过常规三代艇的发展，中国海军实现了在技术上追赶世界一流水平的目的。在此基础上，通过持续进行技术迭代，中国常规潜艇技术水平进入了世界第一集团前列，在技术上实现了从追赶到超越的突破。不过，以目前的技术基础来看，常规潜艇已经达到了技术性能进一步提升的上限，常规潜艇在核心技术方面已经没有什么颠覆性的技术可以突破，这也是中国在小核堆这种混合动力艇领域要进行大量关键技术研制的主要原因。随着中国国防工业研制能力和制造能力的不断提升，中国很可能会成为未来世界上唯一一个具备发展全新概念潜艇能力的国家。未来中国近海乃至西太平洋水下作战态势和力量对比（包括数量和质量）将此消彼长，实现重构，这预示着中国海军水下作战力量将进入一个全新发展时代。