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本帖最后由 晨枫 于 2022-6-10 09:35 编辑
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- ~: Y. K; k; c! M6月8日,中国媒体透露,国产百吨级无人艇在舟山海面完成海上自主航行试验。这艘没有透露船名的无人艇为三体船型,采用变转速低压混合综合电力推进、综合感知集成桅杆、自主航行控制等新技术,排水量约200吨,最大航速20多节,可在5级海况下正常工作,6级海况下安全航行,个别技术指标处于世界领先水平。; ?) j- n I3 z% A' G: e. ~% D5 K6 A
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4 w" C- {1 |3 e9 n2 |无人艇采用三体构型,主船体和侧体都是内倾船型
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% q; M; J$ `1 R- N9 w3 y% l上层建筑和桅杆也是内倾的3 \- y" {8 q2 f2 A) Q- z
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侧体用扁担一样的粗大横梁连接,而不是焊接在主船体侧面& {" u7 [% P' ~7 S# u0 ? q3 ]. Z
2 v* O& S' R: ?: w该艇由浙江北鲲智能科技有限公司参与建设并承担海试任务,2015年开始研制,2019年在江西九江下水,在鄱阳湖里航行了30多个航次、累计1000多海里后,转移到舟山海面继续试验。5 e- ?( H: b0 v
4 J4 \( t9 r8 v* ]. r; S中国无人艇很科幻,但这不是世界上第一艘这样的无人艇,美国DARPA在2016年下水了“海猎人”号,也是三体的。! e: R5 t3 o/ E3 R7 {3 @% ]. }5 g, I
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美国的“海猎人”号也是三体的
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侧体通过“扁担”的连接惊人地相似
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|8 d0 o# g9 }6 S$ |; P4 m美国海军希望以此为基础,组成无人舰队
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“海猎人”号还在测试。美国海军抱以很大期望,这可能是不久的未来无人舰队的基础。DARPA本来就是按照反潜战需求研制“海猎人”的。' C# W9 S& u, m; o! B
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随着无人机的流行,无人艇也开始流行。船艇要无人化不难,难的是充分利用无人的特点,研制全新的构型。三体的优点和缺点都为人们熟知。优点是三个船体都很瘦削,阻力较小;侧体大大增加横摇稳定性,使得较小的吨位也能具有很好的高海况适航性。如果在侧体、主船体之间搭上大平台,甲板面积极大增加,所以不断有三体航母的设想,可以极大改变单船体航母甲板面积永远不够用的问题。
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缺点也很显然:三个船体加起来的阻力并不小,侧体与主船体之间形成不利水动力干扰的话,阻力更大。横摇幅度减小了,但横摇频率增加了,船上的人反而不舒适。连接侧体和主船体的结构在大幅度横摇的时候受到巨大的应力,与船体连接处可能开裂甚至折断。
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“海猎人”通过大大增加侧体的横距,确保消除与主船体的不利干扰,并用小吨位就获得很高的横摇稳定性。因为无人,所以没有船员不舒适性问题。“海猎人”也放弃宽大甲板,侧体与主船体之间用粗壮的“扁担”搭接,更加坚固。“海猎人”约145吨,航速27节,航程10000海里。: Q* X, R( E+ k8 D8 P
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中国无人艇显然与“海猎人”很相似。借鉴思路是显然的,但说照抄就不对了,和说歼-10是照抄以色列“拉维”一样似是而非。除了更大,中国无人艇还有一些关键的不同。
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传统舰船多用外飘艏,减少前甲板上浪,但升沉较大% y9 p8 _$ r) d7 s g7 v
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' V, i5 M q7 v5 u" K- E- u内倾艏的上浪就较严重,这还是低海况的时候呢6 E1 y' m9 A9 i+ x& V! ^% s& a
0 t7 m2 k* m2 F! i“海猎人”的艇艏是平直的。也就是说,既不外飘,也不内倾。外飘艏有利于在前进中破浪,前甲板不易上浪,但海浪的拍击使得艇艏升沉较大。内倾艏反过来,在前进中穿浪,前甲板容易上浪,但艇艏升沉较小。平直艏介于中间,而且建造容易。( @9 U5 q2 \: r
& Y- q: @. w5 w3 S) x% F: E7 _“海猎人”的艇侧也是平直的。外飘侧同样有助于压浪,船体强烈侧倾时,侧倾角度越大,浸入水中的体积越大,回正趋势约强,有助于抗沉,但在平时重心较高,反而横摇较大。内倾侧反过来,容易上浪,重心低,横摇小,但在强烈侧倾的时,回正趋势反而较小,容易翻沉。三体船的横摇是由侧体决定的,主船体没有必要外飘或者内倾,平直侧降低建造成本。3 O6 A! t/ K" e, F$ f# `9 W
1 _6 O# `9 K; v- }; y% U: B8 H“海猎人”的桅杆就是简单的桁架桅,重量轻,使用灵活,可按需要安装不同的航海设备。上层建筑只有简单的甲板舱。推进就是简单的两台柴油机驱动两个螺旋桨。
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中国无人艇的艇艏是内倾的,这是为了改善隐身,也减少纵向升沉。艇侧也内倾,同样为了隐身。无人艇的甲板上无人行走,上浪不影响船员安全,但过度上浪可能对上层建筑造成过度冲刷,造成不必要的横摇压力,所以舷侧有一条压浪条,侧体也有侧压浪条,控制上浪。
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' |% J1 N+ e' K8 Y% @. |1 O. z0 }5 b上层建筑也是内倾的,而且就吨位而言,相对高大,便于容纳各种设备,或者武器系统。这是三体船优秀的横摇稳定性带来的红利。( T, I% ]7 l3 h. t- P2 G
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桅杆是全封闭的集成式,显然也是为隐身考虑的,但对电磁兼容性的要求极大提高。$ X/ Q4 S: q' l
( m0 h7 C7 E( c: Y有意思的是,侧体与主船体的间距较小,主船体本身也比“海猎人”宽大,说明两者的水动力设计考虑不一样。有可能中国无人艇并不过度追求横摇稳定性,反正艇上没人,只要能保证抗沉性和艇上设备的正常工作,横摇够用就行,但侧体在艇艏激起的弓形波内,减小阻力。
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) f( D& T' N, b8 n! z7 n2 o* q低压混合综合电推应该是指主船体内的主动力为常规柴油机动力,但侧体内有电驱动,用于低速时的低噪声航行,这对反潜特别有用,也有助于低速巡航时节油、提高航程,港内机动也便于就地转弯。
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$ D5 s/ `2 t/ I% b! P x; e- {更重要的是,中国无人艇作为隐身战斗艇的完成度比“海猎人”要高得多。“海猎人”主要用于概念论证,重点在于自主航行和自主任务,但自主任务能力局限于单项测试和验证,比如水声侦听、磁谈、扫雷潜航器等。每一项试验临时搭载测试设备,并不能测试完整的作战能力。- P4 O/ h6 B h, h3 c
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中国无人艇吨位更大,载荷空间和重量更大,不仅验证自主航行和自主任务能力,还验证隐身、电磁兼容性,尤其是验证作战系统。上层建筑里空间较大,一体化桅杆里可以搭载大量设备,换句话说,艇上有能力搭载完整的作战能力,可以进行更加接近实战条件的功能验证,而不仅仅是概念验证。# P2 s1 U* X! l: J, q
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中国的百吨级无人艇实际上是在产品验证了,很可能简单修改后就可以直接投产、形成战斗力,而“海猎人”要投产作为战斗舰艇,还需要较大的重新设计。很可能“海猎人”首先问世,但美国海军无人舰队并不领先于中国。这是中国超强的产品化能力导致的。
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+ U$ f4 x# c; p+ h+ c' t+ Z8 U+ N1 y科技发明开始于创意,但只有产品化后才具有现实意义,否则只是精妙的想法。强大的制造能力恰恰是把创意产品化的关键,因为产品化不只是做出样品,还需要在做样品的过程中理顺、打通批量制造的过程。
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“海猎人”当然不是美国唯一的无人艇,这是雷西恩的扫雷无人艇
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这是运送补给的无人艇
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# T% A6 ~, A$ }! v: E转塔显然可以用于观察或者武器站/ ?7 j7 \2 g& A, }
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这是德仕龙的通用无人艇,后半是通用任务模块舱
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英国也在研制,但水平远远低于中美,只适用于中近海8 ^+ c6 i S: o( Q0 _0 V# Z
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以色列的“保护者”只有4吨
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这样的无人艇中国自然也不少,“天行一号”号称50节,世界最快
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6 R. W1 C. m9 D# G* w" R还有带小四面阵的高配版- |( ~: l: m0 [
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还有全球首创的无人两栖艇,特别适合两栖作战和补给2 E6 f/ w/ N: h' O: O
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无人舰队在未来海上战场具有无人机在空中战场一样重大的意义,这方面中美还真是G2,遥遥领先于其他国家。百吨级无人艇将具有特别重要的意义。几百吨的吨位可以保证具有有用的容积和载重量,可以搭载有用的作战载荷。超小型无人艇已经有很多了,但适航性、自持力、功能有限。用于基地或者母船附近没问题,独立在远洋行动就不行了,搭载的系统和武器也太少,派不了大用场。百吨以上的大型无人艇就不一样了。20多节的航速,10000公里级的航程,几十天的自持力,这是不亚于大型护卫舰的航海性能。几百吨其实不小了,哥伦布发现新大陆的“桑塔玛利亚”号只有110吨,在三体减摇和全水密技术帮助下,百吨级三体无人艇航行远洋没问题。全球互联,高度隐身,这样的无人舰队是改变海战的。4 Q/ A6 a: K: \3 \5 l
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百吨级的无人艇本来在海上目标就小,极大改善的横摇稳定性和不怕甲板上浪使得干舷可以很低,进一步改善隐身,使得雷达扫视水天线时很难发现。瘦削的艇型和甲板、内倾的上层建筑使得空中俯视时雷达也不易发现。这使得长航时无人艇可以长时间散布在海上,执行电磁监视、光电红外观察海空、水声侦听等任务,成为舰队和统帅部的耳目。
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长航时、耐海况的无人艇很适合反潜、扫雷,也适合进攻性电子战,钻到敌人鼻子底下去干坏事。当然,反舰作战也没问题,甚至可潜伏到敌人的岛岸附近打防空伏击。
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中国在无人机方面实际上是急起直追的,领先的只是多旋翼的大疆之类。美国从海湾战争就开始用无人机了,“捕食者”已经淘汰,“死神”依然领先。中国的“翼龙”和“彩虹”在留空时间方面赶上了,但速度和巡航高度还是不足,因为用活塞式发动机的缘故。无侦-7与“全球鹰”相比,性能也有差距。中国无人机的差别在很大程度上还是航发瓶颈造成的,中国正在航发自由的门槛上,但毕竟还没有跨过去。
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无人艇就不一样了。中国不仅一开始就与美国并跑,还没有碍事的技术瓶颈,连北斗导航、通信卫星都准备好了,制造能力则碾压美国。一旦中国开始发力建造几百吨的无人艇,054A、056的建造速度都是龟速了。
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3 k& i0 o) O+ U* T远的不说,在台海战事时,台岛南北和以东各部署几艘,在南海部署十来艘,海空、对岸、水下兼备,海上监视体系就很严密了。加上潜艇、海上巡逻机、低轨道卫星,封锁台湾真是可以丝风不漏,岛上风吹草动统统门清,这才有远火、东风发飙的机会。! g# d$ }- O* ~% K
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/ B7 l% [. \$ u8 W% A! J X把“扁担”包起来,就成为抬高的起降平台,可供直升机和无人机降落加油使用6 ?0 B' g' e! c2 n; L
; Z$ h+ a' A' k8 O/ N双体或者三体无人艇的思路也可以很广,不仅在ISR和作战方面发挥作用,也可以在后勤方面大展神威。比如说,利用双体或者三体的宽阔甲板,在大洋上作为直升机、无人机的无人加油点。这样的加油点不需要多少航速,更需要很长的自持力。无人登陆艇则可对岛岸运送补给和装备,降低高危行动的伤亡敏感性。基地和海岸巡逻、反渗透更是不在话下。
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