|
本帖最后由 晨枫 于 2020-2-23 09:44 编辑 $ r* }$ e1 I7 B: [8 @( G
1 ^7 H @5 ]* \) |$ e0 q- G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?/ `2 F, P6 R9 |* Q' U7 I
/ n: n2 S6 j J
![]()
$ m: m. U8 U! s3 B7 F+ o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+ w5 t2 w% r7 J' h8 o, Z
+ V/ N6 r: L+ V. W+ [
- p3 o4 k6 \9 o; O/ [0 [
& e9 `+ h, P+ c
, |+ M9 Y0 z! s+ q* a8 M% D
现在豪华游艇中也开始风行了
. g7 x% F0 f- p7 O. |' X+ q& Z w. ^4 V
![]()
4 L/ [0 D [/ @) {6 M, D最大的优点当然是宽大无比的舱室
, W! s- ?& }2 I2 ^; e7 B2 `- [" J; a1 G- v( [
, V' \8 b8 O7 G2 e! M U& p
另一方面,054A是非常成功的设计: E3 d* K0 a t, M" D: ~5 [
5 e6 ^! C1 T& S7 z* y
![]()
) b" {1 K! p4 Z R; k3 f! q但是窄小的直升机甲板影响了反潜能力的发挥5 P' F8 \/ g( e# d9 B& S. f' ~
7 A- I) {4 O2 e, J5 d / U/ u7 Y) [; w
三体会是新护的宿命吗?
9 e3 O& L$ `- E9 i, w
: A7 B! Z/ R' [8 O9 k% t054A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, X% s. y- {1 c j+ z
: M& e- \/ c( H# r' k6 K8 ~* @4 ?“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)。( ?- ^! V3 p6 e& `: w9 d
* ^/ D: N9 |1 L! B$ d6 O
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 h! H" ~3 k$ h- s, }# {3 y4 a
: Y( A8 V2 f) R! l: u$ t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。8 t$ s# }" s# Z, @, O
; i2 N0 \ h$ [7 ` * g' N$ C3 f$ c, |8 C
美国“自由”级濒海战斗舰则不算成功的设计
, j" `: H [2 ?* l8 }8 B- k2 z$ H" N9 _. E" {
" Z3 c S. e1 U: y
但异常宽大的直升机甲板和巨大的多功能舱令人羡慕# O+ k: ]5 {6 U4 l9 ?
- a2 U0 l+ j. K0 C9 ^, v9 ~
![]()
8 S' R# B, m& g4 C% w5 b0 O极大增加直升机在各种气候、海况下的出动能力和安全性% ~/ a3 U% A# N5 t5 o- r* P
$ L6 `& c- A) j" D0 Q% A" N
![]()
) s+ l+ o" y$ e& E/ D8 ]" u, [5 B$ K“独立”级更加科幻
$ t4 W9 n( b) j9 L7 C0 M5 y$ b3 b7 s" j% x- v
4 w- U: N/ a* u" J1 l
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 N1 o0 z. ~, ]9 F) A# v
1 H$ E$ g5 f( j: j6 e6 K1 q
![]()
+ {; g2 {/ r2 ], Z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
4 V. k+ a1 C; x [7 C# f: V8 [: d4 e" H) W! l9 s+ A) \( b
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。, a7 @5 Y/ ]$ u* g: x
7 O; N5 p: X* z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 ~1 S4 ~6 c/ H* _/ P, J1 z
, W: c/ ?# a& j0 n$ Z% @) k! n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。
; T% c1 J7 R( F: b. F1 Z; [8 a, f: Z) a/ r! M6 k1 K
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 e1 |! S% _% D& C" R
: m& A O: T1 S' U6 k3 h; b- z- P
" C. a' r! T8 l( X( Q# W' Y$ B
“独立”级的多任务舱空间巨大,面积约合三个半篮球场
/ Q6 Q0 q" N& d' v+ f
/ E8 c0 U2 f" D+ a) Q! T4 H2 J0 t![]()
0 C6 Z& \1 M w7 j# q" |“自由”级则不仅能从尾门滑道收放,还能从侧门吊放
/ ~2 P% a6 ?0 r d. X( X3 M" [' k9 H
! ]1 j8 B+ Z: f7 |7 _
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
$ _' W$ H/ M% ~4 x% I7 t7 {
. V3 Z* W" T* E/ N: u! I) o+ N9 ]% { 4 @+ y5 _) i. y# N) l5 P0 f2 F
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/ L, N+ M" W/ y/ e- d9 c$ c
1 a/ X8 ?$ t t2 K2 E
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。
) L" Q, S# k1 V. r* w5 F( k" ?, T2 M0 Z( e. y2 W! e- t
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。( V, o: Y1 Y2 A7 _ B/ r7 B
B5 O k3 t) [; T. V0 C3 R9 |' U
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。0 h- t/ D- A5 [3 N. e# |7 E3 Q
/ j" I4 s% J- u![]()
8 H; b1 r# B9 h7 w: I052D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7 q9 S/ a+ Z X" o" V6 M6 M5 k
8 s" x5 m# } U2 `1 N6 n
. u9 Q m* G {
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) g: K- R0 p4 _' V
+ V+ v; `# g8 y" O; v( M / Y3 d8 T5 R* e
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
" M8 M" S: D- U3 u) g2 q& K5 t2 s7 F5 z1 Q
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。
+ D5 J. I, L1 F: S
8 @8 ~% ^9 I* X2 j- F3 B; Q# d, 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。
- ^( @, D' y [) {. |, S2 Q. I( A4 L5 @- 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。: o3 o9 k4 `: {/ U, v
0 ~+ `6 f9 j; j: a+ @
![]()
( w9 c# o# `6 z* q& G- n“独立”级品字形的三体布局会是新护的理想起点吗?
" ]1 P* M- g) f1 w. [# {
8 `/ z5 x) {' A9 y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。4 @/ J) S! d$ M) o3 u7 `
# U$ v1 G O# X+ t# m4 i“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。; V l& b+ S- J. A, N' ~
9 c; H; x6 _$ D“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。
+ d6 C$ ]& }2 J7 ~1 F) b+ x7 w+ [7 K; Y( W4 }
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 {3 \/ v' q$ O# W& v) @
, }) l1 y% [2 L3 w8 H# l6 n2 b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。 {" T, b \2 N# \5 ^
1 E( E# }% z/ `( `3 c$ S2 n24-36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。
; m! E- |" U; h4 f* g$ M; r
6 i2 Y8 K% @; ^2 v" }![]()
7 U. g7 [5 p! x1 y另一个思路是参考英国“海神”级的构想,用“中”字形格局
+ P* p. I! W# H4 |7 e% X9 W6 q$ C$ C; L
$ e1 _0 x5 O4 k6 a0 j
![]()
2 }! t Y3 V5 U3 B6 |! g$ z![]()
8 C+ v- s$ k/ O“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
3 k2 G3 f& `# Y! ?4 v+ ~
8 B& |* S, a% {' U# d. D/ Y![]()
/ H7 h; J* e- c' ]- e) \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0 a% | C4 u9 r% [3 {2 D
! U# d4 G9 [/ Q
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。
) q6 N' N& |% G) k+ K- v6 x6 k* B4 _/ q, @0 W/ h% d6 r% H
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。
' o( N5 w+ t$ N n- Y+ m: m9 Q
8 m3 n; J. Y5 W7 X) x$ k$ ~) o“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。9 Y! A: F* R. |9 J5 \
& H3 N* O! G# D5 d+ ?- g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。3 X2 R7 _+ p# r1 v/ L; h
1 J5 ~6 b* S1 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。
3 u( Q# ]# a2 F3 ? f; T
* o5 t m. ~! t/ A; Z( [ b; E5 U, Y+ C3 J6 q. j; x
" K. l }- Z6 J& p7 w
中国已经建造了3艘三体搜救船
6 N k' { z1 J* E& Q2 N# A
! v" m# N$ l8 ^, l( X ! s9 P0 `9 g3 e& _4 a" g7 E
' D* i* O, k; {! P; 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
r) H, p! A+ G4 m, D3 {. j _1 e
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。# q- c* Q* U# [4 x1 s! ]
# x" O6 r6 D, k+ Y% b# P, Z' l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。. Y* @- Z2 L/ ~& M
|
评分
-
查看全部评分
|