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 ' H" Z+ f- t+ H+ ]( Z, e" k

  d# N2 I5 f9 I4 L! Z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?
& |9 x# Z6 Q! S: V1 A& R2 A3 B& n2 E) T$ [' N
$ @. m- O" W+ f2 A4 r1 i  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' b2 c9 K6 A  e. @; |1 ?. \* x

( b6 d, M. w0 A( _/ Z
  ^8 E' [* \' H
3 x0 n' S  @, c/ j4 W7 I6 J% I1 o2 l% n3 n) J2 I+ U( j0 o4 P
现在豪华游艇中也开始风行了3 ^" Q. T2 g& p9 x3 W
( _2 V( \1 `. f. N7 t/ {- [
) y. b& G) X7 `: `$ f
最大的优点当然是宽大无比的舱室% ~6 q  ?- y1 L* h

4 V3 ~6 N" T* U# ?  Z) c0 W. g) M& A1 N( p
另一方面,054A是非常成功的设计* n/ L" e3 S/ S  |5 c! \5 h+ n

9 Z- Z* e6 s% U* U& Y/ y. w; X+ x* L7 n, K) E' C
但是窄小的直升机甲板影响了反潜能力的发挥3 b- v+ H* C2 _; m) J6 X) {! K

4 [, ?2 E5 z7 D: Z6 P$ Y4 i8 W/ T8 R+ U/ I, M, M$ x
三体会是新护的宿命吗?+ p$ y5 q/ R- K" S* I; ?0 F
, R0 x* i+ }; J  i
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。
+ C  U' h6 J; `3 T- W) \" X
7 o2 e# Z, N/ p/ L9 y) ]' G“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)。# o& ]3 A$ u2 j6 L) i  h& P4 \
5 p6 q6 L) P. ?0 j$ r' O* e
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。+ `8 q* Z& i; z0 }7 l
, V  I$ \9 F4 d# ~
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。( `$ P$ C$ H% T+ T

( E4 l7 k6 ]0 X0 E! l7 @" g% C# [" ^
# e$ e) o* S  [. o: x/ W美国“自由”级濒海战斗舰则不算成功的设计. T2 c. B) F; y1 z0 f

: `  Q" k0 \3 D! @5 s
* l0 ?4 y# n& H, f1 ?但异常宽大的直升机甲板和巨大的多功能舱令人羡慕
) H. ~8 m# G# H+ j, {" i7 I2 z) {3 }2 F" `! d: B. H
0 A/ O5 H7 H' M
极大增加直升机在各种气候、海况下的出动能力和安全性
/ x  }9 P6 F2 @" W3 A# b% i. k# u8 v# K& t! B! t8 \
; e* t& a# o' q1 y
“独立”级更加科幻
6 W( A2 ~$ Z* G" u- j2 t& A5 w$ z* J" J; r( J' q0 ?
+ D# l7 {# x5 X+ y
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# K: q3 s$ Z% |1 b0 I

3 Q5 U8 |1 B5 g1 a6 W1 F6 A) g. O6 k6 T* Y3 P: ?
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
  a- m; [* H/ u5 L% S1 q
$ i' l; A# _9 I% q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。
2 |% V/ C3 S5 l5 }6 \( [
% B" k4 Y" N' a, d) m3 b% Z  D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。
8 t  M- [# ^" E# z0 h; T9 P) ~" M& G- M& S+ o! a4 x, S! e
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。. [" X- C; l9 `

# i; Z5 x, A" I/ Y* z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。5 {2 c( A% Y% Q) H+ y( a
6 @2 v7 Q$ ^- E" K4 `
# v9 {5 |  ~! ?1 F
“独立”级的多任务舱空间巨大,面积约合三个半篮球场" U  k$ T5 p$ F0 [% ~

. Y" o% P( G2 t) x! n" U, M# t. r
“自由”级则不仅能从尾门滑道收放,还能从侧门吊放
% O2 I. I9 t, \, t
0 E+ }4 E  D! ^# r" P- |) Q
4 f5 D9 G  n* P8 S# ^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" L4 t! h0 L4 U% i

& i+ a* ^- D$ @/ U/ D. _' P& s7 T8 y9 Y0 @. j% s5 t6 m' t; {
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; `/ V4 f4 m1 |, S; |* m6 h' Y! L# k: N

1 E9 p) Q/ N' ~4 `+ f: l$ D! |7 f1 ^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。
+ x1 g) l) u& k- X* W0 C! H; t  t5 z! n
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。( X2 v4 }2 Z; p6 d/ B
* Q3 `; P2 O& C: o( \
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。
- ^) P, G) a0 N$ R/ {0 W1 T+ a% _0 L9 }# f6 x

1 l4 A" @; {5 ?  I' X. D052D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
$ h, |$ j0 d9 M0 K, T# o
* ]- Z% i! P3 R3 F
5 l) H* S; _" [# ?2 a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
0 U0 |+ q2 f: p2 q; a# i2 j9 f4 P# [. Y7 M; [0 I

# H: D5 [. J& R9 h! R  d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
6 r- ?3 R( H  Z2 V+ |) K3 @# s8 A' G3 |7 \) `" G1 G# o2 @
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。
$ N! p0 o6 A4 D6 @& k. \. P( r# G" P' c$ c: r/ _- E, x9 r
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。
9 i2 w' x& i" s1 s
7 d) m3 K5 f/ C% v/ _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。
: R4 Y0 M% A( t4 V
" A% u& u& n+ I3 [  \" r6 {2 I/ S2 A) k; x4 M5 j
“独立”级品字形的三体布局会是新护的理想起点吗?7 ], ~6 C# ]$ N5 ~2 d( q

8 j$ _. B# z# c, ]1 K! 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。
& R, [" w! p& {1 e" l8 {5 e  d" y5 k8 S4 V2 z2 v' j8 Y0 c% @$ }- 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。
4 p! ]" c! Z4 m9 L* `
: P7 }/ E0 B( O“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。9 L& _# C: m! E& X

8 G# U6 {! u* T) U5 c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。: ~( v; H5 f$ r

9 _/ P! E9 Y' [% W4 j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( h7 `$ D# d
- m8 N  p( U8 Z& G, P2 y
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。
; ~. i, r  G1 o4 a# \0 L: z. n: B& A0 i1 }2 X8 \# P% A. y
9 P" I' q; C! L- U. J
另一个思路是参考英国“海神”级的构想,用“中”字形格局
: a* P5 p0 |0 s; D- }' C# d. r7 Y, H( _2 G6 B/ l( I# D1 J
* x: n3 }1 g" w& V1 u7 s6 ~

% q) h/ S1 F& Q
" W9 @9 P$ @4 n( h8 j“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0 V' c0 m) S% g$ ~
, b* A+ I6 ?1 e; _. M
4 q) P0 X* T8 v3 W) F7 a
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, U: P* G# \) E( H+ K1 X0 |
/ X% S2 y& ~* G6 x0 [
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。
# N  l4 P- D8 z% W, C; Z2 T7 I8 E) j# e, I/ P
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。4 p) ^1 N/ G0 ~" l

- p- }2 V0 m1 Z! v  b“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。
" D  _  r0 ]4 X$ F4 p: ^+ d0 O: k% U+ Q1 G6 b; e. m! P6 N% d
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。
& i7 |( `6 F4 Z0 c+ G- W; ]4 @( h) v+ E5 i% ?9 ~
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。! I" {: ?2 l- ?$ h/ D7 J) X/ D- z

* k; U; G; s2 K9 s6 D* ]( w0 ?
6 t2 L1 ^, h. d! K: f: |3 F4 c* O! v' v# L5 H
中国已经建造了3艘三体搜救船# r; z  q/ p& b5 j1 t2 D
1 Q& h8 }  l. C$ W( l& a

$ Z8 k' w2 x+ m* o2 z- S7 `- m  r9 v+ w% O+ ^4 a, I
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) C; c: l; z! P/ e5 ?, \4 X9 ?
5 ~: P2 _7 {1 w( d. G$ J0 o
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。2 g1 p& a3 f- c
8 U7 K" |' z. o8 J! x: ]
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。7 e$ J+ x. a2 B3 ?; q





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