下個世紀最大航速為60～80kn,、回轉(zhuǎn)率為6～8*的海上平臺,， 通過利用簡易且先進的單體排水船型就能成為現(xiàn)實。在5級海況下,，1200～1600t的輕型護衛(wèi)艦或護衛(wèi)艦的失速是最小的（大約7%～10%）,，而此時采用50～60kn或更快的巡航速度將是可行的。' B3 p4 V! \$ W' c8 A# g! ]
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眾所周知,，波音公司海上系統(tǒng)部完成的研究報告闡明了,，利用水翼提高航速和回轉(zhuǎn)率的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)越性。然而,，由于采購及操作這類平臺的費用過高,，限制了其推廣應(yīng)用,。8 f5 t2 C; \4 \! }' V. b4 x
與排水型船體不同，“升力”或水翼艇和滑行式艇體對有效負載帶來的影響極為敏感,，且是重量敏感型平臺,，俁是，如果這種高航速解決方案能夠在簡單的排水型,、先進的單位船內(nèi)提出,，那么21世紀對海軍戰(zhàn)艦所要求的航速及操縱性就能實現(xiàn)。
$ A3 N# N& U. J( l0 S 耐波性 自1980年以來,，已就艦艇的耐波性問題做了大量研究和開發(fā),。艦艇如果沒有適當?shù)哪筒ㄐ裕匀痪蜁兂闪艘粋�無作戰(zhàn)能力的武器系統(tǒng),。它擁有的電子系統(tǒng)也將不能有效地工作,，因為預(yù)期艦艇必須在任何惡劣環(huán)境條件下隨時出航。因此,，未來海戰(zhàn)行動也必須建立在耐波性船型基礎(chǔ)上,。
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2 z- x% |9 I# Q6 y1 ], Y 艦船的主要任務(wù)是要在5級海況下作戰(zhàn)作用。5級海況的有效波率約為3m（最高波高4.5m）,，間隔時間在6～9s之間（STANAG 4194）,，航速超過50kn，以上情況都包括在STANAG 4154及美國海軍海上系統(tǒng)司令部的運動極限內(nèi)（有效波高）,。
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/ J4 u" K. b; I9 V 這些運動極限如被超出,，作為一個戰(zhàn)斗系統(tǒng)的海軍作戰(zhàn)艦艇效能就會迅速地降級。的確,，有些過時的設(shè)計方案試圖通過其自身的尺度和排水量的改進來克服所存在的耐波性問題,。但是，一種建造大型戰(zhàn)艦就能消除耐波性缺陷的觀點正在被廢棄,，將來所有的水面艦艇必須具有小型耐波性船型,。' u0 W, o: O; S. W
穩(wěn)性 海上平臺一直遵守最嚴格的穩(wěn)性規(guī)范，由Sarchin和哥德貝(goldberg) 提高的完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性衡準,，有可能仍然用于21世紀的設(shè)計之中,。 當遇到100kn或70kn的側(cè)向驟風(fēng)時，未損平臺的傾斜不應(yīng)超過15*（在受損情況下,，不超過20*）,。受損船體在3個艙進水，或者是15%水線部分受損情況下,，應(yīng)仍能漂浮,。 :7 c% _8 o4 q G9 U; L! w0 u
3 w' n+ A2 V. Z5 C- V 強度與生命力 標準強度計算（有裕度），包括中垂情況下的彎矩,、剪應(yīng)力計算,，也可能應(yīng)用于一有海上平臺的強度計算中,。然而，結(jié)構(gòu)設(shè)計概念可能因為任務(wù)剖面態(tài)勢而有很大的變化,。海上平臺主要部分,，還是采用高質(zhì)量的民用標準薄鋼板建造。甚至大多數(shù)艦艇都有鋁合金上層建筑,，以節(jié)省重量,。
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為了加強未來艦艇的強度與生命力，必須考慮下述要點：
* `/ V9 F& v& u* _9 P· 鋼質(zhì)鉛體和上層建筑必須采用具有延伸性能的高強度材料建造,，絕不能選用一般的鋁合金,。必須記住，每噸最好的HY/AH或特殊鋼,， 仍然是任何戰(zhàn)艦材料清單中最便宜的品種,。另一方面，任何鋼材都存在腐蝕問題,，必須用特殊涂覆和絕緣加以解決,。+ g" u& e% ]& J; v m6 s) g# B0 M
· 所有關(guān)鍵部位、導(dǎo)流葉片以及作戰(zhàn)情報中心／艦橋,，都要求采用極輕型防彈裝甲,。后部甲板，以及距尾板以上1.5m處可安裝厚的裝甲護板,，以承受來自尾部的有限的導(dǎo)彈襲擊,。這種護板可用反作用裝甲板加強。6 _) y! m6 }; S" r) `
· 所有的電纜必須具有低毒Zerohal技術(shù)要求,， 以確保不會出現(xiàn)有毒煙霧及發(fā)生迷眼現(xiàn)象,。* |0 P. G6 g' Y4 w
· 必須備有足夠數(shù)量的專用自動抽煙器及海水泵。
) u2 r. A, a A$ \) C2 R· 必須設(shè)置一個具有有限武器控制系統(tǒng)的備用作戰(zhàn)中心,。; d; D$ g( i9 u* ]; F+ Z- R
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+ [5 \; N7 J3 S· 應(yīng)避免采用深燃油艙,，并避免其設(shè)置在操舵和控制機構(gòu)附近，或主甲板及作戰(zhàn)情報中心之上,。
( O7 c6 A! e1 j! g0 v· 必須細致地研究復(fù)合材料和裝甲方面最新發(fā)展,，以便將它們用到船體和上層建設(shè)設(shè)計中，取代鋼基材料,。
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· 必須保留某些關(guān)鍵部件（例如：發(fā)動機組和舵機），它們通過有保護裝置的二重或三重接頭裝入遙控無線應(yīng)急控制器,。
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· 輕型的雙層底及雙層船體結(jié)構(gòu)將增強艦艇的生命力,。 _3 I" q x: Z7 G( z' J
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· 利用自封式燃油艙，以及（對戰(zhàn)斗而言）加入某些低閃光的添加劑,， 如FM9,，就能阻燃油起火,。空油艙應(yīng)充滿惰性氣體,。同時,，也可以開發(fā)出新的、安全的推進系統(tǒng)燃油,。% n0 q( z/ L" ]& H: ?; i; G) D
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· 按照目前已有的設(shè)計,，船體必須分成好幾個煙火區(qū)及進水區(qū)，各個區(qū)有獨立的應(yīng)急煙火及進水的操作系統(tǒng),，區(qū)與區(qū)之間應(yīng)有水密和氣密接頭,。- k' h% i* h, p: t
· 彈藥必須采用混合式進水和惰性氣體系統(tǒng)防護。對采用防爆技術(shù)的彈藥艙必須改裝輕型裝甲保護,。
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: T0 F) {: |4 K# T· 設(shè)計階段必須全部或部分地采用STANGAG4142中的水面艦艇易損性(SSVU) 計算機程序,。
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2 D9 a7 `5 s9 |: a' d/ @* z; p- j· 還必須考慮采用可伸縮傳感器（和桅桿）。. O: D3 Z, n% n; O) \% a- _
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隱身 隱身技術(shù)的概念并不是要求實現(xiàn)“不可視”,，而是降低被探測系數(shù),，并盡量減少電子信號特征。船體及上層建筑的形態(tài),、結(jié)構(gòu)材料,、內(nèi)部工程之類問題確定了隱身特性。- i$ q. @/ ^8 L
就雷達探測而言,，傾斜的表面對厘米雷達波是有效的,，而對其低頻及毫米雷達波就不那么有效。船體側(cè)面傾斜約9～10*,，上層建筑大約為15*,， 可以用來減少因厘米雷達波剃齒單態(tài)特性引起的反射。解決雙基地雷達問題將是新的隱身設(shè)計要點問題,。上層建筑幾何形狀可以利用如Lockheed Echo 1程序或者類似程序的改版進行最佳表述,。在傾斜表面的頂面上，必須鋪設(shè)各種雷達吸波材料,，以抵消低頻與毫米雷達波帶來的影響,。有兩種不同的、特殊的雷達吸波材料層能夠掩蔽艦艇的信號特征,，對付已經(jīng)明確的雷達波(the Salisbury principles),。在新的艦艇設(shè)計中，要避免產(chǎn)生雷達波反射源的船體,、上層建筑及舷窗的開口,，應(yīng)該采用經(jīng)過錫氧化物處理的、無反射的玻璃材料制作艦橋窗,。根據(jù)在消音室內(nèi)用銅模型做的試驗,，用計算機程序設(shè)計桅桿,、天線、炮管,、導(dǎo)線,、支柱、排氣管及角形物,，以降低反射,。10～30 °“出射點”角的雷達反射面積數(shù)據(jù)， 不得大于波束的60/70m2和波束頭的 10/15m2,。但值得注意的是：1980～1990年期間設(shè)計的護衛(wèi)艦的波束雷達反射截面積值大約為500/700m2,，或者超過這個數(shù)字。0 k4 q) C1 T" W9 D& J+ A8 [
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$ k! [+ c5 @1 D& Z1 d- s 隱身概念中所包含的另一部分,，就是抑制紅外輻射,。空間或飛機平臺上的測熱系統(tǒng)能夠容易地探測水面艦艇,，如同安裝了全適熱傳感器的潛艇及岸基站目標也很容易被發(fā)現(xiàn)一樣,。與雷達系統(tǒng)所不同的是，紅外系統(tǒng)是無源的,，艦艇指揮人員往往不知道他們的艦艇已在被監(jiān)視之中,。
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為了解決紅外抑制問題，人們?nèi)栽谶M行著大量的努力,。艦艇上的發(fā)動機,、排氣裝置及其羽煙都屬發(fā)熱部分，今后必須為排氣裝置（配備擴散器／排泄器）及機艙主設(shè)計輕型冷卻系統(tǒng),，可以在機艙外用海水不停沖淋,；用噴灑系統(tǒng)對排氣裝置后面噴水。有水／氣冷卻尾板的排氣裝置也是為燃氣輪機發(fā)動機實施冷卻的選擇方案,。實際上,，設(shè)計恰當?shù)奈舶迮艢庋b置將有可能替代現(xiàn)有的煙道。$ L5 a( X; V4 c, C* W
要避免熱源的集中,，采用輕型的熱絕緣產(chǎn)進行屏蔽也是重要的,。當艦艇向戰(zhàn)區(qū)轉(zhuǎn)移期間，應(yīng)停止使用廚房及生產(chǎn)類似熱源的部門,，且在作戰(zhàn)期間只能使用最基本的輔助熱源,，所有非必需的熱源均應(yīng)切斷。' o# O6 C1 v. D' J# h- i5 S
大量的有關(guān)抑制紅外的研究工作正在進行中,。如得到應(yīng)用的話,，就會為包括沿船體及上層建筑熱信號特征的均勻性（即均勻傳播）在內(nèi)的特征帶來好處。- n) ]0 n1 J' W* I
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聲信號特征問題也屬于隱身技術(shù)的范圍，借助隔聲模塊的安靜型發(fā)動機和機械系統(tǒng),，單雙浮筏上的減振座已用了幾十年了，而安靜型泵,、空氣壓縮機和現(xiàn)有的類似系統(tǒng)都是成功的研制成果,。
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盡管側(cè)斜多葉螺旋漿的設(shè)計已獲得成功，但螺旋槳仍然是一個重要的聲信號特征源,。當航速約15～20kn時,，110～130dB基準是10～10000Hz頻率的聲極限。 一般來講,，聲信號特征較大的反潛護衛(wèi)艦或輕型護衛(wèi)艦是不能被接受的,。然而不幸的是，有些新投入使用的護衛(wèi)艦設(shè)計的聲信號特征超過了160dB,有些低頻聲信號特征高達190～200dB,。相比之下,，噴水推進器泵（在未來的推進系統(tǒng)中將要使用）據(jù)稱在較高速度時能減少20dB聲信號。
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- q! g( e6 N: M& O* l& h* p 對于低速,，裝在“分離式尾構(gòu)架”吊艙上的柴電驅(qū)動的可伸縮安靜型螺旋槳或噴水推進器可以提供一種解決辦法,。由于“分離式尾構(gòu)架”在低速時浸入水中，而高速時（傅汝德數(shù)大于0.4）脫離水面,， 這種噴水推進吊艙式推進器或泵噴水推進組合裝置可以提供一種有效推進的解決辦法,，條件是在船型描述中使用正確設(shè)計的“分離式尾構(gòu)架”。在這種系統(tǒng)中使用兩種完全不同的推進手段,，對選定的速度都有最佳效率,。) Q: v5 v- n+ \7 P
船型產(chǎn)生了因高速湍流及不利海況下運動所引起的明顯噪聲。層流船體型線與改進的耐波船型相結(jié)合,，由噴水射流式泵及吊艙式推進系統(tǒng)推進,，將會在新型輕型護衛(wèi)艦和護衛(wèi)艦設(shè)計中加以認真考慮。減少尾流信號特征也是非常重要的,，尾流信號特征必須加以偽 裝,，以防來自空中的目視探測�,！ τ谕ǔＳ蓾撏晠仁褂玫哪承╊l率,，水下船型的目標信號特征亦必須減少。/ D( U2 c: F* d
V型剖面具有的對某些聲吶信號的反射特性比圓舭形低,，為-10/15dB,而對于某些頻率,，還進一步低到-28dB�,！ 〈判盘柼卣鞯碾姶偶澎o和控制是21世紀艦艇面臨的另一個問題,。使用無磁復(fù)合也許將會在100m長的艦艇的船體和上層建筑建造中占優(yōu)勢。
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重量控制工程將在新艦艇建造過程中起著重要作用。使用復(fù)合材料使重量減輕并增強了隱身性,、生命力及性能,，進而由于能夠增加有效負載而帶來更大的優(yōu)勢。復(fù)合材料輕型裝甲也必須應(yīng)用在所有關(guān)鍵性部位的設(shè)計中,。
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?* X$ }# |) _; _ 攻擊與自防御 海軍戰(zhàn)斗艦艇裝備有區(qū)域防御系統(tǒng),，使用火炮、導(dǎo)彈和魚雷進行進攻作戰(zhàn),。 箔條和電子對抗措施被認為是被動防御的一部分,。 隨著高航速（ 40kn以上）與高回轉(zhuǎn)率（4°/s以上），使得被動防御效果不斷增加,。, x) }8 S" O/ ^7 _1 @# ?
( {! B z4 O% X9 K- `- r 目標照射應(yīng)限制在幾秒鐘內(nèi),。“發(fā)射即忘掉”型導(dǎo)彈必須用于反擊敵方導(dǎo)彈和水面或空中平臺,， 而監(jiān)視雷達必須具備超視距能力,， 并研制成高頻表面波雷達（ HFSWR）系統(tǒng)。 超音速船一艦導(dǎo)彈及更加先進的全自動電子對抗和通信系統(tǒng)將逐步引入,，到2015年,，水面戰(zhàn)艦將擁有Aster15/30,Barak 1/11先進型“海麻雀”和垂直發(fā)射的滾動彈體導(dǎo)彈(RAM)。2015年后,，激光炮,、 電熱化學(xué)炮及更先進的靈巧型超音速導(dǎo)彈將逐漸投入使用。電子設(shè)備及武器系統(tǒng)的快速持續(xù)性發(fā)展需要集裝箱式裝置,，每隔一段時間,，當必要時就可以用現(xiàn)代化高技術(shù)改進型將其更換。8 [0 `5 L: F. Y1 u# p
下個世紀對付來襲導(dǎo)彈的時間僅幾秒鐘,，因此要求所有的電子對抗及作戰(zhàn)系統(tǒng),、規(guī)避動作的指令、速度和操縱性實現(xiàn)自動化,。
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7 |6 h6 ^: N$ O5 T: v 自防御單元將包括裝有輕型傳感器的被動式導(dǎo)彈和電子彈報警系統(tǒng),，這種傳感器在伸縮桅上，可以上升到非常高的高度,。這類頂警系統(tǒng)還可以通過不同的陸基,、空基／太空基平臺，使信息源得以增加,。選擇武器的電子設(shè)備和作戰(zhàn)情報中心系統(tǒng)將主要取決于任務(wù)剖面,、及海戰(zhàn)的特殊需求。以前的趨勢是使用相同設(shè)計或相同戰(zhàn)艦參與不同的任務(wù)剖面,，這種做法業(yè)已過時,。此外，由于不可能設(shè)計一種信號特征不被看見的水面戰(zhàn)艦，有一種可供選擇的方案就是提供一種發(fā)射出導(dǎo)虛假信號特征的能力,，提供的虛假回波及錯誤標志可迷惑敵方兵力,。
4 d5 x. B, n: a: p+ Z/ C 打亂敵方識別程序，如能運用得當,，就是最有效的隱身設(shè)計之一,。能發(fā)出虛假信號特征的電子系統(tǒng)將是最重要的電子技術(shù)開發(fā)項目之一。另一方面,，這需要開發(fā)尖端的敵 我識別系統(tǒng)，以對抗這類電子威脅,。2 ^, }5 T0 c; [0 k7 F' } q* u6 b
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總而言之,，提供優(yōu)秀艦艇的唯一方案是設(shè)計一種費用少、速度快,、耐波性強,、操縱性佳的隱身平臺。 |
發(fā)表于 2008-2-18 09:17:29
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發(fā)表于 2008-2-18 17:57:54
