海軍艦船

海軍艦船

艦船是海軍作戰的主要裝備,現代科學技術的飛速發展,給艦船的發展帶來了深刻的影響,一些新技術在艦船上的套用,給未來海上作戰方式帶來了深刻的變化。

基本介紹

  • 品牌:核潛艇
  • 生產廠商:美、俄、英、法、中
  • 參考價格:30多億美元
  • 油耗:4萬噸核動力
  • 最高時速:水下航速多為20~35節
  • 驅動方式:核能
  • 車身重量:26500噸
  • 推進功率:1.5萬~3萬馬力
發展動向,定向能技術,

發展動向

核潛艇具有隱蔽性好,突擊能力強等特點,由於戰術技術性能的獨特優點,受到許多國家的重視。
海軍艦船
目前,世界上在役核潛艇約247艘,集中在美、俄、英、法、中五國,但主要由美、
俄兩國擁有,約214艘,其中彈道飛彈核潛艇約54艘,攻擊核潛艇約160艘。
核潛艇的排水量約3000~20000噸,個別的達26500噸,水下航速多為2
0~35節,下潛深度一般為300~500米,自給力60~90晝夜。魚雷發射管多在
首部,一般為4~8具,飛彈發射筒幾乎都設在中部,一艘有8~24具,推進功率多為1.
5萬~3萬馬力,少數達6萬馬力。
核潛艇發展的趨向主要是,降低噪聲,加強武器系統戰鬥能力與完善自動化控制等。
降低噪聲主要是採用流體噪聲非常小的最佳流線型艇型,艇體突出體少,流水孔減到最
少;採用低噪聲螺旋槳;艇內所有設備、管路都採取降噪措施;艇外敷設消聲瓦。
加強武器系統戰鬥能力主要是以最新技術成就來裝備潛艇。在戰略武器方面,主要是提
高彈道飛彈的射程、精度和威力,完善多彈頭分導技術;魚雷主要是改進制導系統和引信,
增大潛深和速度以及攜帶核彈頭。
自動化目前主要是朝著綜合自動化的方向發展,它將以計算機,尤其是以微型機為基
礎,把潛艇運動控制、武備控制、觀通導航控制、動力操縱控制等各系統組成一個整體,以
完善全艇的自動化程度。
由此看來,核潛艇的排水量有急劇增加的趨勢。
常規潛艇
常規潛艇是以柴電動力作為推進動力的潛艇,噸位較小,建造周期短,造價低,適於近
中海活動。現在世界上常規潛艇的數量約670艘,占潛艇總數的67%左右,分布在近4
0個國家和地區,預計在未來的海戰中它將占有重要的地位。
目前,常規潛艇多採用鯨型艇型,排水量大多數在1000~2000噸之間,水下航
速一般為18~24節,下潛深度多為200~300米。
大多數裝有4~8具533毫米魚雷發射管,少數裝有飛彈,主機功率一般在200
0~7000馬力之間。常規潛艇發展的動向,除排水量將增加,下潛深度將加大,自動化
程度將逐步完善外,主要是提高水下續航時間和增強武器系統的攻擊能力。
提高水下續航時間,使其在水下活動達到10~14天,主要是採用閉式循環柴油機、
斯特林發動機以及新型燃料電池作為水下動力源。武器系統攻擊能力的加強,主要是向雷
(魚雷)、彈(巡航飛彈)通用武器系統發展。魚雷主要是採用線導和末自導相結合的反
潛、反艦通用魚雷;飛彈採用能從魚雷發射管實施水下發射的飛彈;發展防空飛彈也可能是
一種探索。
近年來潛艇還出現一種“後勤管理”的新概念,即在設計、建造潛艇時,考慮到裝備的
維修、更換的快速性和及時性,以提高潛艇的在航率。
航空母艦
航空母艦是一種以艦載機作為主要攻擊武器的戰鬥艦艇。當前,世界上共有10個國家
擁有大、中、小型航母近30艘。美國主要發展大型航母,是擁有航母最多的國家,占世界
航母的一半。俄羅斯擁有可搭載常規起降固定翼飛機的6萬噸級重型航母“庫茲涅佐夫”
級。法國擁有4萬噸核動力航母。
當今航空母艦的排水量一般在10000~75000噸,大型航空母艦達10000
0噸,主機功率一般為28萬~30萬馬力,常規動力的續航力為8000~14000?
海里,核動力的續航力為4萬~70萬海里,能抗12級颱風,在5~6級海況下可順利起
落飛機作戰,基本具有全天候適航能力,每晝夜可機動600海里,大型航空母艦載機7
0~120架。但它目標大,造價高。
航母的發展動向,目前除了發展大型航空母艦外,有些國家十分注重發展輕型航空母
艦。特別是直升機和垂直/短距起降飛機的發展,為研製輕型、多用途航空母艦提供了有利
的條件。在動力方面,大型和中型航空母艦趨向採用核動力;輕型航空母艦趨向採用燃氣輪
機。有的人還在構想研製與飛彈核潛艇組成編隊的水下航空母艦,研製航速可達100節以
上的側壁式氣墊航空母艦和具有甲板面積大、穩性好的雙體航空母艦等等。總之,隨著科學
技術的進步,航空母艦正在向著更加現代化的水平發展。
驅逐艦是一種以飛彈、火炮、魚雷等為主要武器,具有較強作戰能力的中型水面戰鬥艦
艇。一般,滿載排水量3000~8000噸,最大航速30~38節,續航力3000~
6000海里,在5~6級海況下能有效使用武器,在7~8級海況下能安全航行。抗沉性
能保證任意相鄰三艙破損進水不沉,並設有較完善的三防(防原子、防化學、防生物)系
統。
驅逐艦的發展趨勢,重點是提高其預警能力、攻防戰鬥能力、機動和適航性能,選用先
進的燃氣輪機作動力裝置,以增大航速和續航力。今後將裝備多種飛彈(對艦、對空、反潛
及巡航飛彈),實現指揮、情報、艦艇操縱和武器控制系統的自動化,廣泛運用電子計算機
和自動控制技術,提高防禦和抗擊制導武器的能力,越來越多地採用全燃氣輪機或柴/燃聯
合動力裝置。已開展研究新型的粒子束武器、超導電機推進系統、小水線面雙體船船型、裝
載垂直短距起降飛機等。
護衛艦是一種以飛彈、火炮和反潛武器為主要武器的水面戰鬥艦艇。一般,排水量為6
00~3500噸,有少數超過3500噸;航速多為25~35節,續航力約5000海
里,在4~6級海況下能有效使用武器,在7~8級海況下能安全航行,自持力10晝夜,
在相鄰船艙進水時不會沉沒。
現代護衛艦可載對空、對艦和反潛飛彈。為了提高對敵方來襲飛彈的防禦能力和對敵水
面艦艇的攻擊能力,一般裝有主炮和副炮,或設有小口徑速射炮。為了加強反潛,常裝多管
火箭式深水炸彈發射裝置和反潛魚雷發射裝置,艦首均設有聲納,艦尾設有直升機起降平
台,直升機可增大反潛半徑,還可提高對艦飛彈的射程。同時還裝有自動化作戰指揮系統。
現代護衛艦的動力裝置,主機一般使用柴油機、全燃氣輪機或柴?燃聯合動力裝置,功
率大,航速較高。現代護衛艦的造價較低,用途較廣。目前,世界上約有44個國家和地區
擁有600多艘護衛艦。但現代護衛艦一般所需的電力、重量和容積均受到艦體平台的限
制,艦員的居住性差,持續作戰能力有限。
現在,人們構想未來護衛艦應具有更快的速度、更好的穩性,並改善適航性和居住條
件。有的國家正在打破傳統觀念,試驗一些新設計的護衛艦船型,如表面效應船、水翼船、
半潛船或雙體船等,美國海軍計畫建造一艘試驗性的3000噸表面效應船,其推進裝置將
採用超導電力推進裝置,速度可超過100節。
艦艇現代化發展的主要特點
艦艇正在向小型化、通用化、高速化方向發展
未來的艦艇,正逐步向小型化、通用化、高速化等方面發展。①小型化,如英國設計的
“鷂”輕型多用途航母(約8000噸),可載8架“海鷂”飛機和2架“大山貓”直升
機,它是一種經濟型艦,已引起許多中小國家的興趣。②通用化,如美海軍擬建造的SC-
21艦能執行現階段由多種艦艇所承擔的任務,是一種多用途軍艦,預計1998年開始建
造。③威力大,如美國正在發展的9100噸攻擊型核潛艇“海狼”級,比在役的“洛杉
磯”級在安靜性、航速和下潛深度等方面都有很大的改進,尤其是攜帶飛彈50枚,比同類
艇飛彈增多一倍。④高速化,國外已開展水翼艇型護衛艦和40~50節高速補給船的研
究,而引起飛躍變化的是地效翼艇(WIG)
,其速度將高達200~300節。
動力裝置將採用綜合電力推進系統等
現在國外艦艇動力裝置一般採用柴油機、蒸汽輪機、燃氣輪機、反應堆和聯合動力裝置
等多種形式,未來的水面艦艇將採用一種綜合電力推進系統,該系統將由一台或多台電動機
和推進器組成。主要原因是考慮電力推進可以安裝在艦內任何地方,有利艦型設計和艦內布
置,並可為將來的武器(如雷射器、電磁炮等)提供所需的電力。
此外,為了提高水下續航力和減少航行暴露率,德國、瑞典和加拿大等國正進行潛艇用
不依賴空氣的輔助動力裝置(如燃料電池、熱氣機、閉式循環柴油機、小功率核動力裝置)
的研製。
電子設備正向綜合化、對付多目標等方面發展
現在和下個世紀初即將使用的電子設備中,美國“宙斯盾”作戰系統、拖曳式線列陣聲納、極低頻通信系統和導航星全球定位系統十分先進,從它的發展中可以看出如下一些特點:①向綜合化發展,如美國發展電子戰系統時,開始將該系統與作戰指揮系統進行數字式接口,最後將它在探測、控制和對抗等方面與各種武器進行高度協調;又如光學設備表現出機-光-電一體化的特點。②對付多目標,如“宙斯盾”作戰系統的主要設備是C3I系統,該系統的核心是AN-SPY相控陣雷達,從而解決了對付空中多目標和反應速度快的問題。③重視生存能力,如美國以前建造的艦艇作戰系統多採用集中式結構,易遭攻擊,以後艦艇採用分散式數據處理和數據匯流排結構,使生存能力大為提高。
先進武器大量裝艦,武器總體性能有較大提高
從裝艦武器的發展中,可以看出如下二個主要特點:①先進武器大量裝艦,如美國計畫在本世紀末在198艘艦艇上裝載“戰斧”飛彈,僅水面艦艇安裝的垂直發射系統數量至少達到6758個單元;又如英、法新建飛彈核潛艇將分別裝載性能優越的“三叉戟Ⅱ”和M-5型飛彈。②提高武器總體性能,如國外研製的“海鱔”、“旗魚”和MK50這三種魚雷,不僅在爆炸威力、命中精度和新材料套用等方面有重大改進,而且其航速均達53~70節,射程20千米以上,下潛深度1000米,估計下個世紀魚雷速度可能突破100節。
我國海軍艦船現代化新技術的探討
我國海軍艦船裝備經過40多年的建設,已經初步建成一支有相當規模的由潛艇、驅護艦艇、快艇、獵潛艇、掃雷艦艇及各種輔助艦船和岸基飛機組成的具有一定作戰能力的多兵種的海上戰鬥力量。同過去相比,我們的裝備無論在品種還是裝備性能上都有較大改善,特別是近年來交付的新裝備,現代化水平和綜合作戰能力都有了一定提高。新技術的套用是我國海軍艦船發展的主要因素,是實現艦船現代化發展和趕超世界先進水平的基礎,因此應引起高度重視。
目前比較適合在我國艦船上套用的新技術有以下幾點:
強調模組設計概念
新技術的飛躍發展,加快了艦艇裝備更新換代的周期,目前艦艇的使用期限一般為25~30年,而武備和電子設備大致每隔7~10年就要更換一次,因此在艦艇整個使用期內至少需進行現代化改裝2~3次,但是這種改裝往往是“牽一髮而動全身”,施工量非常龐大複雜,既費時又費錢。為了使現代化改裝能夠更加便捷、省時、省事,可將武備系統、電子系統按其功能分成若干個“模組”,即“功能結構單元”,它與艦體的安裝界面採取統一的標準形式,其電源、管路、信息線路等聯接部分都採用標準的接口。這樣,要換裝新裝備時就非常方便,只需將整箇舊裝備的“模組”沿安裝界面拆除,再整個換上一個新的“模組”就可以了,而所有聯接部件都是標準接口,一接便成。這種新的設計建造概念,將對90年代以至21世紀的艦艇現代化帶來深遠影響。實現光纖通信技術
現代艦艇各作戰系統間的信號傳輸主要靠電纜來完成,但電纜線路過於複雜、笨重和昂貴。70年代以來,國外開始研製艦艇數據多路傳輸系統來代替電纜,即採用數據匯流排來解決信號傳輸及交換問題。隨著光纖技術的發展,今後多路傳輸系統的匯流排可以用光纖製成,光纖通信具有保密性強、頻頻寬、容量大、重量輕、中繼距離大、抗電磁干擾和地磁干擾且成本低等特點。有人估計,在驅逐艦上,若全部採用光纖傳輸,可由1噸光纖代替75噸重的電纜,大大減少了占用空間。
降低艦艇自身物理場特徵艦艇自身具有的各種物理場特徵,正是易於暴露自己、招致敵方自導武器以及感應引信武器攻擊的“禍根”,因此現代艦艇設計應極為重視降低各種物理特徵的措施。首先要減少雷達波反射。這需從改進艦艇外形設計和採用能吸收雷達波的塗料或覆材入手,在外形設計上避免大幅垂直面與水平面直角相交,應使其略帶傾斜,上層建築儘可能低矮,所有轉角處、結合部儘量圓滑。其次要降低紅外輻射。艦艇的紅外輻射源主要是煙囪的高溫排氣,小型艦艇儘可能採取水下排氣,中、大型艦艇在煙道出口處設定水霧降溫裝置,以減弱紅外輻射的強度。
採用減振降噪技術降低艦艇噪聲可以提高艦艇的隱蔽性,提高攻防能力。在進攻上降低自噪聲可以提高聲納的探測距離,在防禦上,可明顯提高本艦聲偽裝干擾器材的作用效果等等。以下技術和材料的套用可以大大提高艦艇的隱蔽性:①減振阻尼措施,以減少結構噪音的傳播和輻射;②降低螺旋槳噪聲、排氣噪聲等輻射噪聲;③吸聲、隔聲及阻尼材料;④對艦船噪聲進行測試、分析處理;⑤有源消聲法。

定向能技術

定向能技術包括高能雷射、高能粒子束、強微波等技術,目前尚處於武器的探索性發展
階段或可行性驗證階段。採用定向能技術的武器具有很多優點:①能在極短的時間裡把高度
集中的射束能量直接照射在目標上。例如,有的聚焦雷射波束的能量達到1億瓦/厘米2,
短時傳輸這樣大的能量,將導致目標被破壞。②射束以光速或接近光速傳播。射擊時往往不
需要提前量,可直接對準目標,瞬間進行射擊,抗干擾性能好,是防禦反艦飛彈最理想的一
種手段。③只對目標本身造成破壞,不像核武器那樣造成大範圍破壞。

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