>> 中国民兵 >> 2006年第10期 >> 兵林科海
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高速水面舰船,是指通过采用新航行原理或改变船型以大幅度降低航行阻力,从而获得较高航速的舰船。随着冷战的结束和世界格局的转变,海军的作战理论、作战环境发生了重大的变化,各海洋大国开始注重敏捷快速的高速舰船的发展。近年来,高速水面舰船的船型不断推陈出新,由单一船型逐渐向复合船型演变,出现了多种高速舰船逐鹿濒海战场的壮观场面。 深V型船—— 在风浪中高速航行 深V型船是相对于目前排水型水面舰船所惯用的圆舭船型而言的。因深V型船的剖面形状是直线或近乎直线,舭部为尖舭,剖面形状为V字形,故称之为深V型。该船型是在尖舭型和一般的V型船的基础上演变和发展而来的,是根据排水型船的流体动力特性,对高速度、小吨位的滑行艇船型进行改造、演变的结果。目前,深V船型已有20多年的研究建造史。该船型具有良好的总体性能和优良的耐波性,能在风浪中保持高速航行,建造工艺简单、技术风险小、造价低。船的水线面更加丰满,能提供更多的甲板面积,为加装导弹发射装置、装载更多燃料、改装大功率的主机提供了宽敞空间。 由瑞士水动力研究所设计的深V型船的未来水面舰船的排水量为1200~1400吨,船长85米,采用5万千瓦的推进装置,时速可达到55节,航向变化率达5°~8°/秒。这种高速度和高机动性可使其以30米/秒航速和6°/秒航向变化率在4秒钟内移动120米,转变航向24°,能够在最后阶段有效避开来袭导弹。在5级海况时,传统轻型护卫舰会出现40%的速度损失,而这种深V型船只有10%的速度损失,体现了很好的耐波性。另外,这种深V型船水线以下的倾斜面与圆舭船型相比能将声纳反射信号减少50%,船体上倾斜设计的上层建筑也有利于减少雷达反射面积,船的反潜和隐身性能得到了提高。 表面效应双体船 ——高稳定性和高航速的结合 表面效应双体船的基本原理是利用双体结构抗横摇稳性好的优点,将滑行原理和气垫原理集于其中,以寻求高稳定性和高航速的结合。这种船的双片体底部为断级型式:前部为普通滑行艇底,后部上凹,形成一个楔状气垫腔,由片体底部断级面和两侧的边龙骨构成硬式密封裙。高速航行时,在水升力的作用下,前体抬起,85%的重量由气垫承担。由硬裙密封的楔状气垫极大地减少了漏气,克服了柔性裙体全垫升气垫船在高海况下容易失速的固有缺陷。 2004年10月,由奥斯塔美国分公司建造的军用高速表面效应双体船SeaCoaster下水。该船将被美国海军研究署用于演示先进船体技术。SeaCoaster双体船采用新型复合材料,由飞机树脂、凯夫拉纤维和泡沫夹心材料制成,强度超过相当厚度的玻璃钢船体的10倍。在每个船体底部都设置了空穴,从中可排出空气,为船体提供升力,从而达到降低阻力和提高航速的目的。船总长31.2米,宽9.75米,船深3.35米,主机为4台1045千瓦卡特皮勒柴油机,推进装置为4部ZF割划水面螺旋桨,航速可达56节。 三体船 ——生存能力更为出色 三体船是以军事应用为目的而发展的一种新船型,起步迄今不过20年。与单体船相比,三体设计具有更快的航速、更低的燃料消耗、更好的适航稳定性和更出色的操纵性,战场生存能力更为出色。三体船的平稳性比小水线面双体船型还要好得多,其宽大的甲板面积,更有利于舰载机的起降。中间的主船体内可放置重要设备和弹药,两侧的副船体可以起到对主船体的保护作用,在遭到敌方水下武器攻击时可使中间的主船体免受损伤,大大提高了舰船的生存能力。船体设计采用内倾斜边和雷达吸波材料,具有较小的雷达反射面积,船的外侧船体也有助于减弱推进器在水下发出的较大声响。 目前,三体船设计的经验都来自于“海神号”试验舰,它是由英国防御评估与研究中心斥资2000万美元设计建造的。“海神号”长97米、宽22.5米、排水量1100吨,最高航速20节,续航里程3000海里。在“海神号”的设计数据基础上,美军设计了长229米、宽37米,排水量2.57万吨的“海妖号”三体船。“海妖号”三体船在水中行驶的动力效率比普通的单体船提高了20%,最快航速达到32节,能够在最恶劣的风暴天气正常航行。当它的速度减至30节时,6台燃气轮机节省下的6万千瓦剩余能量,可驱动它的两门电磁炮对900公里外的敌军滩涂阵地进行一次暴风雨似的密集火力打击。三体设计的“海妖号”拥有宽阔的多用途甲板,上有4个垂直起降平台,可完全满足舰载无人驾驶飞机的起降需要。在美国海军对未来海战的设想中,“海妖号”三体船将是其实施海上打击的重要力量。 小水线面四体船 ——耐波性的佼佼者 “司莱斯”(SLICE)是洛克希德·马丁公司在SWATH船型的基础上,提出的一种小水线面四体复合船型。SLICE船型具有4个浸没式水滴型吊舱,每个吊舱的长度都只有传统SWATH船型长度的四分之一。对于相同的航行速度,其傅汝德数一般是普通舰艇傅汝德数的2倍。一艘500吨的SWATH船以25节的速度航行时,其阻力可能会接近它的峰值。而相同排水量的SLICE船能够突破这一限制,且航行正常。船的推进螺旋桨安装在前两个吊舱上,整个船体通过四个水下舱上的减摇鳍和“鸭”式水翼为SLICE船提供良好的机动性和高海况下的适应性,不仅利于高速航行,而且在港湾内航行时也对岸壁及其他船只无影响,特别有利于保持高耐波性。 由洛克希德·马丁公司研制的“司莱斯”号小水线面四体船排水量约177吨,总长约31.7米,前后下体垂线间长约24.9米,最大宽约16.8米,下体最大处直径约为3.04米,干舷约3.36米,吃水约4.27米。在船中后部的有效负载模块重约50吨,长约17.4米,宽约13.1米。全船采用5083高强耐腐蚀铝合金,减轻结构重量,增加有效负载。动力推进装置采用德国的MTU 16V396TB94型柴油机,总功率达6850千瓦。“司莱斯”在平静海面时最大航速为31.5节,三级海况时可保持31节,纵横摇小于0.5°,五级海况时可保持30.5节,纵横摇小于1.5°~2°。可持续在高海况下安全高速航行,失速不大于2节,在50吨有效负载和30节航速下航程可达400海里。 混合水翼船 ——集多种优势于一身 混合水翼船是综合小水线面船与水翼船的优势设计出的新船型。这种船型的主要优点在于大大提高了常规单体船的最大海上航速,改善了船体在高海况下的运动和高速续航力。 目前,美国的Navatek造船厂建造了一艘采用中央水翼设计的混合水翼船。这艘船具有水翼艇和小水线面船的双重优点。位于船中央的大型浸没式水翼提供了排水升力而不是动力升力,同时它的小型稳定前翼,弥补了水翼船的种种不足。经测验,这种中央水翼船在所有的速度条件下,都具有良好的性能,比现有的船型具有明显的改进,适航性、推进效率、静稳性和动稳性、运输效率也有显著提高。美国海军对这种船非常重视,已经对中央水翼船项目拨款,要求Navatek造船厂设计和建造中央水翼船的改进型,以支持美军海军设计和建造濒海支援舰的工作。除美国中央水翼船外,意大利设计建造了三体水翼混合船。这种混合水翼船将三体船、冲翼艇、水翼船的优势集于一身,最高航速几乎达到200节。小型的三体水翼船能运送100人,巡航速度110节,航程740公里,适航海况6级;大型的三体水翼船有效载荷达215吨,能运送400人,巡航速度170节,航程1480公里,适航海况7级。 |
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