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新兴技术在舰艇中的应用和发展
(发布日期:2017-05-28 07:48 人气: 190)
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中国网新闻12月9日讯 俄罗斯《军工信使》周刊发表俄罗斯技术科学博士、教授弗拉季斯拉夫尼科利斯基和技术科学副博士尼古拉诺维奇科夫的一篇长文章,全面介绍了新兴技术在海军舰艇中的应用和发展情况。

近年来,世界海军舰艇的发展与各种新兴技术的广泛开发和应用密切相关。应用新兴技术为研制具有前所未有的作战与技术能力,可以在任何规模和不同方向上进行作战的舰艇创造了条件。

目前新兴技术在舰艇的应用包括以下方面:建筑结构;武器系统;动力装置和推进装置;防护和隐蔽性;舰员编制、自动化和居住条件;模块化和适修性;建造具有多种功能的各类型舰艇。

新兴技术在舰艇建筑结构中的应用

新兴技术在舰艇建筑结构中的应用是采用新的舰艇形状。

在潜艇的建造中,艇体形状近四五十年来一直没有变化,改变的只是零部件,虽然有很多设想(例如艇体采用椭圆形横截面等)。最可能的是为下一代(2020年以后)多用途核潜艇研制所谓的水下武器舱,该武器舱将在形状和体积方面没有限制地部署进攻性和防御性武器、自主无人潜水器和其它设备。美国海军在“吉米卡特”号SSN-23型核潜艇(2005年服役)上试验了这一概念。

在水面舰艇的建造中,其形状发生了很大的变化。现代化水面舰艇形状的发展在现阶段取决于两个主要因素:1、采用避免被敌方的侦察和目标指示系统探测到的防护结构(这是隐形技术的需要),主要依靠减少有效散射面积;2、水面舰艇的适航性。

目前,减少水面舰艇有效散射面积的工作战线已经扩大,其中大部分是采用系统性方法。这样一来,舰艇的有效散射面积都有不同程度的减少。

现在制定了以下基本的水面舰艇防护结构方法:设计轮廓低矮、外形简练、平面为直角的上层建筑;使用透波复合材料和吸波涂层;将武器部署在甲板下面的垂直发射装置里;无线电电子设备采用相控阵天线,把天线放置在只能对己方无线电电子设备透波的桅杆内;将不能从甲板上收起的武器部分设计成低反射外形,或者研制可收放的武器部分和天线;取消舰体两舷和上层建筑中零散的突出部分。

水面舰艇的适航性也具有相当重要的作用。

20世纪80至90年代设计的水面舰艇是通过增加舰舷高度和减小长宽比来提高适航性的。舰艇获得了足够的适航性,但航行速度下降了。因为垂直发射装置要求增加舰舷高度,所以为了减小有效散射面积,上层建筑的尺寸和体积开始缩小(例如德国的123型和124型护卫舰)。未来水面舰艇的上层建筑完全有可能只保留指挥台,就好像瑞典的“维斯比”级轻型护卫舰一样。

美国海军的“朱姆沃尔特”级DDG-1000型导弹驱逐舰采用了新型的方法,即将舰体设计成“穿浪”型。这样能够确保舰艇不论是在平静的还是波涛汹涌的水面上都具有很高的航速。不过只有在长宽比大于9的情况下才能实现这一点,而且武器系统和技术设备对淹水不敏感。在这种舰艇上许多设计问题都必须像潜艇上那样来解决(尤其是通风系统)。

法国著名舰船制造企业——DCNS集团建造的Advancia级护卫舰也采用了“穿浪”型舰体。早在20世纪90年代末期,英国大型造船企业——沃斯珀桑尼克罗夫特公司就设计了具有“穿浪”型舰体的Sea Rait小型护卫舰(排水量为2500至3000吨),但是该设计只停留在图纸上。

舰艇建筑结构还有一个新的有效方案是取消烟囱。如果对于小型的瑞典的“维斯比”级轻型护卫舰来说通过舰尾的排气口排放废气非常传统,那么对于德国建造的“阿玛托拉”级MEKO A-200SAN型大型护卫舰来说则是不寻常的。由于没有废气的影响,采用舰尾排气口为安置无线电电子设备的天线部位提供了理想条件;因为在起飞和降落时没有各种温度的气流的影响,能够使用舰载飞行器,也增加了甲板的有效面积;最后,容易确保使用海水冷却排出的废气,以降低空气动力噪声和热量明显性。

目前继续在水面舰艇建造中采用多体结构。澳大利亚正在成批建造民用双体船,其中一些已经租给美国海军使用。美国正在为运输部队与澳大利亚联合建造一批(共10艘)快速运输双体船。英国沃斯珀桑尼克罗夫特公司于2000年建造了试验型水面舰艇——“海神”号三体舰。计划以其为基础研发一系列的辅助巡洋舰。

试验结果没有发现多体结构的水面舰艇具有许多优势。三体舰(包括双体舰)唯一明显的优势是吃水线长,而这意味着弗劳德数值(流体力学中表示流体惯性力和重力相对大小的一个参数,以英国船舶设计师弗劳德的名字命名)高,因此其最大航速也比主动力装置功率相同的普通舰艇快。要求美国海军的濒海战斗舰(简称LCS)实现最大航速为40至50节导致建造了试验型的“独立”号濒海战斗舰,这是一种长127米的三体舰。要求这样高的航速,其目的是为了在受到突然攻击的高风险时提高舰艇在沿海地带的战斗稳定性。

但是,多体结构的水面舰艇的生存力比较低,,因为即使其中一个船体部分淹没也会导致严重的倾斜和可能无法航行。采用多体结构的舰艇可能仅限于不具有实战价值的巡逻舰和生存力比较低的装甲艇。目前中国与澳大利亚正在大规模建造022型双体结构的导弹艇。在各国的辅助舰队中有足够多的执行特殊任务的双体船和小水线面船。  

在未来的水面舰艇尾部配置专用升降滑道或者在大浪中航行时用于放下和回收浮动工具的小型舱室也可以视为新兴技术。



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