|
本帖最后由 晨枫 于 2020-2-23 09:44 编辑 $ v! ^! [6 m. x3 s
) ` Z, y" Q8 i+ _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?$ V! [$ \) h P9 C! `
0 B; z6 `+ ]7 Y- N2 A5 l Y/ S4 U7 C* i* P$ p7 z) ]+ V
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; V2 v, d9 y8 j+ y' {- N- ]
8 | E8 ^4 Z" t( x- y# ~
/ l5 @) F. o. v
5 P6 J: i+ s" K' b: V4 \- v% e/ n e+ s6 _
现在豪华游艇中也开始风行了
" T% D- J* G! U, j6 u0 t2 K9 Y
_- g5 M& c( Z2 S( u/ N. C3 c9 G& m4 u* \: L- k7 C4 e
最大的优点当然是宽大无比的舱室
. ?+ \4 U7 i( x% [# H
& ?; |5 {5 Y" y8 h( I3 H8 n+ ~ E) ^1 P
另一方面,054A是非常成功的设计3 g5 E# P$ `1 ~7 I" V8 J
1 \( ?" m# F. Y/ u) G
8 {9 u1 M( c& @5 Z- `
但是窄小的直升机甲板影响了反潜能力的发挥
1 \' v- `! u; i; y
9 V# }0 L |+ |5 P$ s7 y. r& e
# L7 ~$ w$ Z2 ^9 x/ \2 h4 X- c% `三体会是新护的宿命吗? N, a5 G5 J" k
5 A( d! Q% W! o
054A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。
: J; K; Q) |& P% W4 I
/ Z( ~$ _2 p, O$ 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)。
# V2 a) f, J6 O9 i: h6 L
* G2 X0 s- }/ ~8 h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。% {5 r$ g. k7 b7 L- f: H
1 d; I# D) E7 d9 F) j3 g
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。
/ z3 Q8 i0 u& ]- N% w( u1 y0 g# z
2 L, b. H6 o2 A/ b* f% [0 D3 F' a9 s+ N( }) ]4 o. E3 n& K
美国“自由”级濒海战斗舰则不算成功的设计& s, t* B, l* B3 f( ]
1 q# o: k* R; v) O0 y; V
0 q6 i: D+ A! C; J/ ~但异常宽大的直升机甲板和巨大的多功能舱令人羡慕/ Q" W- \# Z" a3 O* f; o
+ x w e8 R3 o: q: U! R; ^% @* P. n( C$ H2 A1 r
极大增加直升机在各种气候、海况下的出动能力和安全性
8 ]' o& L1 k: s9 b) ^* I/ f. B4 [5 R2 g& c5 E) H: t% S
! g& ? r# t! E3 n
“独立”级更加科幻
, p1 M- q4 R1 M: m" p8 |: W8 \9 `: W/ ^, ~" ^, Y! s* n _; r: z0 x0 o
- n# z) \# w5 D- {1 M
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
- `% e1 B& ?8 l, u/ H9 |! R! z' Y4 x8 s. G" o I
1 l# A6 r% x( B% 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
, I% c% P9 z4 h# y( W4 u6 }
) q* L2 S$ F+ Z" @+ C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。
/ g* {6 o& }, G" t3 X
6 S2 Y6 }& p4 n7 }" h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。
. b, b' ]1 e9 w6 A$ u: F [% q1 }: j* ]' U
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。
/ ~* w5 ^+ v8 y( j" p
) s+ c* o: C) O+ x- A9 ~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' j4 |6 `. J f# F" x
$ O3 e, X# l, C0 b8 b# x2 }
- w6 K5 o* @" U4 S: ^“独立”级的多任务舱空间巨大,面积约合三个半篮球场
6 I+ X2 W; i$ {
3 h) ]) O9 o6 m7 q) g$ k& ^ u Z. f- ]; m) ~" A
“自由”级则不仅能从尾门滑道收放,还能从侧门吊放9 w% r+ e' n; ~# t) A1 [. ?( D
8 \2 h& m( x- m( k
: r* u; k+ T( f6 `/ E- s- T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
& b; v/ x7 N) u! B
" K9 ^$ b( R7 [) L! Q# I4 x8 K* R4 `( {% G
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8 Z" _& Y; h2 {! T U$ j6 c4 w
U- _# Q$ K1 X7 C' S
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。, y: E2 C. _/ f' c1 t
: {6 W4 S$ ]4 c8 O/ W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。
) I# Y" V8 ] A Z- }$ `9 F) F" g
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。" Z! {0 m) w0 D% g, _5 H% \- S
D9 K, g+ N. m, O( B0 I: c3 I) O6 C# V9 v* R
052D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
" O, @, E) s f1 I# S# N0 w$ w# G7 d
) G: m* T% I& K9 T/ |3 v7 O3 @ f/ D" A6 ?/ a: q
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
; e1 l" h( E$ q* P
8 b* B# H# }# C/ B
1 z! \! u: l( f0 H$ z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7 Q' i2 z. m6 P/ z3 _. X; I5 A
6 e- n% _3 w# E, Y
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。
* x( v! P' F) _9 a. N& W8 k0 ^; W9 I$ Y
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。
. T1 }- u- X+ {2 R3 W' Y7 {, {! Q9 K9 v. Q# L# k# L8 R5 `. ]" F9 }% d
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。
! ?+ {3 [) e1 _2 F9 S% ~6 K5 P9 e4 C- W, K
& L1 K: n t% M/ q( B$ ]* Z3 y
“独立”级品字形的三体布局会是新护的理想起点吗?/ ?# l o: x2 i4 \
5 J4 l+ p: f6 B0 ]! A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。) Q* A7 ~' T7 `; U; R7 u1 I
; g" j- W; ^; Q( p" e: B“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。2 r( o$ f. ?9 l) }% g6 @
! \8 {- [) o& M1 A2 v! v“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。
& F$ F0 u: S$ e$ s' n% s/ f* k: {7 }/ }$ V
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。
b r/ K( d" C% M& W% A# O! w* g+ d. B4 O
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。
0 S( }. i+ H) ? ], a& ^# [* \7 e
2 H8 m# m& k7 t7 P24-36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。
5 q( i% N. _4 S: N1 Z8 u
) d5 ]; V$ |+ F- a! E
( e3 E0 I5 t! Q: G另一个思路是参考英国“海神”级的构想,用“中”字形格局, [" e( b: s/ w- Z; ~2 R/ K: ?( B
) t7 b6 B, p T* W: B7 _! O! P- @) {; Z9 V" B% M2 t7 a$ U
, R! b l: S: g, E
, p. z! \. u1 \# T9 ]6 n1 X
“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
5 \2 m9 x1 ^8 v$ T _" L2 H
; R! w/ L7 ~& X0 E) r. m/ K& W: o
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
4 Q! G |5 n( ?* J" t% O
7 w; \* c9 S( I& E8 W g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。# y; K8 ~, `/ R
d2 F* j5 Z% n) |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! m5 B3 X5 l6 ?5 G+ V7 @; E; c
' O! N' Q) [9 g7 M
“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。
! R3 n+ l4 g2 H& e* ]( W# |5 e8 Q/ c
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。) X- l; U: m6 d9 [0 U4 _4 ~
5 S1 J8 D5 N# P
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。9 X& `3 o" [, d' H9 d' o8 S1 `
5 w6 F8 h( {9 O
( a1 {; p& D r- ~+ j9 N
) i8 E) t8 H/ R7 V5 H1 X中国已经建造了3艘三体搜救船
( q" L# _9 Y# {4 b
5 D; w/ q5 R( \8 ^8 [, r1 Q% N. |, v
- Y' E6 O8 c0 `6 Z4 c! A/ i
" K# [) M# y, i4 j& i+ D% D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- d [. t5 Y. T/ y* x1 v( L0 @
& [0 M, B. M) P( q- B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。$ C M7 W y; n& R1 u
" e9 H% I( z2 V9 b" X1 J7 `
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。0 \% Y1 G* f7 m/ i' Y' L. ~
|
评分
-
查看全部评分
|