|
|
本帖最后由 晨枫 于 2020-2-23 09:44 编辑
5 ~6 c4 b) M7 j; ~1 S7 E6 t6 D4 U) r8 _( r6 {: o8 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 C. I6 H" e# p5 f. o
8 w& O* _7 ^1 w) C5 C4 Z / I3 d; T* k( B# j9 Z) ]
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, u6 n" x% R1 ?2 |2 n
9 O$ u. H' V' { ( ~! _/ I8 J0 E( M8 G4 }
$ W" t- Q# v O2 U1 I
![]()
: y7 M2 Q# E' h% h+ S( D5 d现在豪华游艇中也开始风行了! _6 \7 K# \0 x+ k- k
+ h9 b& g/ V i/ e$ C 9 \' {( g5 ~) _
最大的优点当然是宽大无比的舱室
Z" h7 F) D2 @0 g
' Q( h9 x1 d% p, b. ?- G+ J![]()
7 }2 @/ |) b1 K* e0 C0 z另一方面,054A是非常成功的设计; C1 g `0 k( T
+ R) O1 E5 U4 k5 _9 X7 P( b' _
) l% W% R# z# `9 c3 u+ Q
但是窄小的直升机甲板影响了反潜能力的发挥* X! h* Y+ \" W4 n1 X( f0 W1 k
- B" i, O+ h+ q0 A! O* K$ M7 k4 R! U
![]()
, N' m4 L2 W6 `" N5 `三体会是新护的宿命吗?
! c M5 X; a* _$ V. x8 u$ d: U y f9 M0 \6 {
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。
7 Y( d( H# b5 H/ v/ X4 B: S# y& b3 q
“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)。
; r2 i9 A1 K1 w$ Z. j/ m
. y+ S- ?" x, W2 n7 K5 l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。
0 T* @& k, j4 G* Q" x3 d/ O* o: U( f5 r" s$ G: Q, r E' O6 e
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。- w7 a3 i3 |" N( W D
+ S; v" e6 I: F! u% W* Y 8 j F* X8 x4 r
美国“自由”级濒海战斗舰则不算成功的设计# f0 C+ @+ ]9 T8 P$ i d+ L( I
! y0 x' G' E. S5 i" @
$ x+ H3 s- @! W1 u7 ~
但异常宽大的直升机甲板和巨大的多功能舱令人羡慕
5 T' @2 \2 X" [7 h. r8 k% ^7 u! S' I
![]()
8 `$ S- M; f4 i$ @8 t* h: V9 s& C6 z( ^极大增加直升机在各种气候、海况下的出动能力和安全性0 l4 i, @2 t/ }+ D! M& o8 d
, |9 W1 D0 {, k8 {
![]()
6 ]9 Z- G% F( k6 `“独立”级更加科幻
& ?$ J' Y* V$ K) n! A
% G$ R. F; K7 u * ~5 x& B4 |/ Z( C, y/ O
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
4 |3 G G$ x. T9 ^2 ~+ I* y' I) h5 t3 O! }
0 u. |6 Y, \( p0 u" R
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 X$ Z/ A) m* l# k- Y; g) U3 ~9 ?' w M1 u; f& Y
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。
- W( F$ v, H1 F& j6 b
8 M: ?/ w7 L1 M) t' n }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。
3 k) Y" G6 l, j+ T- }* C% H
9 B& W+ [0 R# d) _* u; w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。: B. F: @, Z$ E# ^0 t
/ U0 I4 ~- d. J% P5 {1 X" B2 u0 j6 ?( ~
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。4 U2 a+ o" P9 b) ?9 p
0 z9 [9 g3 g, h$ M6 t- @ n![]()
- Z. O! f. ]% n+ I. G“独立”级的多任务舱空间巨大,面积约合三个半篮球场
9 y# @9 b4 H2 n5 R6 b# v: G8 \2 V, N; R% V+ T& l! _
![]()
' j0 r' `) [! a7 y* N6 J“自由”级则不仅能从尾门滑道收放,还能从侧门吊放7 d4 Y/ i" p. D
: e k' \7 R8 h8 W) p. Z" G8 G % _' q) |" O, A- C6 \8 A4 ], W4 L
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" t9 N% G. e; t$ f6 R1 |3 E
. W/ m; s" O: v$ |$ T( U
/ W* _: c( L1 k7 Q4 B2 _. h
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
% q& |' F, y" i0 A' |3 I, w5 }3 Q; f1 G' o
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。
$ u( [6 @$ e6 K. [! @! ]- V
. Y# I9 H; @6 @* C; h5 g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。) k! V, }" G/ a6 w( O' l" n, \
5 {! j0 F' W1 y, D6 m0 S6 ~
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。& A' }& ?$ l! o2 g1 x
' A6 R3 P- j @. `+ @0 f![]()
/ k! w; [. }- S0 H' m052D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; G C# C" r( z) l# C( y
) A' y2 O& b- Z6 M. M![]()
: L6 m4 J+ R; G. a, h0 W7 }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& N; d' Q r) t: y, s9 G; x6 p* Q
& |6 ]% e0 W/ n3 c4 F) _
![]()
$ V8 n1 i P1 ~5 M S; J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& R: { q. v0 J/ T' U: H( Y4 @$ [
0 [& N. P3 W/ ]$ e. ]4 y. u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。
! F( N( v, K( H1 p& U/ b$ K/ N% a2 H8 s. Y/ B9 V
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。
3 H/ U& M/ T/ O/ T
& d; G6 I, F0 N1 r7 |# [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。# E2 u6 t V& ~* _9 d* n
+ G) D1 T( A( H, w # ]( K8 j r N7 M- b
“独立”级品字形的三体布局会是新护的理想起点吗?* Y! a- M/ f& f5 V
) \, W2 }+ y1 \: z8 r% w1 l5 r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。
1 n- L U8 b# |' e5 w
5 H; T& o: ?, ~“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。
' V2 B) A: ~% V# c& q) X; B$ L; O: ]0 f9 S: o! |( k
“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。& t$ f% Q- A, R, ^. |
% l% o, b$ n; a4 u, P$ N! c6 y
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。; M# ]& m s H
0 D8 \9 v" |+ s$ P/ E$ K5 t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。* F4 k. I% p* T# i
( ?, I+ _% i8 ~& S: u24-36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。1 R3 g# v" k8 d' ^% M
& v; d# ~" O3 Y; }7 j0 s/ s![]()
& P& W' ]4 N% K% t另一个思路是参考英国“海神”级的构想,用“中”字形格局
/ |+ q* n8 Z( p9 F5 g+ J% O8 [" R/ C7 ] m9 k# k/ d
![]()
2 I* {, A4 G' a& ]( k* M+ R![]()
) M7 Q" i2 O' T6 y* A A' h! p 2 V' v4 J5 O$ k$ j! A; I3 _" R8 E
“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4 I8 d. K8 n5 v0 Z/ [) c) \" E
- ^) g; L/ ]( H7 B# p4 y E
![]()
9 x+ I" r! e( q! ^$ g( R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3 y, F, }7 \8 j! V0 Q
9 w2 O& K6 Q/ m+ 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。
% Q3 o; D* l0 Q2 X5 \* B! c- ~- U7 ~
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 K7 |. }! v& H4 n6 ]- d6 u( W
8 |$ o) F, d) {+ k- Z
“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。8 A; F5 S. Z5 c1 c9 G
5 x/ y5 r6 L# S0 _) s4 K* X
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。# j# ]' B: a- l. I8 O3 l8 p
: b2 ?( M* \7 `4 x" _/ S
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。7 H f& l1 ~+ N G. a4 H
$ c/ P5 n$ }: b ?6 J8 d5 \2 w![]()
' G1 }0 \1 I2 C 1 x5 | Z# V5 X( ~
中国已经建造了3艘三体搜救船
0 j) t6 }$ o" E3 v2 h7 ^. g/ ~% E
0 R8 r; S' G( u: i' i" H3 R + X+ P. ?: e/ E( r
![]()
4 e9 w% b$ z3 ]$ x$ [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2 ^/ Q* G9 J: D4 l @: c
' @# F% X5 e- F O0 Z; u
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。
* [5 S/ L; q H: l$ U; B7 W
2 t( K7 |% V/ k) a* R! p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。4 o- @6 _7 f+ l# o9 V. n$ m
|
评分
-
查看全部评分
|