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 " Z9 D: [. B$ ^- r% F' W0 h! j

# a. R6 ]: p8 o# D3 q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?& |5 u& i( r7 }  I* o8 ]
$ J' G* W$ h1 [2 U

$ s5 d+ `, y9 s# D$ I4 k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
, h5 O5 t$ f7 S6 ]4 l2 m0 ?$ }1 T( p+ k
3 S: {! z; K' u) k

, b! W+ R, {, I
. g5 T: @" K; z0 E4 z7 C( Y9 T现在豪华游艇中也开始风行了
% |* d2 m. G9 s0 v5 s' M$ P0 w5 O1 W8 a& Q' p% }# S

0 B" z7 R9 H1 F, {3 c! T最大的优点当然是宽大无比的舱室
; d2 E. \  T) W6 j: D: n9 u. w, S9 r3 Q& D( |7 E' R

% ?4 M2 ~! s9 t% L+ c另一方面,054A是非常成功的设计8 @) |4 u2 g# N* z7 y1 p( B# ^. h
7 Z) b) y* H1 c( N

' ]8 e: P6 D1 h1 }$ c  |& C2 h$ [" u但是窄小的直升机甲板影响了反潜能力的发挥3 w1 }2 w( t/ y& y

8 S. \" p  n4 C* ]$ W
# @9 i" j3 O, W/ S三体会是新护的宿命吗?
! d$ N# s1 b! @% Y3 H" `) K
, w% o, @3 \8 M+ j, Z& G054A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。. k! B( v9 m7 Q% ~/ M! s3 r# y
! a0 F% _# L* N3 r" Y
“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)。
$ ]. {) ^5 F. I5 l8 q$ N
& u' [$ i4 t& c4 W' Z. F0 p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 T, k4 h, Z/ h0 {# e: @
& j$ k+ e; \1 f% {4 h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。
/ B: c. ]& F5 Z# a# t3 K4 L( g  D! I4 [3 P& V" p
: _2 K6 b6 Z3 d* r3 P
美国“自由”级濒海战斗舰则不算成功的设计0 v+ y" g/ m& Y4 ^$ T* T

/ ?: H$ d) f) z1 s1 [* k7 D$ A$ _4 k% `3 m( T% M. C: v% i( L  n0 T
但异常宽大的直升机甲板和巨大的多功能舱令人羡慕
2 s" h; L1 I+ U0 y
* B$ J* t0 S% ?2 d
$ ~8 y+ y' c4 Z# i9 H极大增加直升机在各种气候、海况下的出动能力和安全性- Z- X$ A9 d( f$ F
/ y. u" b5 i7 p! r- E9 V* A

+ |0 b1 ]: O, @7 O( E' Z0 c“独立”级更加科幻
- p4 q$ a5 \! H6 h! Y& @  I! i2 u. o! F% X* ?
) L/ a6 f$ Y& {: W
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6 D1 c, i6 c% p$ j8 G4 n( X! J
  P8 }4 V# L4 P; O) w$ D

" J4 z& r) o0 }6 Y. @& J5 F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
6 S3 `- o8 q% G' u& R
6 z4 f0 T. B3 J% o$ ~- {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。0 m" J' u; \! P7 f/ H- J  y; d

4 q: Z+ n- j* [4 A; F+ m" B& A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。' l2 I$ H) R+ Q$ C' H0 G6 e
( I: t7 x/ R% r% w# r
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。
+ D- X# p' j8 T5 g; R& ^
: e" r- B" q) w. J' M6 |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。
* w  _* e- y8 U+ W  x$ K9 D1 s& ]4 _# m, G6 ?. |& e+ x5 A

' t4 L5 ^- \. V# s“独立”级的多任务舱空间巨大,面积约合三个半篮球场
- k9 H; X! b  m- i9 [) W7 }
$ t  Y- l% \& w5 I7 I/ s
5 p0 Q$ l5 k% ~% _- F5 _“自由”级则不仅能从尾门滑道收放,还能从侧门吊放" x) H4 Y2 v3 v) n( J, ~/ U3 _- \; r, ~

& {8 V6 y1 _9 w- g
% X0 |+ l1 R; }* P  x8 R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
% I2 ^- L: g& o1 z6 z& X9 P! V; t1 G2 S2 w/ [6 h. g: a

0 M8 S; l8 t. v( j' [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# s, l% M4 }) S- b2 h% L
/ Y' W$ Z4 x; b+ j- Z
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。7 x9 s5 h- a( o. @: d

% i- P  r# t4 w1 {0 ?% X0 D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。) ]+ l! H. H/ ]* O( J$ R# B

# S4 Y# y1 f7 d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。
* n1 s- O1 S) z) d) h/ j; Z2 L! e% Z1 K& \. r: D3 |9 B

- G" i( J8 f, y4 f2 Q" W052D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- z  S5 I+ m7 _7 i; J0 `

0 f# R: L0 |1 I! E% i9 \; m
8 W9 j/ @0 M6 f8 u4 r  H, B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& H9 W6 }3 K3 d" {. K- A

4 W6 Q% c; d! p! m& u
: I/ B0 Z+ b9 |9 \9 X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" |2 U0 a+ u: ?
9 S4 }& Y: _- ^" J
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。
/ i- d  Q4 F# k8 |# _6 M( [( X8 }7 ]) r: z) Q9 o
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。
: H( G- ?4 n4 P8 h5 J3 L
. m3 S5 H6 k$ [$ N  T' @: l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。- B1 \. n8 A  F2 D

) J, }2 Z- H: {( \2 X: G
+ v/ N  _& u; V0 F& g; F  R“独立”级品字形的三体布局会是新护的理想起点吗?9 ~2 C) j1 n! i3 E; a" h
7 C- |+ x3 F6 e( i# b0 J2 P+ |! k& {
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。
$ N" g1 t! }  i' i9 i! E) |6 G
8 h# W& b$ `# I# i& h9 \“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。
& t* n4 W  i3 |% d" q
1 q0 t1 b+ v8 N2 V! H# P& o1 ]“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。) h) X3 r) E. q8 R9 h! r! t/ k
3 p" c7 v# m& \1 x
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。) N9 C  u/ j# }; N! P, L% ^) ]/ F2 I

- u0 O5 a( j7 ^; A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。
4 w$ B. i: @& T" A
5 f: y) f9 F  ?4 r/ U% ]5 \24-36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。8 G3 g2 X; u; D7 `# Q& `( O

) }2 V$ {" X& y# ~7 g: l8 k; z( R( c
另一个思路是参考英国“海神”级的构想,用“中”字形格局
: Z: E/ m) G7 K3 H  a! ]% v. `1 M
0 Z/ ]2 H4 L# Q+ {3 @9 T4 k! Q
/ m& m3 r0 u! o8 J! a) X) K* D( @

9 v. g$ n  N' X1 d“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* j" y# p0 R8 U4 h" b
$ |: s; v* ]( G  _2 L8 N* n, W% g
& i, f, a8 |/ G! \) Z) t! \
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
2 W0 m5 ^4 z1 a
$ |8 i9 k) z) O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。0 S4 R7 i7 c! |5 z: [! q
  P: T3 R- v- Q& n, s
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。. Z, I# O! b& g) Q. V4 s- G4 y1 V
' s0 z5 D' ^+ m2 j: h
“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。
! t- B/ {! c# d, i- s% [( r7 i
3 f9 K$ Q& @" s) c/ Y/ T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。* Q  N& a# E6 S& p; m
+ y+ r3 ]$ G, `3 q- [
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。
) P2 A% H! A2 i$ v7 ^3 ?
' F7 ?' Y1 J* n- `7 [- }1 e
8 O- J6 }3 h& }7 P, c
9 x" k# [3 Y0 o. Y+ o中国已经建造了3艘三体搜救船( ]8 e4 T. l5 ^+ ^, b  F% |
7 g0 q% y7 h6 p$ T+ \+ E/ M

5 A4 h8 [' T  K' b/ _0 A% k5 }4 j3 i9 S1 t1 _
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; [' k7 u. g( a# l: Y! p
) U4 b0 N5 o1 L8 ~4 {
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。
% B" O8 F: p$ g# V- _. y- J: Z6 \7 {+ }% w  u# I/ d
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。
& K3 ?  Q) h$ E( q




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