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
3 P: a3 ^; y0 W! f% E% v; ?$ A8 P3 u' t, s& W
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: e# [) n  d1 \$ H/ [4 J* Z

) G5 S3 p; n( p9 o0 o" }1 m$ R  C, d* j" D7 N
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7 }4 g$ k7 p8 j$ B! d

' O5 L7 O" Z4 A' @  g8 k6 P: e! z/ l) _' C% I; q

8 O! i  G* U) y" y: A" g: G+ m+ @/ q
现在豪华游艇中也开始风行了- W5 J' P6 E& W$ Y3 l) M

+ [: y! O* p# t1 e# w  a8 l, D# B; I% ]
最大的优点当然是宽大无比的舱室7 K9 L& e# Y/ t6 M5 S* R4 C7 l

" C: f7 Z2 h; r- N# d
$ Z/ p6 W6 t2 h% |1 o9 [另一方面,054A是非常成功的设计2 n7 r( d9 G- D' f5 g/ D" b, k

: D- _* ?. u( G4 g- F, r; t- `2 v7 t
但是窄小的直升机甲板影响了反潜能力的发挥
# Q3 B  v2 d4 D* U$ `6 |6 r# {
8 }& g* `" U% D3 {' P* y% H& p7 E5 ]$ r
三体会是新护的宿命吗?' T" K7 e* p# r: v0 c3 g
9 K8 P$ R/ f5 N$ X
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。
/ o# u1 x+ G  u/ D
# s, q8 u) }$ Y" @% z“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)。
' F' B( _" `- S  U* Z0 H; ?) `* V4 [# j# D7 }0 G
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& k3 d; N0 I5 ]3 w. k
! P# L& C5 k3 e/ N$ l  v: a* i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。" |( E' L& I' K  l/ d+ D
! w) Q2 N. z0 d9 B7 L* R" T
5 E$ x) g) ?& l/ i3 }; ~# e+ ^+ J% D+ _
美国“自由”级濒海战斗舰则不算成功的设计
+ Q4 d3 @$ f9 m& D: |9 X$ R) ?9 J* r2 r! q, E1 f  G# Y$ P
% z4 c/ |! V7 i, V/ B, Q
但异常宽大的直升机甲板和巨大的多功能舱令人羡慕
7 \1 y( I# N- u1 h: l" x; Y; Q0 [) r' |3 z6 P" D* h3 J) P

) y) n+ f+ c/ x  P% @* p极大增加直升机在各种气候、海况下的出动能力和安全性1 M- O, O8 S$ f1 d
  y3 m6 v; N- W
7 e, ^& ?# P) f
“独立”级更加科幻7 Y4 j; g3 u9 M

3 A: z  D  z- M  S" ?+ V
. q8 \  F! x; ?/ V4 z: t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
) v. l! R8 j! g' h# X! u2 T: H$ G# C# J- l6 v

8 |. x/ Z* D- t0 N) A2 _& e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% h* j; n5 }: `4 ^/ {" i
6 W, Y5 {1 x0 a
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 p' c# @/ U; e1 S, ~

# B% `$ P% Y! `$ h! v' }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。
& L! z) f% \1 C' B7 ]2 m8 e5 v
  P* `6 a4 B# L! D; u0 ^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。
% W. c9 u( E+ ]: G4 [  S4 g* Y% A6 e8 p+ n: q1 h6 w! v
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。: A% p/ ^8 A# Z- Z- ]9 i

" S1 G( W. B  k2 l$ I1 O+ P( L: n9 G7 ]4 L
“独立”级的多任务舱空间巨大,面积约合三个半篮球场
& d$ _9 M0 A: [1 o( C5 b& u$ A& p& f* G, M- Q6 H
) v' f8 q, _& i' A' u
“自由”级则不仅能从尾门滑道收放,还能从侧门吊放
/ l# G& Z6 s+ F/ s9 o& j8 q- k1 `) |. @2 Y$ f

9 S6 e5 |9 q5 d$ B1 g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
( O. Y+ N1 O8 A! q6 f
9 w; X7 y+ [5 E  J0 z% j7 s4 Q, R
0 S" a( q( \/ K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
) z# T; z3 L" t. b9 t1 i2 c' B1 {7 C3 k- t2 ]3 P+ q
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。2 \/ S  C& E$ B6 K; a; L- h7 J

9 P3 y  [: }+ q$ @" p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。$ O  `" ~* x9 \6 ~, W* u8 S- z2 |

* x/ H2 y0 e# q/ X$ 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。
3 A! [4 D& g- _. E$ I# ]4 W% n7 O6 A1 F) @0 ]2 F; ?

& L" G* M' d, [( K# z) s2 h052D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
1 D, x2 @' L; H) i2 z) b6 F: A% y; K/ A# c% E. f, ^  f
, ~' T1 E" R. w
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 F% A. ~5 N/ l& g) D
7 d0 l& d) U) K; s2 @

+ z& m; q$ b5 g+ [# k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
/ G9 I  I/ m/ j' g1 W' D( h( O9 N7 M, 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。
! v& x2 ~& K; r6 m& Z# d5 w  i, S- z2 n
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。
. u2 r* H4 a: u7 y( Q
* \% ]& l/ S0 N+ U- \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。
! N; ~2 \# ?& g  K2 {, w
# F6 I1 W1 @, R) l# t4 ?0 H8 u. R4 g- j
“独立”级品字形的三体布局会是新护的理想起点吗?0 l( m7 J" b$ b; r2 O) T
- g; t% h: j; i7 H& ]" d) \3 [
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。
3 X$ h4 q' `+ h. [8 y$ j
  J$ `. A+ u/ Y1 d8 h! `“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。
% r7 P- t7 I5 n, j$ T. U2 t9 D! c
4 n1 d- B' d3 S; y+ `. e6 [/ @: h“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。+ N; _% X# Z- Y! \% `1 j
$ w7 x) v" R( \7 O* R! F
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。( D6 W/ U  U7 O, E# ?7 e

- ~" Y0 H2 k$ v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。
$ U; |! _: u& v! u
$ d% O. S- G, C7 t24-36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 M$ t7 K" j5 b5 X

; E- O7 C1 h7 Y# y! W
; T* e& C8 b; i, D另一个思路是参考英国“海神”级的构想,用“中”字形格局
, B) L4 @4 L  G, }9 p4 `
# G* p0 D9 y3 W# O7 \
# O, Q' j$ ^  O" C" N, O% G# F) m2 k6 c2 [* G
) Z1 o4 h  z8 p% ]( x# i- \
“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
1 V7 `4 @" O1 ~1 B2 k5 ?+ I* L
- {* E& N) z5 L4 Q. l3 V& k) E+ t$ O: U$ i6 j" 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
! R+ j$ q) C4 ^3 r  F% L) S* g  P) |! F9 n" h! H# k% B
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。
4 R1 }. d5 U  }# o# m+ m' p% V: o
" w" r- X7 n8 y! q. Q: C054A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。! Y5 K; m  v1 x  i4 {2 E

3 Z! G7 ~5 ~7 U/ i6 h5 f“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。6 I# U. i  _6 {+ ~# V

* {4 D5 P' c/ }1 x8 _' L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。& M  ~2 \* e' B9 }8 I9 m5 w2 K1 s
* i" N7 S+ z/ ~! A5 A
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。! @5 e0 J) k6 [

$ A2 J  c6 ?8 b" o, S: s% k6 W* P, z3 d4 }5 p
% c- C2 X& \, T5 X
中国已经建造了3艘三体搜救船  G" s9 k. M1 P6 G4 T

; Q$ U+ z* @7 A6 H  x3 h+ _
+ E* @8 q# |9 j& V5 A6 @0 I6 C1 ~( ~9 W9 @0 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
( U( N8 F4 s4 {2 F, X. T
! B; G' Q7 F  n' j( H8 k3 H6 @0 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。
. o/ @* _0 Y  w  E! P/ a7 v
* [8 o% N  a) O1 p: i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$ J. ]  Z, N6 F' V$ K; U  }7 C




欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/) Powered by Discuz! X3.2