ディーゼル潜水艦と原子力潜水艦は何が違う？ ―映画「沈黙の艦隊」を観て―

うん、いくつか違いがあるんだけど、大きく分けると「水・酸素・電力の制約」「速力」「静粛性」「コスト」の4つかな。

まず、普通の潜水艦、一般に「ディーゼル潜水艦」と言われる通常動力型潜水艦について。
名前の通りディーゼルエンジンと大容量のバッテリーを搭載しているんだ。ディーゼルエンジンは発電機の役割があって、浮上している間にバッテリーを充電するのに使うんだ。

そのとおり。空気が無いとディーゼルエンジンを動かすことは出来ないからね。バッテリーの電力で艦内の電子機器も動かすし、プロペラに繋がってるモーターを回すことで推進するんだ。

そのとおり。ディーゼル潜水艦乗りにとってバッテリーの残量は常に悩みの種になるんだ。

対する原子力潜水艦は、原子力機関、つまり原子炉やタービンを搭載しているのが特徴。
原子炉周りの構造は、一般的な原子力発電所とそこまで大きくは変わらない。ウランの核分裂反応による熱で蒸気を生んで、タービンを回す。発電所と違うのは、このタービンが推進器に繋がっていることだね。

わざわざバッテリーに充電してやる必要が無いからね。もちろん、発電用のタービンというのもあって、そっちにも蒸気を送ってやることで電気を作ることも出来る。まさしく原子力発電所だね。

さて、この２つを比較して一番初めに出てくる違いといえば、やっぱりエネルギーの問題だね。

うん。そうなんだ。
対するディーゼル潜水艦はと言えば、潜っている間、バッテリーを使う一方。充電をする時には、完全に浮上するとすぐ探知されてしまうから、浅い深度で潜ったまま長い給気筒を海面上に伸ばしてディーゼルエンジンを回す、「スノーケル」を頻繁にやらないといけない。

まさしく、そのシュノーケルと同じ言葉だよ。本来は吸気筒自体の意味なんだけど、海上自衛隊ではそれを使ってエンジンを回すことを「スノーケルする」という感じで呼んでるよ。
後でまた説明するけど、スノーケルをすると吸気筒をレーダーや目視で探知されてしまったり、ディーゼルエンジンの騒音が遠距離伝搬して探知されてしまったりするから、スノーケルの頻度を減らすことに各国海軍が苦心しているんだ。

真の意味で無尽蔵というわけではないけど、まず切れることはないね。途中で核燃料を交換するにも、とんでもない手間と時間がかかるから、その潜水艦が引退するまでに使用する核燃料を最初から全て搭載してしまうケースも少なくないよ。
つまり、事実上、ほぼ無尽蔵なエネルギーが手に入るんだ。

電力を使い放題なことのメリットはもう一つあって、海水を電気分解することで水と酸素が手に入るんだ。

そう。「ずっと潜りっぱなし」が出来る。この特性を生かしたのが弾道ミサイル原潜(SSBN)というやつで、核ミサイルを抱えたまま、最終戦争に備えてずっと潜って隠れるんだ。
陸上の弾道ミサイル基地は、いざという時に破壊されてしまうかもしれないからね。海の中に核ミサイルが隠れていたら、反撃を恐れて先制核攻撃か出来ない。相互確証破壊をより強固にすることができるんだ。
もちろん、食糧は補給しないといけないし、ずっと狭い艦内に閉じ込められると乗員の精神が保たないから、いずれ基地に帰らないといけないけどね。

対するディーゼル潜水艦にそういう便利機能は無い。
バッテリーは艦内の電子機器や推進器を止めておけば節約できるけど、中で人間が生きている限り、酸素濃度は下がる一方になる。何日も潜りっぱなしだと、頭が回らなくなってミスも増えるし、イライラしてきてちょっとしたことでいざこざが起きる。これを根本的に解決するにはスノーケルしかない。外気を艦内に取り込んで酸素を補給することができるからね。
けど、真水はどうにもならない。潜水艦は水中でも使える低騒音な造水装置を装備しているんだけど、造水量があまりにも少なすぎるから、潜水艦乗りは3日に1回しかシャワーを浴びない、なんて話もあるね。

エネルギーの差が生むもう一つのポイント、それが潜水艦のスピードなんだ。

そのとおり。完全に水中に没していると造波抵抗がない分、むしろ水上艦艇よりも速く走れる、なんて話もあるくらい原子力潜水艦は足が速い。実際にはそんなに速く走ると騒音をばら撒いてしまうから、そこまでスピードは出さないというけどね。それでも、普通の船が出すくらいのスピードで移動するのが当たり前なんだ。

はっきり言って、本当に動いているのか？ってくらい巡航速力が遅い。
瞬間的には結構スピードを出すことも出来るんだけど、スピードを出せば出すほどバッテリー切れに近づいていくからね。だから、特に長距離を移動するときはとんでもない低速航行をするんだ。

ボクは大事だと思う。というのも、水上艦艇に攻撃できるかどうかが、ここで決まるからね。

図にしてみるとこんな感じ。赤い●は潜水艦で、その外の○が魚雷の射程だとしたとき、潜水艦が水上艦の接近に気づいて攻撃を図ったとき、左の原子力潜水艦は射点へ移動できたけど、右のディーゼル潜水艦は間に合わない。

そういうことになるね。艦艇の進行方向にいないと攻撃できないから、ディーゼル潜水艦の仕事は必然的に待ち伏せがメインになる。

待ち伏せも、艦艇からしてみれば十分脅威ではあるんだけどね。
ただ、艦艇は潜水艦の射点への移動を難しくするために、わざとジグザグに航行（之字運動）する。そうすると、せっかく遠距離から艦艇の接近に気付くことができても、真のコースが分からないからうまく回り込めなくなるんだ。
それから、スピードを上げられるのも潜水艦には厳しいね。スピードを出すとノイズが増えてソーナーでの捜索が難しくなるという欠点もあるんだけど、潜水艦からしてみるとやっぱり射点に移動するのが難しくなる。

艦艇に対して潜水艦のスピードが遅いと何がマズいかと言えば、1隻でカバーできる面積が狭くなって、艦艇への襲撃の成功率が下がってしまうんだ。
作戦の計画を立てる人からしてみれば、このあたりに何隻潜水艦を配置しようかと考えたら、やっぱり敵の待ち伏せに成功する確率を計算する。「計算してみたら、95パーセントの確率ですり抜けられておしまいですが、とりあえず潜水艦を派遣しとこうと思います」なんて作戦を立案されたら、指揮官もゴーサインは出せないよ……。

そして、基地から作戦海域まで行くのに時間がかかるというのもまた問題だね。
飛行機が数時間で行ける距離を、艦艇は1日2日かけて移動するけど、これが通常動力型の潜水艦になると1週間以上かけて移動することになる。
「どうやら敵の空母が3日後に●●海峡を通るらしい！」なんて情報を得ても、基地にいる潜水艦を緊急出港させたところで絶対に間に合わない。
だから、相手の出方がまだ分からないうちから兵力を派遣しないといけない。移動に時間がかかるというのはそれだけ重いことなんだ。

そう、そこは原作からしてそうなんだ。「たつなみ」は「シーバット」を追いかけてあちこち動き回っているけど、米海軍より先に「シーバット」に追いつけ、なんて話がそもそも無理なんだ。

もちろんあるよ。
一つが静粛性。潜水艦にとって、一番と言っていいくらい重要な性能だよ。

うるさいかどうかはその国の技術力によるところも大きいけど……。
ただ、ひとつ言えるのは原子炉を止めることは出来ないってことだね。原子力機関はちょっと出力を変えるだけでも数日単位の時間が必要になるから、敵に見つかりそうだからといって完全に停止するってことが出来ない。
推進器は止めることは出来ても、発電用のタービンは回し続けないといけないし、冷却用のポンプなんかも止めるわけにはいかないんだ。

それから、よく言われるのが減速装置だね。

護衛艦も積んでるよ。
推進器のプロペラは1分に数十回転とか百数十回転とかで回すものなんだけど、タービンはガスタービンにしても蒸気タービンにしても1分間に数千回転も回転することでエネルギーを取り出しているんだ。そうすると、タービンをそのままプロペラに繋ぐとプロペラは破壊されてしまう。だから、繋ぐときには間に大きさの違う歯車を噛ませることでシャフトの回転数を変換するんだ。

そういうイメージ。
減速装置はタービンの回転を推進器に伝える上で不可欠なものなんだけど、歯車が噛み合う以上そこからノイズが発生してしまう。これこそまさに各国の技術力が試されるところで、工作技術の低い国の作る潜水艦は、どうしても特有の音をまき散らしてしまうんだ。

うん。ディーゼルの場合、バッテリーでモーターを動かすから、減速装置はいらないんだ。
それはそれで別のノイズを生んでしまうんだけど、歯車が出すような特有の音では無いし、一般に音量もそれほど大きくはないから、やっぱり原子力潜水艦の方が静粛性に劣ることが多いんだ。

うーんとね。概ねその理解で間違いは無いんだけど、正確ではない。
ディーゼル潜水艦の場合、何日かに一回くらいはスノーケルをしないといけないからね。

うん。ディーゼルエンジンはシリンダ内で爆発が起きるし、特有の往復運動をするのもあって、数あるエンジンの中でもかなり騒音が大きな部類なんだ。
だから、エンジンを止めている間は非常に静粛性が高いんだけど、作戦中に発見されにくいかというとそれはまた別の問題なんだ。
加えて、いったん発見されてしまっても、原子力潜水艦は高速を生かして増援が来る前に逃げることが出来る。だから、一概にディーゼル潜水艦の方が静粛だから有利かというと、そういうわけでもない。

まあ、それは否定しないけど、短絡的に政治的問題と片付けてしまうのは良くない。というのも、原子力潜水艦には絶対的な弱点があるからなんだ。

コスト。

原子力潜水艦とディーゼル潜水艦の価格差を正確に算定するのは難しいけど、一般に建造費だけで数倍のコスト差が生じると言われているよ。

今のはあくまで建造費の話。
例えば……そうだね、ディーゼル潜水艦なら機関科員はディーゼル員や電機員がいればいいけど、原子力潜水艦を持とうと思ったら、原子力について知識のある機関科員を養成しないといけないよね。

有り体に言えば、そういうことになる。それどころか、陸上にある原子力発電所と違って、なにかトラブルが起きたときに外から専門家を呼んでくることも出来ないから、かなりハイレベルな人材が必要だね。
それこそ、博士とか修士を持ってる機械員長が必要になるかもしれないね。実際、アメリカ軍には海曹でも修士くらい持っている技術者は結構いるんだ。
果たして、海上自衛隊でそんな高度人材を抱えておくことが出来るかな？

必要なのは乗員だけではないね。例えば造船所や基地。原子炉のメンテナンスが出来る設備なんて、当然持ってないわけだから一から作らないといけない。
他にも、万が一原子力災害が起きてしまった場合、対処するための設備とかチームも整備しないといけない。

そして、その原潜を何年使うかは知らないけど、だいたい30年もすれば除籍するはず。そのとき、どうやって安全に解体するのか。艦艇であるが故に、普通の原子力発電所とはまた違ったノウハウが必要になるはず。

そう考えると、ディーゼル潜水艦の数倍では済まないくらいのコストが掛かるはずなんだ。実際、米英から原子力潜水艦を導入することに決めたオーストラリアは、向こう30年で30兆円くらいのコストを見込んでいるとされている。

日本の防衛費はこれまでは年に5兆円くらいだった。で、今それが1.4兆円増額することで、これだけの大騒ぎになっている。果たして、それだけのコストを「たかだか原子力潜水艦数隻」のために払い続けることが出来るかな？