爱吱声

标题: 三体:中国下一代护卫舰的宿命? [打印本页]

作者: 晨枫    时间: 2020-2-23 23:40
标题: 三体:中国下一代护卫舰的宿命?
本帖最后由 晨枫 于 2020-2-23 09:44 编辑 6 J' Y  @# \. _  u! O4 P. ?

) g& s8 _9 \9 N) |三体是刘慈欣的著名科幻小说,但这里说的三体是指三体船。这会成为中国下一代护卫舰(简称新护)的构型吗?% B) Q3 D1 f6 e7 t) Q

' C0 d4 r% i% F, G# V( n# n- @6 }5 k2 w. a/ X
三体船在风帆赛艇中很流行,因为便于最大限度地利用风力: v* r' \' G1 F

+ h( w" J) o7 f
- V- h' G" t' f% X
2 @6 M5 P: Q4 T/ v- o& d
, ?- M/ m6 P4 E8 {( u  k现在豪华游艇中也开始风行了. V1 K; M( F9 t: V0 v

# h/ C/ U6 }. V4 E4 v* I0 K: K  ]1 f  @
最大的优点当然是宽大无比的舱室0 r, l3 h# Z  R3 d5 ]/ N
5 O; a0 \2 V# m) V- a
  O& u" s; U/ ?+ _3 Z) ^
另一方面,054A是非常成功的设计
) {5 U3 o2 w  @* j& n+ ^, a  X+ b$ C8 X
( H5 P# \$ s& q) I! w" y
但是窄小的直升机甲板影响了反潜能力的发挥
0 D  T* L- `' U$ D( B; C6 ]( s+ m# x, p$ h
- p! t9 a4 X" U( {2 P
三体会是新护的宿命吗?2 M8 M' S7 A. l% B( H1 q  Y

# D( L, e" K4 X/ N4 p054A人称“新青年”,这是中国海军历史上最成功的护卫舰。火力强大,远洋性能良好,购置和运作成本较低。但054A需要考虑换代了。人们对045B有各种猜想,从054A的各种大改,到“准052D”,不一而足,但三体的“独立”级濒海战斗舰或许是有价值的参照。
" v6 p5 [4 B3 Q3 k) h3 V6 P; E% M" k8 ?' G" k8 T7 T- F
“独立”级和“自由”级都是濒海战斗舰,首舰“独立”号(LCS-2)和“自由”号(LCS-1)分别在2010年和2008年和2012年入役,由于战斗力不足,而且缺乏升级价值了,美国海军已经在2021年预算里要求国会批准退役,把维修和运作经费腾出来,用于更加紧迫的地方。一同要求退役还有两级的二号舰“科罗纳多”号(LCS-4)和“沃斯堡”号(LCS-3)。- y, Q& ~1 A: p1 z3 F2 h
& `- L+ x* T2 S1 i! E# {) b
濒海战斗舰是21世纪初美国海军新思维的产物。那是美国拔剑四顾两茫茫的时代,美国海军需要的不是威力强大但昂贵的少量战舰,而是大量中等成本的战舰,才好满足日益增加的警察行动需要。濒海战斗舰速度高达44节,具有多用途舱和宽大的直升机甲板,可搭载不同的作战模块,但只有中等造价,似乎是理想选择。
6 L/ ~# f4 q1 z8 N# S7 n+ x5 U% _, l7 k, R1 A
但在第一艘“自由”号入役的时候,美国海军已经意识到根本性的定位错误,弱小的基本战斗力根本无力在大国对抗中生存,很高的速度则对飞机和导弹毫无意义。两年后入役的“独立”号也是一样,尽管外观更加科幻。抱以很高希望的可更换作战模块非但研制进度上严重拖延,也无法像期望的那样在海上更换,现在发现,连在基地更换都要大动干戈,所以实用中不再考虑更换了,使得“定型”的濒海战斗舰的作战能力严重偏废。但木已成舟,只好硬着头皮继续下去。
4 `( q/ A, m( E5 E3 i* I+ S. V0 q, B4 B' U/ Q$ r5 u! F( d6 M% [3 H
7 ?, t# ?$ v# c6 b
美国“自由”级濒海战斗舰则不算成功的设计1 k5 C) j: l! ~; \2 y/ o) ]+ y

& [: z( F5 l/ N3 i, g$ ?( }5 {9 I* V' z# E, h" t
但异常宽大的直升机甲板和巨大的多功能舱令人羡慕! o' _9 S) n8 T/ A

4 n6 G3 g# M4 Z$ k1 S1 r! l
* @' W3 u" ~' `( ^极大增加直升机在各种气候、海况下的出动能力和安全性
& P, E8 F3 s  B* {- }
2 y- b) V- {7 _$ L( R7 j- d; n2 F- r
“独立”级更加科幻
; f, ^2 c1 X! [( t$ s  v. C. f8 e
1 \4 d7 D& \6 L* z- ?/ s& r3 C/ Q" z$ H! Q
直升机甲板更加令人羡慕,多功能舱(图中关闭,在“2”字门背后)也同样不弱5 J  n# {0 t; C: q4 U

5 S- U9 B5 X5 g9 g0 Z1 k
: T! t! l5 s4 f( c3 r/ n但设计时就没有考虑安装反舰导弹,临时加装总是急就章的意思,“自由”级的甲板空间更加尴尬9 n" s* B$ ^* d, ]
+ P; ?9 e7 b+ c9 C/ e. V5 I
多年来,坊间有各种濒海战斗舰对056的假想对抗分析,056除了跑不赢外,几乎在所有方面都是优势。这是美国海军不能接受的。' S5 h; K' H* R" q$ u. j

, z$ }4 J0 q+ t  r3 g美国海军试图通过改装、加装来加强濒海战斗舰,但收效甚微。由于原设计没有考虑导弹甲板,并无合适的地方安装防空或者反舰导弹发射架,勉强加装则是各种别扭,只适合作为技术验证使用。在这种情况下,尽早退役最早的濒海战斗舰就不奇怪了。
6 W/ ?2 d: c. P  N8 s" Z4 k( U. x: Z; _  J
但濒海战斗舰的思路并非一无是处,一些设计元素正在新一代西方战舰设计上显示出来。超大的直升机甲板已经成为新一代西方护卫舰的标配,而英国26型护卫舰还采用并发展了多功能舱(也称任务舱)的概念。: Y2 J; M2 [$ y, a

# f& k) G$ a0 Q5 q8 R1 y# ?9 R9 X1 Y大面积直升机甲板降低日常起降难度的好处很显然,使得日常运作更加安全、可靠。直升机甲板需要在恶劣海况下也能起落直升机,最好不需要危险的助降作业,还要便于装弹。一些战舰具有双机库,但要能高效运作双机,还是需要大得多的直升机甲板。现代战舰也对运作多种直升机的能力有新的要求,不仅要能运作典型的舰载直升机,还要能运作陆基直升机,比如英国26级就要求能运作CH-47一级的重型直升机。6 u4 y$ C' E  a. e9 d5 J
9 `: E1 ^0 L, r* l+ ?; ]

) q" D( L4 e6 m) p9 z- \- X  u“独立”级的多任务舱空间巨大,面积约合三个半篮球场8 M9 f7 l; r8 s/ n# P; W& o1 v
# ~& I9 F+ ?+ w- j/ l
7 X. d- j# P0 J/ Z8 o3 |
“自由”级则不仅能从尾门滑道收放,还能从侧门吊放" }: n2 ]# f+ K% u4 m0 a
9 Z8 ~6 m5 W$ _. J

. Z9 \; J) g. H5 r0 n英国26型护卫舰更进一步,把机库与多功能舱结合起来,可以更有效地利用空间
2 P* h2 d8 `% t" A
2 }( P: ]8 `# |& }* E. w) ~" w
8 g: Y5 L! s/ w6 Z  e$ q; h$ e两舷对穿则增加了收放的效率,可以左舷搭载无人艇,右舷搭载潜水器,使用时互不干扰2 R* k* Y/ ^. u& P8 p

' g- _$ b5 @- [1 i( w: a9 v7 C多功能舱是另一个新概念。这是从反恐、反海盗和特种作战开始的,要求能搭载和收放冲锋艇之类的小艇。但随着无人艇、无人潜航器的发展,多功能舱的作用越显重要。在形式上,有滑道式,小艇在牵引机控制下从尾滑道收放;也有吊车式,可伸缩的桁架从舱口伸到水面上,小艇用吊车收放。' G' L: M% W9 ^& `- Z& o6 o+ H
# h. }1 Q( X4 n+ N9 s3 P# ^$ D# A
坊间对054A的下一代尽管设想纷纭,但一般都是现有基本格局的延申和强化,继续定位于“小驱逐舰”,着重舰队作战,这是不妥的。+ ~( g  x: S/ ^9 v4 R7 O) ^
. N+ r1 o4 z% |
中国海军曾经把054A作为“小驱逐舰”使用,主要是由于当时舰队防空力量严重缺乏,而054A是第一代具有区域防空能力的战舰。现在不同了。052D不仅在性能上远远超过054A,在数量上也在迅速接近。加上更加强大的055,054A的舰队防空作用大大降低了。054A的反潜能力较好,但也落后于大洋反潜的要求了,尤其是局促的直升机甲板。下一代应该重新定位。
; q1 [4 C5 H3 ]- R
" I) f; S9 {( h  U8 C: y
0 s9 K3 v/ {# b' O052D不仅在性能上大大超过054A,在数量上也在迅速赶上,不再需要新护充当“小驱逐舰”了& f' J, X, t6 m- X" n& ~9 J9 ~
: E3 D) g% B; L5 a. |6 o! K
8 o% ]7 ?8 \2 l! ]6 P+ R
事实上,052D的王座也丢了,现在是055了,更没有“小驱逐舰”的必要了. R) @( H5 \6 H8 C+ \' n; M
4 H% ]( H) t- I  a2 B+ R  c+ }

& K# q& ]1 @* |事实上,风帆时代的护卫舰就是远洋独立作战的,这是美国现存最古老的“宪法”号,这就是护卫舰,曾经和友舰一起打到利比亚的特里波利,美国海军陆战队军歌里“从蒙蒂祖马的宫殿到特里波利的海滩”就是这一段典故, N8 |; Z, p# s1 P$ s
1 L% o6 V! |1 ~* A8 L, a
新护应该侧重反潜和多用途,侧重在第一岛链到第二岛链之间的远洋独立作战。: z( O0 g& i' ~4 U4 N% b3 K0 ~: I

- e6 @! G* N! [0 j$ @航母、部分055和052D将组成航母战斗群,其余055和052D将组成水面战斗群,这些战斗群将以游猎形式,在岸基空中和导弹火力支援下,担任远海决战主力。中国海军还需要具有远洋独立作战能力的巡逻战舰,侧重远洋反潜,但还包括拦截低防护舰船(如补给船、商船、两栖舰船等)的任务,后者实际上正是19世纪“古典护卫舰”的典型任务。
  ~7 M: G& r  C, Y. z
* [% p4 p& E+ b+ F8 ]5 R! ?声纳依然是反潜探测的主要手段。舰艇声纳的水声条件不好,一般舰艇的速度也拼不过核潜艇,需要以直升机加吊放声纳作为主要搜潜手段,无人潜航器则成为搜潜新军。这使得新护不宜从054A修修改改,而需要全新思维。. E6 F+ {" _# r' N7 B

) S% {3 S8 O1 ^1 q( Y' \! N" W; p3 I7 Z7 T/ z4 Y
“独立”级品字形的三体布局会是新护的理想起点吗?
+ ~% {8 q) P; @" |  v, ?- J  m5 C$ c, ?6 ~8 m" H( D8 m5 m
除了常规的雷达、导弹等方面的考虑,新护需要宽大的直升机甲板、机库和多用途舱,“独立”级的三体布局是理想的起点,“品”字形三体由较长较宽的中央体和一对较短但特别瘦长的侧体组成,上面用平台连接成刚性的整体。三个船体增加阻力,但船体本身瘦长又有利于减阻,权衡下来,总阻力还是降低的。* L8 u4 m5 O$ D( u, o7 l: C$ h: t

( K! q; g0 k% u: D$ Z8 o2 ?, X, f6 C“独立”级的满载排水量3100吨,但直升机甲板有628平方米,几乎两倍于吨位大得多的“伯克”级。由于舰体宽度大,机库面积达325平方米,足够容纳两架MH-60。多任务舱更是超过1400平方米,约合三个半篮球场。
/ O3 K5 F0 e2 [7 I" y, ^" U3 N
“独立”级可以作为新护的参照,但新护还可以结合26型护卫舰的经验。与“独立”级用中央船体后半段的甲板下空间作为多用途舱不同,26型的多用途舱是与机库相连的,成T字型。“横杠”的两端是大型侧门,用于小艇或者潜航器的舷外吊放。“竖杠”的底端是机库门,通向直升机甲板。机库可借用多用途舱是26型能搭载CH-47一级重型直升机的原因。
) |# t& A# q4 w7 ~3 }3 e, m  d4 }. r! U8 A
新护未必有搭载重型直升机的要求,但需要有垂发装置的空间。从“独立”级的基本格局开始,拉长“品”字形的“横双口”段,并拉长上层建筑,可在机库前中线位置增加24-36管通用垂发。垂发的常规位置在舰体内,但新护的三体结构使得舰体较窄较浅,只有利用上层建筑的空间布置。这样重心较高,但考虑到三体的宽度很大,稳定性还是有保证的。机库与多用途舱“环抱”垂发舱成“凹”字形,延申的空间可作为两侧的多用途舱。这样的布局没有26型的空间利用率高,面积更是与“独立”级不能比,但就规定任务而言,应该够用了。. [8 q+ w: z, q2 M7 q
/ c' W7 A) ]; ^, u1 ]. z( \
但新护不需要“独立”级44节那样变态的高速。作为远洋独立作战的反潜护卫舰,28节的速度够用了。这样,按照海军部系数估算,即使把满载排水量从“独立”级的3100吨增加到054A的4100吨,动力要求也依然比“独立”级降低3/4,只需要从054A的现有动力增加20%就够用了。这是控制成本的关键。这样,既可以从054A现有的4台16PA6柴油机增加功率,也可以换用更加紧凑、安静的燃气轮机。如果从直接推进改为全电推进,动力布置还很灵活。
+ @! S( Y* l1 ~; D
* ^* x' v- `6 M; D' N; v24-36管垂发可以容纳足够的远程反舰导弹、远程反潜导弹、一坑四弹的中近程防空导弹,单面旋转主动相控阵可以在成本和性能之间较好地折中,宽大的舱室有利于改善长期远洋航行中的生活条件。这样的“三体054A”比现有054A更适合独立的远洋反潜作战。. Y# i4 n& c7 H' g
; u; s4 w' d( j2 B* P) ?3 B
& f! y, N5 e8 N* ]7 i
另一个思路是参考英国“海神”级的构想,用“中”字形格局
! X6 w1 s  C' s0 J! A! C: }) A& Q
% O6 F5 L, u0 O* l) D$ q) [6 H  z. M
& \! P2 s) q) I+ q

/ z3 P$ a7 x/ q7 _: B& j0 b1 L“海神”没有按照全规格护卫舰建在,但还是造了一艘2/3缩比研究船,成功地验证了设计理念
; {" s4 [+ J6 I5 A8 f7 ?0 D) G/ f% u& U( X* {
, n2 |" h$ k. K; P( V" }
从054A开始,增加一对侧体,可以三体化,大大改变现有054A甲板空间局促的问题,并不增加太多的吨位和造价
+ g) G, }6 c, Y. H2 R
) j/ o0 U/ p# \- [5 U) [另一个思路是参照英国“海神”三体护卫舰设计方案,从大体与054A相同的中央船体开始,增加一对短小瘦长的侧体,形成“中”字形格局。这样对054A的舰体设计的改动最小,动力要求与前一情况类似,有望使用同样的动力以降低成本。
; {9 ?+ E0 Q0 k8 D/ [* Z5 O. y& t, e( W- `
054A的48管垂发用24-36管通用垂发替换,原上层建筑前半段大体保留,但在烟道结构后截断,两侧为两个独立机库,原机库位置现在是加宽的三体段的直升机甲板,原直升机甲板位置改为多用途舱-声纳舱。; r) b5 U4 p" S4 y& i" D: ?  u

- d# E3 t$ G4 u8 F“中”字形与“品”字形相比,浮力分布比较均匀、对称,船体在波浪中的升沉特性更加可预测,但后甲板的面积不如“品”字形。
4 e$ D/ I0 W; r% d6 d& x* M! O5 S, Q% F4 Q. @6 U3 I' O% F
三体船常与双体船相提并论,但两者是很不相同的。双体船相对于单体船是质的变化,结构布局、受力特性、水动力特性统统变了。最主要的是,两个船体各自分担一半浮力。三体船有各种做法,但主流思路是以单体船为基础,增加一对只提供很少浮力的瘦长侧体。侧体与其说是额外的船体,不如说是防倾架,从水线以上迅速外漂,在横摇时侧体吃水增加,浮力迅速增加,产生反力矩,抑制横摇,但在正常航行时只是在水面切割而过。因此这样的三体船反而比双体船更接近单体船的特性。与双体船一侧破损就严重影响抗沉性不同,三体船在侧体受损时较少影响抗沉性,但同样提供了大得多的甲板面积,也在一般情况下提供好得多的横摇稳定性。
5 j( O$ V. g" Q/ a
9 e, u4 k& H1 o  j但三体船的横摇稳定性比单体船更加复杂。在波浪较小的情况下,三体船的稳定性大大超过单体船。在波高浪大的时候,情况就要复杂了,取决于典型波长与船宽的关系。如果波长大大低于船宽,稳定性依然很好。如果波长大大高于船宽,三体船与单体船的横摇响应没有本质差别。但如果波长与船宽接近,三体船的横摇可能反而不及单体船。单体船可以通过加大吃水来改善横摇特性,理论上吃水无限大的话,波浪对横摇的作用可以忽略不计。在实际上,较深的吃水也可以显著降低横摇的频率。但三体船很难通过吃水来改变横摇特性,波长与船宽接近时,强烈的高频横摇会造成从作业、舒适到结构强度的各种问题。大浪通常与大波长相连,特别宽的跨度对结构要求太高,只有避免船宽过度逼近高海况下的波长,这是很别扭的限制。
. E% q9 O& {( H8 j+ q$ c
  [2 q5 ]  C& `$ K+ w* {+ F7 T3 p0 M% y8 ?# U8 g$ B: m

9 q& Y* o6 C! X: \; q( M( z中国已经建造了3艘三体搜救船2 n* }# p4 K: y4 q, Z+ A

" h  ?2 P# _' Z  a) \* R
! u% p" B. V' n3 z; D6 ]0 d. o: G5 ~: O
还在2017年阿布扎比国际防务展上推出了三体护卫舰的模型
4 g9 s7 L: ]0 n: J2 U/ q# y& B' `( R) g+ @; G
中国已经有一定的三体船的研制、建造和使用经验。北海舰队的北救143号是第一艘917型三体高速搜救艇,2012年入役,排水量550吨。15x20米的直升机甲板与4100吨的054A差不多大,直升机起降条件比吨位三倍于己的056还好。据报道,917型已经有三艘同级船在役,另外两艘在东海舰队和南海舰队。中国也已经在各种防务展上推出三体护卫舰的模型。1 H$ y6 ]- u. ?. k

! B4 A4 m* S# J; q新护不会是054A的简单更新升级,而是与新时代的中国海军战略相扣。高度强调反潜和远洋的新护需要跳出常规思维,三体的新护很值得期待。% g5 z6 b; X: A4 \! }





欢迎光临 爱吱声 (http://aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2