[军事聚焦]中国秘密三体试验舰曝光

环球网国际军情中心2012年2月16日消息:近日,网络出现了我国最新三体船的图片,尽管从图片上看,该船还比较简单,应该是一艘试验性质的船,但也已经表明我国海军、船舶工业已经开始下一代舰船的先期探索与研究工作,通过此船,我们也许可以一窥我国海军未来舰船的发展。

三体船的发展很迟,上世纪90年代各国也开始开展比较深入的研究,是近年来世界船舶领域的一个热点,最具代表的就是英国在本世纪初建造的“海神”号试验舰,美国一面进行相关理论的研究,一面也参与“海神”号项目外,通过该项目取得的经验,最终在濒海战斗舰上成功的运用了三体舰,其他国家也相继开展了对三体船的研究,可以说三体船已经成为各国舶型发展的一个主要方向,发达国家多型新一代舰艇如英国的未来舰艇计划-FSC,就采用了三体船。

我们知道,随着现代技术的发展,各国舰艇配备的电子、武器越来越多,这样就需要较大的舰船空间,特别是舰载直升机的出现,它对载舰的甲板要求更大,例如为了保证安全,要求直升飞机降落的时候,旋翼距离上层建筑至少要有1/4旋翼直径的空间,同时直升机主轮距离两侧舰舷至少有3米的安全距离,这些要求对于单体船来说,势必要增加船的容积,这通常意味着要增加船的宽度,这样带来的问题就是增加船的阻力,所以现代水面舰艇,尤其是大中型水面舰艇一个发展趋势就是长宽比降低,为舰载电子设备和武器提供更大的安装空间,付出的代价就是航速性能下降。

这样就有人提出如何实现既增加船的容积又不影响船的航速,在这种情况下,三体船就出现了,所谓三体船就是三个船体组成,其中间为主船体,尺度约占排水体积的90%,两侧并肩各有一个大小相同的辅助船体,三个瘦长的船体共享一个主甲板及上层结构,与单体船相比,有以下的优点;首先甲板空间大,由于是三个船体共同负担一个甲板及上层建筑,所以上层甲板非常宽阔,甲板面积比同吨级单体船可以提高50%左右,数百吨级的三体船提供的甲板空间可能就可以与数千吨级的单体船相比,较大的甲板可以更好的安装舰载电子系统、武器和直升机起降甲板,这对于舰载电子设备、武器日益复杂的今天非常重要,另外较大的空间便于模块化,有利于以后的改装,也是三体船受到青睬的主要原因之一,还有就是平稳性能好,两则船体为三休船提供良好的稳定性,可以提高船在高海况下的耐波性能,另外三体船的快速性能好,前面说过,由于甲板是三个船体共用的,所以每个单体可以做的比较细长,这样可以得到有较大的长宽比,利于降低高速航行时的兴波阻力,通过调整侧体和主体间相对位置,可获得有利的兴波干扰。

根据相关资料:三体船在中高速时较单体船可节省有效功率15%一20%,同时主体具有较大的船长,其纵摇、垂摇、甲板上浪等性能优良;中体和侧体细长,艉部来流好,有利于降低螺旋桨噪声;隐身性能好,暴露的建筑多为多面体,转角可以做到圆弧形以降低RCS,同时机舱排气道可以布置在主体和侧体之间,降低红外信号特点,另外机械系统尽可能的放在高处,加上侧体的屏蔽,可以减少噪声辐射。三体船在设计的时候,可以尽量把要害部位设计在主船体内,利用两侧船体形成一定的掩护,这样可以提高船的生存能力。

三体船的建造标志着我国在高性能船舶领域取得了双一个重大的突破,在该艇的基础上我国具备建造独立号这样的快速护卫舰的能力,从而有效的提高我国海军未来在濒海方向的作战能力,我国海军在未来维护国家统一和海洋权益作战中,不可避免的要前出到对方近海作战,随着周边国家和地区反舰导弹和对海搜索能力的增加,相关舰艇受到的威胁也在增加,在这种情况下,三体船快速、隐身能力强的优点可以得到充分的发挥,让对方不容易抓住和攻击,同时较大的飞行甲板还可以让其搭载较多舰载直升机执行反导弹快艇、反潜及巡逻任务,

当然前方是光明,道路是曲折的,国产三体作战舰艇的发展道路肯定不会一帆顺,我国在三体船的理论研究和工程实践中还有许多难关需要攻克,但是笔者相信不久的将来我们就可以看到中国版的“LCS”三体舰。

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。

三体船详细介绍

三体船主要由三个船体组成,其中间为主船体,尺度约占排水体积的90%,两侧并肩各有一个大小相同的辅助船体,其主要特点是中高速阻力性能优于单体船和双体船,适航性优于单体船,甲板面积宽敞,便于舱室布置;由于主船体和两侧辅体的屏蔽,全船具有隐身性和较高的生存能力。其缺点是结构复杂,重量较大,设计难度大,操纵性稍差,建造、下水、锚泊和进坞比较困难。也正是由于三体船具有很大的制造难度,目前各国一般在建造大中型舰艇时才考虑这一舰型。除美国和英国外,目前日本也在考虑建造未来型三体战斗舰艇,在2007年日本防卫省军事研发机构公开展示的资料中,就出现了一种4000吨级的舰船设计。资料显示它能够以高速或者低速航行,同时能利用雷达和材料增强其隐身能力。其设计与LCS2十分相似。

三体船有三个瘦长的船体共享一个主甲板及上层结构,使用涡轮喷嘴发动机,通过向后喷水获取反作用力向前推进,比普通螺旋桨推动更快速,而在高速时,三体瘦长的船身能降低阻力。而且船体稳度高,不易翻船(但若风浪过大,翻过90度后,因为没有单体船的静稳度扶正力矩,反而有灭顶之虞)

尽管三体舰的“噱头”让濒海战斗舰成为世界海军界近年来最大的热点,但军事专家也指出,濒海战斗舰还存在一些深层次的问题:濒海战斗舰更多地只能担负相对单一的行动,很难一次性地完成近海海域的所有或多种作战任务。虽然从理论上讲,它能装设可迅速互换的多种模块(反舰、反潜或反水雷),但针对每次具体的海上作战任务,在出海行动前只能更换和使用其中一种模块;一旦海上行动临时发生变化或遇到特殊情况时,已装设的模块便因无法及时更换而将难以适应新任务的需要。因此在可预见的未来,濒海战斗舰还无法取代两栖攻击舰(因不具备装载大型武器能力)、驱逐舰(因不具备较强的防空能力)、扫雷舰(因不具备高效的扫猎雷能力)等水面舰艇,成为未来近海海域唯一、可靠的海上作战平台。

“海神”号三体试验船是英国海军发展未来海面战斗船(FSC) 护卫舰的需要而建造的一艘技术论证船。预定2013年进入英国海军服役并且代替22/23型护卫舰。“海神”号是世界最大的以电动机产生动力的三体船,全长90米和船宽22米。“海神”号由QinetiQ(原国防评估与研究中心,即DERA)所有,投资2,000万美元设计和建造去用于量化结构和适航性能。在1998年8月,英国国防部颁发一个承包合同给沃斯珀·桑尼克罗夫特公司(Vosper Thornycroft)建造三体船,被称为RV(研究船舶)“海神”号。

试验计划主要目的去研究和确定三体结构船体线型的适航性。于2000年3月下水,8月底交给国防评估与研究局。 一系列试验从2000年10月开始,试验的第一个阶段有指导的检查和证实军舰的结构性能。2001年8月,“海神”号使用一架英国海军“山猫” Mk 8直升飞机成功地完成一系列着舰和起飞试验。2002年9月,“山猫”Mk 8直升飞机又成功完成了海上航行补给(RAS) 、结构载荷和适航性试验。成功地证实三体船设计完全等效于一艘单一船体船舶,能以完全相同的方式操作。“海神”号在使用过程中,如普通试验船一样用于一定的军用和商业范围。“海神”号在一定范围能被用作海军系统的一个测试台,包括声纳浮标、小型拖曳水下系统、电子战和开发信号控制技术。三体结构船体线型和传统的单一船体对比,期望获得一些优点:减少成本、减少各类信号特征,重要的是减少加速阻力;增加长度,给予更多的稳定性;上甲板拥有更多的空间, 能用于飞行甲板和配置机库用于直升飞机和附加装备,将来还能配备舰载武装直升飞机。90米长的三体结构论证船的船体外壳板和刚性加强的纵骨符合结构约束条件。主船体和驾驶台甲板采用钢结构。

在不同的操作条件进行一个全面的压载系统适应试验。“海神”号的船体结构将会承载“集装箱式”试验设备。飞行甲板强度能够达到设计要求去容纳一架“山猫”直升飞机,而且能够操作无人飞行器。目前三体船发展的推动力量是为了应用到护卫舰规模的舰艇。已经建成下水的“海神”号三体试验船的尺寸是将来全比例护卫舰三分之二尺寸。已经进行用于其它任务概念研究,包括用于海岸巡逻。还进行用于未来船舶发展概念研究。举例来说,发展设计小型直升飞机平台登陆舰(Mini LPH)、快速部署支援舰艇和配备舰载机具有航空作战能力的大型隐形舰船。

目前正在研究制造将来使用的电动力装置,包括交流永磁主电动机设备、一个蓄电池/燃料电池舱、飞行甲板、燃气轮机和交流发电机组。还将会配置综合技术桅杆。在进一步提高舰体隐形方面采用多种措施,如发动机在船体之间排气减少热特征的方法,也利用商业现成的材料和服务来实现低噪音和减小雷达信号特征。

英国“海神”号三体船的近似数据,全长:95米;水线长度:90米;侧船体水线长度:34米;船宽:20米;主船体船宽:6米;侧船体船宽:1米;最大吃水深度:3米;排水量:800吨;续航力:20天(3000海里),以12节航速;最大航速:20节;推进方式:柴油机电力推进单轴定距螺旋浆连同独立的侧船体推进器,具有非常高的操作灵活性。英国“海神”号全体人员12名,另外还有12位科学家在船上进行研究实验工作。美国海军为了研究“海神”号三体结构船体线型用于大型“未来水面舰艇”的发展前景,美国国防部和英国国防部达成协议,在“海神”号海试期间进行长达18个月的合作,船载用来评估其性能的数据采集传感器和计算机系统都是由美国方面提供的。

“海神”号三体试验船是英国海军发展未来海面战斗船(FSC)护卫舰的需要而建造的一艘技术论证船。预定2013年进入英国海军服役并且代替22/23型护卫舰。“海神”号是世界最大的以电动机产生动力的三体船,全长90米和船宽22米。“海神”号由QinetiQ(原国防评估与研究中心,即DERA)所有,投资2,000万美元设计和建造去用于量化结构和适航性能。

(1)、英国“海神”号发展历史

在1998年8月,英国国防部颁发一个承包合同给沃斯珀·桑尼克罗夫特公司(VosperThornycroft)建造三体船,被称为RV(研究船舶)“海神”号。试验计划主要目的去研究和确定三体结构船体线型的适航性。于2000年3月下水,8月底交给国防评估与研究局。

一系列试验从2000年10月开始,试验的第一个阶段有指导的检查和证实军舰的结构性能。2001年8月,“海神”号使用一架英国海军“山猫”Mk8直升飞机成功地完成一系列着舰和起飞试验。2002年9月,“山猫”Mk8直升飞机又成功完成了海上航行补给(RAS)、结构载荷和适航性试验。成功地证实三体船设计完全等效于一艘单一船体船舶,能以完全相同的方式操作。“海神”号在使用过程中,如普通试验船一样用于一定的军用和商业范围。“海神”号在一定范围能被用作海军系统的一个测试台,包括声纳浮标、小型拖曳水下系统、电子战和开发信号控制技术。

有趣的是,“海神”号下水后还参与进行一系列科学试验活动。在2003年9月用于QinetiQ1计划去打破一个载人气球世界高度记录。计划引导指示一个巨大的氦填充气球到达132,000英尺的目标高度,氦填充气球面积9英亩而且充气后像帝国大厦一样高。试验开始后由于氦填充气球上出现一条8米长的裂缝,第一次尝试记录失败,下一次尝试预定在2005年。

(2)、英国“海神”号三体船设计的优点和应用

三体结构船体线型和传统的单一船体对比,期望获得一些优点:减少成本、减少各类信号特征,重要的是减少加速阻力;增加长度,给予更多的稳定性;上甲板拥有更多的空间,能用于飞行甲板和配置机库用于直升飞机和附加装备,将来还能配备舰载武装直升飞机。90米长的三体结构论证船的船体外壳板和刚性加强的纵骨符合结构约束条件。主船体和驾驶台甲板采用钢结构。

在不同的操作条件进行一个全面的压载系统适应试验。“海神”号的船体结构将会承载“集装箱式”试验设备。飞行甲板强度能够达到设计要求去容纳一架“山猫”直升飞机,而且能够操作无人飞行器。

目前三体船发展的推动力量是为了应用到护卫舰规模的舰艇。已经建成下水的“海神”号三体试验船的尺寸是将来全比例护卫舰三分之二尺寸。已经进行用于其它任务概念研究,包括用于海岸巡逻。还进行用于未来船舶发展概念研究。举例来说,发展设计小型直升飞机平台登陆舰(MiniLPH)、快速部署支援舰艇和配备舰载机具有航空作战能力的大型隐形舰船。

(3)、英国“海神”(Triton)号动力系统

推进系统由二台2 Paxman 12 VP185 2MW柴油发电机产生电力,带动二台350千瓦电动舷侧推进器和一个单独的主螺旋浆。重新制造的定距螺旋浆使用复合材料。五浆叶复合材料螺旋浆直径2.9米,在不增加重量的前提下允许采用较厚的浆叶来减少振动和声学特征。Dowty螺旋浆公司加工桨叶和Watrsila推进技术公司制造镍铝青铜合金旋毂。

目前正在研究制造将来使用的电动力装置,包括交流永磁主电动机设备、一个蓄电池/燃料电池舱、飞行甲板、燃气轮机和交流发电机组。还将会配置综合技术桅杆。在进一步提高舰体隐形方面采用多种措施,如发动机在船体之间排气减少热特征的方法,也利用商业现成的材料和服务来实现低噪音和减小雷达信号特征。

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(4)、英国“海神”(Triton)号导航、通信和试验仪表系统

“海神”号导航套件使用ARPA(自动雷达标绘自动智能数据系统)包括诺斯罗普·格鲁门公司“斯佩里”船舶信号桥柱(Bridgemaster)ES-波段和X-波段平面格网雷达。装有二套诺斯罗普·格鲁门(利通资源勘探仪器公司,Litton)公司LMX400GPS接收机,弗朗诺(Furuno)公司远程导航系统(罗兰)-C接收机,诺斯罗普·格鲁门公司电子海图系统和船长GDS101回声探测器。卫星通信系统包含诺斯罗普·格鲁门(Litton)公司Inmarsat-C和Inmarsat-M和NeraInmarsat-B。还装有多普勒测程仪、传真通信天气接收装置、调制解调器和传真设备。值得注意的是还将安装非常先进的由荷、德、加三国联合研制的“APAR”有源相控阵雷达系统,探测距离为150公里,水平搜索的距离为75公里。其功能有地平线搜索、海面和空中搜索,能同时跟踪250个目标。

(5)、英国“海神”(Triton)号三体船规格数据

英国“海神”号三体船的近似数据,全长:95米;水线长度:90米;侧船体水线长度:34米;船宽:20米;主船体船宽:6米;侧船体船宽:1米;最大吃水深度:3米;排水量:800吨;续航力:20天(3000海里),以12节航速;最大航速:20节;推进方式:柴油机电力推进单轴定距螺旋浆连同独立的侧船体推进器,具有非常高的操作灵活性;电力供应:440V60Hz、230V 60Hz、115V60Hz;甲板机械起重机安全工作负荷:1200公斤在8米提升高度和4000公斤在4米提升高度;辅助船只:全长7.3米工作艇,“太平洋”钢壳充气橡皮艇(RIB)和MSA救生艇;英国“海神”号全体人员12名,另外还有12位科学家在船上进行研究实验工作。

美国海军为了研究“海神”号三体结构船体线型用于大型“未来水面舰艇”的发展前景,美国国防部和英国国防部达成协议,在“海神”号海试期间进行长达18个月的合作,船载用来评估其性能的数据采集传感器和计算机系统都是由美国方面提供的。英国“海神”号实验船上有二个实验室。一个实验室舱安装美国海军的试验仪表系统(TIS)收集数据,包括风速和方向、温度、浪高、船体运动、舵机、机舱控制、导航和环境。TIS系统能记载超过400组数据通道在20Hz,200Hz或2,000Hz的采样参数。所有的数据时间标记来自一个全球定位系统时间同步信号。TIS传感器包括:MirosWAVEX波高雷达、TSK波高雷达、TrimbleAGPS 系统、AGI风速和环境监测系统。另一个实验室舱用于普通试验用途。


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