俄羅斯《軍工信使》周刊發(fā)表俄羅斯技術(shù)科學(xué)博士、教授弗拉季斯拉夫•尼科利斯基和技術(shù)科學(xué)副博士尼古拉•諾維奇科夫的一篇長(zhǎng)文章,全面介紹了新興技術(shù)在海軍艦艇中的應(yīng)用和發(fā)展情況。
近年來(lái),世界海軍艦艇的發(fā)展與各種新興技術(shù)的廣泛開發(fā)和應(yīng)用密切相關(guān)。應(yīng)用新興技術(shù)為研制具有前所未有的作戰(zhàn)與技術(shù)能力,可以在任何規(guī)模和不同方向上進(jìn)行作戰(zhàn)的艦艇創(chuàng)造了條件。
目前新興技術(shù)在艦艇的應(yīng)用包括以下方面:建筑結(jié)構(gòu);武器系統(tǒng);動(dòng)力裝置和推進(jìn)裝置;防護(hù)和隱蔽性;艦員編制、自動(dòng)化和居住條件;模塊化和適修性;建造具有多種功能的各類型艦艇。
新興技術(shù)在艦艇建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
新興技術(shù)在艦艇建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用是采用新的艦艇形狀。
在潛艇的建造中,艇體形狀近四五十年來(lái)一直沒(méi)有變化,改變的只是零部件,雖然有很多設(shè)想(例如艇體采用橢圓形橫截面等)。最可能的是為下一代(2020年以后)多用途核潛艇研制所謂的水下武器艙,該武器艙將在形狀和體積方面沒(méi)有限制地部署進(jìn)攻性和防御性武器、自主無(wú)人潛水器和其它設(shè)備。美國(guó)海軍在“吉米•卡特”號(hào)SSN-23型核潛艇(2005年服役)上試驗(yàn)了這一概念。
在水面艦艇的建造中,其形狀發(fā)生了很大的變化。現(xiàn)代化水面艦艇形狀的發(fā)展在現(xiàn)階段取決于兩個(gè)主要因素:1、采用避免被敵方的偵察和目標(biāo)指示系統(tǒng)探測(cè)到的防護(hù)結(jié)構(gòu)(這是隱形技術(shù)的需要),主要依靠減少有效散射面積;2、水面艦艇的適航性。
目前,減少水面艦艇有效散射面積的工作戰(zhàn)線已經(jīng)擴(kuò)大,其中大部分是采用系統(tǒng)性方法。這樣一來(lái),艦艇的有效散射面積都有不同程度的減少。
現(xiàn)在制定了以下基本的水面艦艇防護(hù)結(jié)構(gòu)方法:設(shè)計(jì)輪廓低矮、外形簡(jiǎn)練、平面為直角的上層建筑;使用透波復(fù)合材料和吸波涂層;將武器部署在甲板下面的垂直發(fā)射裝置里;無(wú)線電電子設(shè)備采用相控陣天線,把天線放置在只能對(duì)己方無(wú)線電電子設(shè)備透波的桅桿內(nèi);將不能從甲板上收起的武器部分設(shè)計(jì)成低反射外形,或者研制可收放的武器部分和天線;取消艦體兩舷和上層建筑中零散的突出部分。
水面艦艇的適航性也具有相當(dāng)重要的作用。
20世紀(jì)80至90年代設(shè)計(jì)的水面艦艇是通過(guò)增加艦舷高度和減小長(zhǎng)寬比來(lái)提高適航性的。艦艇獲得了足夠的適航性,但航行速度下降了。因?yàn)榇怪卑l(fā)射裝置要求增加艦舷高度,所以為了減小有效散射面積,上層建筑的尺寸和體積開始縮?。ɡ绲聡?guó)的123型和124型護(hù)衛(wèi)艦)。未來(lái)水面艦艇的上層建筑完全有可能只保留指揮臺(tái),就好像瑞典的“維斯比”級(jí)輕型護(hù)衛(wèi)艦一樣。
美國(guó)海軍的“朱姆沃爾特”級(jí)DDG-1000型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦采用了新型的方法,即將艦體設(shè)計(jì)成“穿浪”型。這樣能夠確保艦艇不論是在平靜的還是波濤洶涌的水面上都具有很高的航速。不過(guò)只有在長(zhǎng)寬比大于9的情況下才能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),而且武器系統(tǒng)和技術(shù)設(shè)備對(duì)淹水不敏感。在這種艦艇上許多設(shè)計(jì)問(wèn)題都必須像潛艇上那樣來(lái)解決(尤其是通風(fēng)系統(tǒng))。
法國(guó)著名艦船制造企業(yè)——DCNS集團(tuán)建造的Advancia級(jí)護(hù)衛(wèi)艦也采用了“穿浪”型艦體。早在20世紀(jì)90年代末期,英國(guó)大型造船企業(yè)——沃斯珀•桑尼克羅夫特公司就設(shè)計(jì)了具有“穿浪”型艦體的Sea Rait小型護(hù)衛(wèi)艦(排水量為2500至3000噸),但是該設(shè)計(jì)只停留在圖紙上。
艦艇建筑結(jié)構(gòu)還有一個(gè)新的有效方案是取消煙囪。如果對(duì)于小型的瑞典的“維斯比”級(jí)輕型護(hù)衛(wèi)艦來(lái)說(shuō)通過(guò)艦尾的排氣口排放廢氣非常傳統(tǒng),那么對(duì)于德國(guó)建造的“阿瑪托拉”級(jí)MEKO A-200SAN型大型護(hù)衛(wèi)艦來(lái)說(shuō)則是不尋常的。由于沒(méi)有廢氣的影響,采用艦尾排氣口為安置無(wú)線電電子設(shè)備的天線部位提供了理想條件;因?yàn)樵谄痫w和降落時(shí)沒(méi)有各種溫度的氣流的影響,能夠使用艦載飛行器,也增加了甲板的有效面積;最后,容易確保使用海水冷卻排出的廢氣,以降低空氣動(dòng)力噪聲和熱量明顯性。
目前繼續(xù)在水面艦艇建造中采用多體結(jié)構(gòu)。澳大利亞正在成批建造民用雙體船,其中一些已經(jīng)租給美國(guó)海軍使用。美國(guó)正在為運(yùn)輸部隊(duì)與澳大利亞聯(lián)合建造一批(共10艘)快速運(yùn)輸雙體船。英國(guó)沃斯珀•桑尼克羅夫特公司于2000年建造了試驗(yàn)型水面艦艇——“海神”號(hào)三體艦。計(jì)劃以其為基礎(chǔ)研發(fā)一系列的輔助巡洋艦。
試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)多體結(jié)構(gòu)的水面艦艇具有許多優(yōu)勢(shì)。三體艦(包括雙體艦)唯一明顯的優(yōu)勢(shì)是吃水線長(zhǎng),而這意味著弗勞德數(shù)值(流體力學(xué)中表示流體慣性力和重力相對(duì)大小的一個(gè)參數(shù),以英國(guó)船舶設(shè)計(jì)師弗勞德的名字命名)高,因此其最大航速也比主動(dòng)力裝置功率相同的普通艦艇快。要求美國(guó)海軍的瀕海戰(zhàn)斗艦(簡(jiǎn)稱LCS)實(shí)現(xiàn)最大航速為40至50節(jié)導(dǎo)致建造了試驗(yàn)型的“獨(dú)立”號(hào)瀕海戰(zhàn)斗艦,這是一種長(zhǎng)127米的三體艦。要求這樣高的航速,其目的是為了在受到突然攻擊的高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)提高艦艇在沿海地帶的戰(zhàn)斗穩(wěn)定性。
但是,多體結(jié)構(gòu)的水面艦艇的生存力比較低,因?yàn)榧词蛊渲幸粋€(gè)船體部分淹沒(méi)也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的傾斜和可能無(wú)法航行。采用多體結(jié)構(gòu)的艦艇可能僅限于不具有實(shí)戰(zhàn)價(jià)值的巡邏艦和生存力比較低的裝甲艇。目前中國(guó)與澳大利亞正在大規(guī)模建造022型雙體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)彈艇。在各國(guó)的輔助艦隊(duì)中有足夠多的執(zhí)行特殊任務(wù)的雙體船和小水線面船。
在未來(lái)的水面艦艇尾部配置專用升降滑道或者在大浪中航行時(shí)用于放下和回收浮動(dòng)工具的小型艙室也可以視為新興技術(shù)。新興技術(shù)在艦艇武器系統(tǒng)中的應(yīng)用
新興技術(shù)于20世紀(jì)80年代后半期首次出現(xiàn)在艦艇的武器系統(tǒng)中,當(dāng)時(shí)研發(fā)了艦艇及其武器裝備的多功能綜合控制系統(tǒng)。該綜合控制系統(tǒng)集成了多種系統(tǒng)和設(shè)備,包括自動(dòng)化作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)和作戰(zhàn)信息管理系統(tǒng)、用于水聲綜合系統(tǒng)的保形或靈活拖曳天線裝置、帶有相控陣天線的雷達(dá)、戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)信息交換設(shè)備和武器控制系統(tǒng)等。
此外,在核潛艇上開始設(shè)置用于保障由幾十人組成的特種作戰(zhàn)部隊(duì)行動(dòng)的閘門艙室。甲板開始可以接收水下救援裝置、登陸設(shè)備集裝箱或者ASDS超小型潛艇。在甲板上配置水下救援裝置使現(xiàn)代化潛艇能夠執(zhí)行救援船只所承擔(dān)的任務(wù)。
出現(xiàn)了應(yīng)用“發(fā)射后不管”行動(dòng)原理的自主式智能武器,包括洲際彈道導(dǎo)彈、自導(dǎo)魚雷、?;埠綄?dǎo)彈、裝有雷達(dá)自動(dòng)導(dǎo)引頭的反艦導(dǎo)彈、裝有紅外自動(dòng)導(dǎo)引頭和雷達(dá)自動(dòng)導(dǎo)引頭的防空導(dǎo)彈。21世紀(jì)初,一些反艦導(dǎo)彈采用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱GPS)以后,開始能夠摧毀地面的固定目標(biāo)和少移動(dòng)的目標(biāo)。近期將出現(xiàn)利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)、射程超過(guò)185公里的制導(dǎo)炮彈。
前蘇聯(lián)研制的“堡壘”和“匕首”兩種型號(hào)的導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置以及后來(lái)美國(guó)研制的Mk.41型通用導(dǎo)彈垂直發(fā)射裝置為導(dǎo)彈在艦體中的緊湊部署和快速發(fā)射提供了保證。目前所有正在建造或設(shè)計(jì)的水面艦艇實(shí)際上都將裝備各種型號(hào)的垂直發(fā)射裝置。
重要的新興技術(shù)之一是在作戰(zhàn)艦艇武器系統(tǒng)中研制和使用了一次性與多次性的無(wú)人潛水裝置(用于在水下環(huán)境中探測(cè)和消滅類似水雷的和其它的目標(biāo))、一次性與多次性的無(wú)人駕駛偵察飛行器和無(wú)人打擊飛行器、遙控快艇。同時(shí),無(wú)人潛水裝置和無(wú)人駕駛飛行器既用于潛艇,也用于水面艦艇。
在最近的未來(lái),為了保障作戰(zhàn)人員的安全,將廣泛使用遙控的偵察和打擊設(shè)備。在便攜式高射導(dǎo)彈系統(tǒng)快速發(fā)展的情況下,使用飛機(jī)和直升機(jī)在陸地上空偵察已經(jīng)變得很危險(xiǎn)。為了有利于海基巡航導(dǎo)彈、通用反艦導(dǎo)彈和遠(yuǎn)程炮彈摧毀少移動(dòng)的目標(biāo)(包括正在休息的部隊(duì)、部隊(duì)或恐怖組織的營(yíng)地、野戰(zhàn)倉(cāng)庫(kù)、炮兵和導(dǎo)彈部隊(duì)的射擊陣地、司令部、通信樞紐、舟橋渡口等),進(jìn)行實(shí)時(shí)偵察非常必要。
無(wú)人機(jī)沒(méi)有在艦艇上得到廣泛應(yīng)用,這首先是因?yàn)榫哂凶畲笮艿娘w機(jī)型無(wú)人駕駛飛行器目前通常只能返回?fù)碛虚L(zhǎng)起降跑道的艦艇(例如航空母艦、直升機(jī)登陸艦或者通用登陸艦等)。而直升機(jī)型無(wú)人駕駛飛行器雖然能夠在普通水面艦艇甚至裝甲艇的起降場(chǎng)地降落,但它的效能低,可靠性不高。此外,飛行重量超過(guò)100公斤的無(wú)人機(jī)在起降跑道尺寸有限的普通艦艇上著陸時(shí),如果一旦操作失誤會(huì)使艦艇嚴(yán)重受損。而具有這樣飛行重量的無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)能力目前也比較低。
根據(jù)20世紀(jì)70年代中期對(duì)現(xiàn)代作戰(zhàn)(主要是對(duì)空防御)殺傷能力需求的評(píng)估,對(duì)研制射束武器、超高頻武器、激光武器和動(dòng)能武器的實(shí)用性進(jìn)行了研究。當(dāng)時(shí)前蘇聯(lián)和美國(guó)都開展了所有這些工作,因?yàn)檫@兩個(gè)國(guó)家擁有巨大的科技儲(chǔ)備和發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的基礎(chǔ)。
要實(shí)現(xiàn)射束武器系統(tǒng)是最成問(wèn)題的。主要困難仍然是摧毀遠(yuǎn)距離(5至10公里)目標(biāo)所需濃度的帶電粒子束的傳送問(wèn)題。這需要消耗巨大的能量以及對(duì)運(yùn)載裝置的操作人員進(jìn)行生物防護(hù)。利用超高頻武器摧毀飛行器的基本可能性早就已經(jīng)證明。但是根據(jù)認(rèn)真的評(píng)估,實(shí)現(xiàn)這種武器的性能同樣需要消耗巨大的能量,而且還需要研制龐大的天線,這對(duì)于任何類型的艦艇都是不可接受的。
美國(guó)海軍正在根據(jù)兩種方案積極研究和試驗(yàn)激光武器系統(tǒng)。計(jì)劃利用第一種艦載激光武器系統(tǒng)使反艦導(dǎo)彈的光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)接收機(jī)失靈。另一種可用于擊毀空中目標(biāo)機(jī)體的激光武器系統(tǒng)早在2000年就計(jì)劃裝備。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),激光武器系統(tǒng)需要消耗巨大的能量,它在工作時(shí)產(chǎn)生的閃光會(huì)對(duì)操作人員造成有害影響,而且它的重量和體積龐大。2011年首次進(jìn)行了成功試驗(yàn)。目前這項(xiàng)工作仍然處于設(shè)計(jì)試驗(yàn)階段
電磁炮可用于取代艦艇上傳統(tǒng)的反導(dǎo)-防空火炮,但是電磁炮在射擊時(shí)的能量消耗至少是傳統(tǒng)火炮的5倍,而且它的重量和尺寸都大大超過(guò)普通火炮。然而美國(guó)還在繼續(xù)進(jìn)行這方面的研究工作,目的包括取代Mk.15型小口徑高射炮。
美國(guó)從90年代初開始為航空母艦研制電磁彈射器,用于取代蒸汽彈射器。到2000年研制了推力接近1300千牛頓的電磁彈射器,它安裝了直線無(wú)刷異步電動(dòng)機(jī)。為了評(píng)估新型彈射器的使用效果,研制者們使用了縮小的演示模型。電磁彈射器已經(jīng)安裝在美國(guó)海軍新一代航空母艦的首艦“杰拉德•R•福特”號(hào)上。新興技術(shù)在艦艇動(dòng)力裝置和推進(jìn)裝置的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代新興技術(shù)開始用于艦艇的動(dòng)力裝置和推進(jìn)裝置。在核潛艇的建造中其特點(diǎn)是采用冷卻劑自然循環(huán)的核反應(yīng)堆,需要低噪聲航行時(shí)改用直流電和熱電能量轉(zhuǎn)換器。
核動(dòng)力裝置應(yīng)用的新興技術(shù)還有使反應(yīng)堆堆芯的使用壽命達(dá)到與核潛艇本身的服役期限一樣長(zhǎng),這樣就不需要進(jìn)行十分復(fù)雜和非常耗時(shí)的反應(yīng)堆重新裝填工序。
非核潛艇(即常規(guī)動(dòng)力潛艇)的動(dòng)力裝置應(yīng)用的新興技術(shù)是采用了不依賴空氣的動(dòng)力裝置(簡(jiǎn)稱AIP)。使用這種動(dòng)力裝置能夠?qū)⒎呛藵撏У乃吕m(xù)航力增加5倍左右。不依賴空氣的動(dòng)力裝置的主要類型包括電化學(xué)發(fā)電機(jī)、閉路循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)和閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)。
通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)了上述類型的動(dòng)力裝置的特點(diǎn):在其它條件相同的情況下,閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)和電化學(xué)發(fā)電機(jī)的航程最長(zhǎng)(是閉路循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)的1.5-2倍);閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲水平最高,其次是閉路循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)(是閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)的65%),噪聲最低的是電化學(xué)發(fā)電機(jī)(是閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)的25%);成本最低的是閉路循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)(大約是電化學(xué)發(fā)電機(jī)的50%),其次是閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)(是電化學(xué)發(fā)電機(jī)的75%),成本最高的是電化學(xué)發(fā)電機(jī)(是普通柴電動(dòng)力裝置的5倍);在電化學(xué)發(fā)電機(jī)中使用氫氣作燃料、氧氣作氧化劑時(shí),燃燒的產(chǎn)物是普通的水,可排入消耗用的儲(chǔ)罐中,這時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)裝置完全不依賴于環(huán)境;在閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)或閉路循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī),柴油在氧氣環(huán)境中燃燒時(shí),大部分的燃燒產(chǎn)物溶于海水。
目前德國(guó)是唯一成批建造使用電化學(xué)發(fā)電機(jī)的非核潛艇(型號(hào)為212型)的國(guó)家。這些潛艇是為意大利建造的,還計(jì)劃為土耳其建造該型號(hào)的潛艇;而按照修改后的設(shè)計(jì),還將為希臘和韓國(guó)建造此類潛艇(型號(hào)為214型)。以后可能研制一種新型的電化學(xué)發(fā)電機(jī),它所需要的氫氣可以直接在潛艇上利用更廉價(jià)的安全成分制成。俄羅斯也能夠建造采用電化學(xué)發(fā)電機(jī)的非核潛艇(前蘇聯(lián)時(shí)期曾成功試驗(yàn)過(guò)試驗(yàn)艇)。研究出這樣的方案:配備有電化學(xué)發(fā)電機(jī)的隔艙可根據(jù)需要裝入使用普通柴電動(dòng)力裝置的非核潛艇內(nèi)。
瑞典研制和試驗(yàn)了閉路循環(huán)“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)類型的不依賴空氣的動(dòng)力裝置,并于2008年在其海軍全部的非核潛艇(A17型和A19型)上投入使用。日本從2009年開始為其所有新的非核潛艇都裝備了這種不依賴空氣的動(dòng)力裝置。中國(guó)也已開始為自己的041型(或039A型)非核潛艇裝備這種類型的不依賴空氣的動(dòng)力裝置。法國(guó)研制了閉路循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)類型的不依賴空氣的動(dòng)力裝置,為獨(dú)立艙形式,用于裝備“阿戈斯塔-90”和“蝎子”級(jí)非核潛艇。目前,巴基斯坦海軍的一艘“阿戈斯塔-90B”型潛艇安裝了不依賴空氣的動(dòng)力裝置,另外兩艘正在升級(jí)的潛艇也將使用這種動(dòng)力裝置。
不依賴空氣的動(dòng)力裝置的未來(lái)發(fā)展方向之一可能是采用所謂的硅酸鹽反應(yīng)堆,它在高模量硅酸鹽裂變的基礎(chǔ)上工作。據(jù)前蘇聯(lián)和俄羅斯專家評(píng)估,硅酸鹽反應(yīng)堆的功率可達(dá)到核反應(yīng)堆的二分之一到三分之二,同時(shí)該裝置本身不需要生物防護(hù)。20世紀(jì)90年代初,俄羅斯多個(gè)科研機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了圖紙并安裝了這種類型的試驗(yàn)型裝置,以此開始了試驗(yàn)。
大多數(shù)潛艇的推進(jìn)裝置采用低噪聲定距螺旋槳。但最新的核潛艇裝備了泵式噴射推進(jìn)裝置,這樣可以獲得更好的聲學(xué)性能。
水面艦艇的動(dòng)力裝置也在應(yīng)用新興技術(shù)。對(duì)于大型水面艦艇(包括航空母艦、登陸艦、驅(qū)逐艦和護(hù)衛(wèi)艦)來(lái)說(shuō),其主動(dòng)力裝置的類型和結(jié)構(gòu)正在發(fā)生很大的變化,而小型水面艦艇(包括輕型護(hù)衛(wèi)艦、裝甲艇)則變化不大。
大型水面艦艇主動(dòng)力裝置的主要發(fā)展方向是采用統(tǒng)一的電能動(dòng)力裝置,并適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)為全電力推進(jìn)。在這樣的系統(tǒng)中任何電源都可用于推進(jìn),也可用于為其他用戶供能。
水面艦艇在使用電能動(dòng)力裝置時(shí)能確保螺旋槳轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)調(diào)節(jié),也就是可以使艦艇達(dá)到很好的機(jī)動(dòng)性和起碼的速度, 由于沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)和長(zhǎng)的軸線而大大降低了聲學(xué)噪音和振動(dòng)。使用電能動(dòng)力裝置還可以足夠靈活地使用艦艇上的所有電源來(lái)保證推進(jìn),從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)力裝置的高度經(jīng)濟(jì)性。
專家們認(rèn)為,與水面艦艇正在使用的燃?xì)鉁u輪動(dòng)力裝置相比,電能動(dòng)力裝置能節(jié)約40%的燃料,這樣大大提高了續(xù)航力。水面艦艇使用電能動(dòng)力裝置后排水量可降低10%,而維護(hù)人員數(shù)量可減少近40%。
英國(guó)在水面艦艇使用電能動(dòng)力裝置方面處于領(lǐng)先地位。起初英國(guó)建造了部分利用電力推進(jìn)的23型系列護(hù)衛(wèi)艦(最大航速時(shí)利用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī),經(jīng)濟(jì)航速時(shí)利用電動(dòng)機(jī)),后來(lái)于2009年建造了采用電能動(dòng)力裝置的45型驅(qū)逐艦。法國(guó)建造的FREMM型多功能護(hù)衛(wèi)艦?zāi)壳爸徊糠植捎秒娏ν七M(jìn)。美國(guó)海軍的“朱姆沃爾特”級(jí)DDG-1000型驅(qū)逐艦采用了類似的電能動(dòng)力裝置;英國(guó)海軍的“伊麗莎白女王”號(hào)航母將來(lái)也會(huì)采用這種動(dòng)力裝置;這種動(dòng)力裝置也可能被法國(guó)海軍的PA2型航母和Advancia級(jí)新型護(hù)衛(wèi)艦所采用。類似的主動(dòng)力裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用在新型登陸艦上。
配備電能動(dòng)力裝置的艦艇可應(yīng)用兩種新興技術(shù)來(lái)提高動(dòng)力裝備程度,減輕動(dòng)力裝置的重量。第一是應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù);第二是采用新型電源,首先是利用柴油燃料和氧氣工作的電化學(xué)發(fā)電機(jī)。
在護(hù)衛(wèi)艦上采用噴水式發(fā)動(dòng)機(jī)也是一項(xiàng)新興技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是:由于放棄了復(fù)雜的減速器和舵,簡(jiǎn)化了主動(dòng)力裝置;更容易組織不同的發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合工作;能夠?qū)U氣和噴水式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流混合,從而降低熱量明顯性和噪音。艦艇的防護(hù)和隱蔽性
目前有關(guān)潛艇和水面艦艇的防護(hù)沒(méi)有很多的新興技術(shù)。主要關(guān)注的是提高艦艇隱蔽性的專門措施,其中積極降低噪音和輻射可被視為新興技術(shù)。水面艦艇的防護(hù)分為對(duì)付常規(guī)武器和大規(guī)模殺傷性武器的防護(hù)結(jié)構(gòu)。
如今對(duì)付大規(guī)模殺傷性武器的防護(hù)由于恐怖威脅而顯得特別重要。這里的新興技術(shù)是為水面艦艇設(shè)置完全封閉的通風(fēng)系統(tǒng),以消除未知有毒物質(zhì)對(duì)艦員的危害。不過(guò)這種系統(tǒng)在水面艦艇上需要建立專門的防護(hù)區(qū),而且艦員的數(shù)量應(yīng)該有限制。艦員數(shù)量為140多人的美國(guó)海軍的“朱姆沃爾特”級(jí)DDG-1000型驅(qū)逐艦符合這些要求。
艦員編制、自動(dòng)化和居住條件
這三個(gè)因素是緊密相聯(lián)系的。以前,艦員的減少不是因?yàn)樽詣?dòng)化程度低,而是要為生存而斗爭(zhēng)。
使用固定的生存保障系統(tǒng)和在艦艇控制系統(tǒng)中應(yīng)用新技術(shù)能夠開始減少船員。在艦員編制的新興技術(shù)是利用沒(méi)有生命的類人機(jī)器人作為對(duì)人員的補(bǔ)充。類人機(jī)器人將在沒(méi)有防護(hù)的區(qū)域?yàn)槿祟愡M(jìn)行各種工作。前蘇聯(lián)、美國(guó)和日本早在20世紀(jì)80年代就開始在這一領(lǐng)域進(jìn)行研究,但是直到現(xiàn)在才取得研發(fā)類人機(jī)器人的第一批成果。
艦艇控制自動(dòng)化的新興技術(shù)是改用分布式控制系統(tǒng)和重量輕、生存力和可靠性高的光纖通信線路。
改善居住條件的新方法是建造高舒適性、小面積和獨(dú)立的居住單元,不在艦艇上制作食品,改用在岸上制作好的可長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的食品。
艦艇的模塊化和適修性
艦艇的模塊化和適修性領(lǐng)域早就應(yīng)用新興技術(shù)了,但是近年來(lái)由于軍艦市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇它們具有特別的現(xiàn)實(shí)意義。早在20世紀(jì)50年代美國(guó)在建造“喬治•華盛頓”號(hào)(SSBN-598型)彈道導(dǎo)彈核潛艇時(shí)就開始采用模塊化的方法,當(dāng)時(shí)為其使用了“鰹魚”級(jí)攻擊型核潛艇的幾個(gè)隔艙。目前在建造使用不依賴空氣的動(dòng)力裝置的模塊艙時(shí)也采用這種方法。
在水面艦艇的建造中,德國(guó)Blohm und Voss AG公司從20世紀(jì)70年代中期開始采用模塊化方法。這種方法要求設(shè)計(jì)不同的艦艇平臺(tái),并制造所有的武器系統(tǒng)、動(dòng)力裝置和其它分系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)功能模塊;這些功能模塊安裝在準(zhǔn)備好的單元中;新舊武器模塊替換簡(jiǎn)單。一共研發(fā)了50多種功能模塊。
后來(lái)這一技術(shù)在研制模塊化多用途裝甲艇和瀕海戰(zhàn)斗艦時(shí)得到了發(fā)展。新開發(fā)的技術(shù)的主要區(qū)別在于,不同用途的多功能模塊可以在停泊點(diǎn)互換。這樣可以更靈活地改變艦艇的任務(wù)。
在艦艇的適修性領(lǐng)域最重要的新技術(shù)是研發(fā)了保用期與艦艇本是服役期限相同的所有艦艇用設(shè)備。屬于適修性新技術(shù)的還包括在艦艇上設(shè)立可以快速取出失效的和需要在制造企業(yè)、停泊點(diǎn)進(jìn)行修理的大型設(shè)備的專用艙口。
建造具有多種功能的各類型艦艇
建造結(jié)合了多種戰(zhàn)斗系統(tǒng)功能的綜合艦,原則上可利用老技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,第一艘應(yīng)用這種技術(shù)的艦艇是加拿大海軍的“金斯敦”級(jí)多用途海上掃雷艦/巡邏艦。這項(xiàng)將幾種艦艇的功能結(jié)合起來(lái)的技術(shù)目前還在繼續(xù)。
意大利海軍的C - 550 型“加富爾”號(hào)輕型航空母艦起初是作為能搭載垂直起降多用途戰(zhàn)斗機(jī)的通用登陸艦而設(shè)計(jì)的。后來(lái)在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)過(guò)程中放棄了船塢室,該艦最后成了輕型航母。但是艦上保留了機(jī)庫(kù)的堅(jiān)固甲板和能夠承受60噸重的坦克的兩個(gè)進(jìn)出斜道。此外,機(jī)庫(kù)甲板上可停放艦載飛行器和裝甲車。
西班牙海軍的“胡安•卡洛斯一世”號(hào)(L-61型)登陸艦在開始建造時(shí)就作為輕型航母/通用登陸艦而設(shè)計(jì),它有一體化跳板。目前澳大利亞海軍也正在建造兩艘這種類型的艦艇(安裝不同的主動(dòng)力裝置)。
美國(guó)海軍的“朱姆沃爾特”級(jí)DDG-1000型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦是應(yīng)用新興技術(shù)最多的水面艦艇。該艦武器系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)是研制了主要采用被動(dòng)模式的探測(cè)裝置和配備主動(dòng)自導(dǎo)彈頭、能夠打擊各種目標(biāo)的多種導(dǎo)彈。其它應(yīng)用的新技術(shù)包括:艦體外形為“穿浪”型;具有吸波涂層的鋼制艦體,用透波復(fù)合材料制成的上層建筑;沿艦舷安裝甲板下導(dǎo)彈發(fā)射裝置;在航向前方探測(cè)水雷的設(shè)備;提高自動(dòng)化程度而減少艦員;采用電能動(dòng)力裝置、采用先進(jìn)而全面的隱身設(shè)計(jì),具有潛艇般的隱身性能;配備整合式水下作戰(zhàn)系統(tǒng),包括多種先進(jìn)的聲納系統(tǒng)、投送式探溫儀、拖曳魚雷對(duì)抗系統(tǒng)、水下聲學(xué)對(duì)抗系統(tǒng)(可對(duì)敵方魚雷聲納進(jìn)行雜訊干擾或制造假目標(biāo))等。
法國(guó)著名艦船制造企業(yè)——DCNS集團(tuán)于2011年提出了代號(hào)為SMX-25的未來(lái)新型艦艇的設(shè)想,它結(jié)合了潛艇與水面艦艇的性能,無(wú)疑是一項(xiàng)新興技術(shù)。一些專家認(rèn)為,SMX-25型艦艇的主要優(yōu)點(diǎn)之一是能夠以水面狀態(tài)快速到達(dá)遠(yuǎn)程戰(zhàn)區(qū),然后從水下發(fā)起攻擊。預(yù)計(jì),這種艦艇的長(zhǎng)度為109米,水上航行速度可達(dá)38節(jié),水下航行速度為10節(jié),將裝備16枚能夠摧毀水面、水下和地面目標(biāo)的多功能導(dǎo)彈與4套魚雷發(fā)射裝置,配有可容納10名突擊隊(duì)員的艙室。水面部分采用隱形技術(shù)。艦艇將最大程度地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,艦員編制為27人。
目前,一些艦船制造公司還在積極設(shè)計(jì)或者建造各種類型的具有多種功能的艦艇。
結(jié)語(yǔ)
最后需要指出的是,雖然艦艇上廣泛應(yīng)用了多種新興技術(shù),但其中一些最先進(jìn)的技術(shù)投入實(shí)際使用可能還需要比較長(zhǎng)的時(shí)間,有的甚至需要10至15年。為此各領(lǐng)域的專家和開發(fā)部門應(yīng)該積極努力,爭(zhēng)取使這些先進(jìn)的新興技術(shù)盡快投入實(shí)際使用。(李有觀 編譯自俄羅斯《軍工信使》周刊)江蘇利工集團(tuán)有限公司、冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院靖江不銹鋼泵閥廠主要生產(chǎn):核電泵CAP1400/ACP1000、核電泵CAP1700/ACP1000,耐腐蝕泵,化工泵, 耐腐蝕合金泵,IH化工離心泵,IN保溫泵、GZ高質(zhì)化工泵、JINB熔融尿素保溫泵,F(xiàn)JX強(qiáng)制循環(huán)泵,F(xiàn)SB氟塑料泵、IHF氟塑料合金泵,LJYA耐腐蝕料漿磷胺磷酸泵,UHB-ZK耐磨耐腐沙漿泵,FIR、CYBR、HRB、IHR高溫高壓印染泵,WFB無(wú)密封自控自吸泵、ZXB、ZW無(wú)堵塞自吸泵,ADQX小流量高揚(yáng)程切線流程泵,WB不銹鋼旋渦泵,JF付壓耐腐蝕泵,AH、ZM耐腐蝕渣漿泵,WGZ、FSJB、LJB無(wú)泄漏化工離心泵,AY型離心油泵,G、GNF單螺桿泵,F(xiàn)CB齒輪泵,HJ堿泵,IJ堿泵,IHE耐腐蝕泵,HCZ化工泵,AFB、FB化工耐腐蝕離心泵,TL脫硫泵,CPN堿泵, IEC稀酸泵,SAJ化工流程泵、SZA化工流程泵、SCZ化工流程泵、SZE化工流程泵、SDZA化工泵、SPP漿液化工流程泵,HTCN懸臂式液下泵,RY高溫熔鹽泵,FY、HYF、FYB耐腐蝕液下泵,YL型長(zhǎng)軸耐腐蝕泵液下泵, SLY型多級(jí)長(zhǎng)軸液下泵,DF多級(jí)耐腐蝕泵、GDL多級(jí)耐腐蝕泵,YL壓濾機(jī)專用耐腐蝕泵,BA石油化工流程泵,BR重工位石油化工流程泵,BMA石油化工流程泵,BMRS石油化工流程泵,BMRD(Z)石油化工流程泵,OHF/C石油化工流程泵,VSD立式多級(jí)泵,VDD立式多級(jí)泵,核電余熱排出泵,核電中壓安注泵,核電SWS廠用水泵,CVS化容補(bǔ)水泵,正常余熱排出泵,高速磁力泵,四氯化鈦專用磁力泵,海水淡化泵,DM隔膜泵,U型化工離心泵,F(xiàn)AX化工混流泵,廢酸濃縮循環(huán)泵,自平衡多級(jí)泵,WQ潛污泵。ISG、IHG襯氟管道泵,帶聯(lián)軸器管道泵,磷化液涂裝泵, 江蘇雙達(dá)集團(tuán)破渣機(jī),非金屬合金泵,閥門,一、二類壓力容器,熱處理配件,食品機(jī)械,離心鑄管,鋼襯四氟管道、鋼襯玻璃、陶瓷管道,雙組份無(wú)溶劑環(huán)氧樹脂管道、鋼襯聚氨酯復(fù)合管,鋼襯塑復(fù)合管及泵配件(機(jī)械密封等). 利工泵閥,江蘇靖江不銹鋼泵閥廠,國(guó)營(yíng)靖江不銹鋼泵閥總廠,靖江泵閥集團(tuán),靖江泵,靖江化工泵,重慶水泵,高速泵,深冷泵,四氯化鈦泵,苯胺泵,鈦泵,重慶化工泵,重慶利工、氫氧渦輪泵。重慶水泵集團(tuán),江蘇泵閥集團(tuán),耐腐蝕材質(zhì)有美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)316、316L,日本標(biāo)準(zhǔn)304、304L,F(xiàn)46,CD-4MCu,2205材質(zhì)、雙相不銹鋼、K合金,哈氏合金,Ti合金,蒙乃爾合金,904、825、Mo2Ti等耐腐蝕材料。023-63847411 023-63706909