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a330222197 2012-10-11 09:46

浅谈网友热议的新型驱逐舰

D哥”的野望——浅谈网友热议的新型驱逐舰
作者:龙腾日月

最近,各大门户网站和军事论坛都在热议疑似我国最近下水的新型驱逐舰,并且在网络上称之为“052D型驱逐舰”,甚至有网友热情而亲切地称呼它为“D哥”,激动之情无需言表。由于尚无官方媒体证实该舰的存在,笔者无从得知其确定的国别和编号,只好先假定该舰如同媒体所说的,是我国最近下水的新驱,然后再架空和猜想一把,根据网络图片和公开资料“打量”一下这位“D哥”是何等“好汉”。

满载排水量的争议

也许是因为“D哥”舰桥上安装的新型舰载相控阵雷达的外形实在是太威武了,导致目睹“D哥”阵容之后,有很多朋友纷纷猜测其满载排水量要比052C型驱逐舰有较大的提升,“满排八千”甚至“万吨大驱”的观点也被广泛传播。但是要想分析一型军舰的重量特性,仅仅根据威武的外形是远远不够的,或者说,外形给人带来的仅仅是一种主观感受,我们应该寻求客观依据和合理科学的分析逻辑。

从舰船的总体设计角度来讲,舰船具有使用性能和航行性能。对于作战舰艇来说,使用性能主要就是作战性能和生命力,航行性能为战斗力和生命力来提供基础保障。根据我国有关部门颁发的《常规武器装备研制程序》和我国舰船总体设计的惯例,我国舰船总体设计分为:顶层论证、顶层设计、总体方案设计、总体初步设计、总体技术设计、总体施工设计、总体完工设计等7个阶段。总的来说,这7个阶段是确定性能指标、选择总体方案、确定总体参数、进行工程设计和科研攻关来满足指标的过程。其中,舰船最重要的两个总体设计因素就是几何特性和重量特性。几何特性关系到船舶的水动力特性,同时也决定了船舶的内容积等;重量特性关系到船舶的浮性、稳性、耐波性、结构设计、装载能力和效率等。根据媒体和网络的消息,“D哥”是052C型驱逐舰的改型,这说明“D哥”保持了C型的几何特性和重量特性,不会有“推翻”性的改动。否则,意味着整艘舰顶层设计方案的改动,其实就是研制一型新舰,必须将7步研制过程重新再走一遍,军舰系列化改进“低风险、短周期”的意义就不存在了。

船舶的几何特性用型线图来描述,其中有三个特别重要的特征剖面为:中横剖面、中纵剖面和设计水线面。其中设计水线面与船舶的重量特性息息相关,因为船舶的设计吃水与排水量有直接的关系。军舰在设计时,往往取满载排水量和正常排水量之间的一个排水量数值作为设计状态,只有确定了这个设计状态,才能决定设计排水量、设计水线长、宽以及设计吃水,再确定船舶外形的相关系数。而且设计水线面还是区别舰船水上部分和水下部分的分割面。因而可以说,设计水线面是“牵一发而动全身”的关键因素,也是052C向“D哥”改动时肯定要尽全力保持的设计。

从网络上的照片来看,“D哥”大体保持了052C型水上部分的总体方案,只是更换了主炮,可能改动了导弹垂直发射装置,改进了舰桥外形,更换了舰桥上的相控阵雷达,改动了后桅杆以及机库等方面的设计,基本上属于“保持总体,改进分系统”的衍生思路。从舰船重心计算的角度来说,保持各个改进部分对于总重心的重力力矩不变是最佳的改进方式,否则会导致舰船稳性和操纵性有较大改变,从而要从总体方案下手进行调整,把“小手术”变成了“拆筋换骨”。

同时,“D哥”位于舰桥与后桅杆之间的进排气系统并未看到明显改动,说明其动力方案相比于052C型具有高度的继承性,主机功率和推进性能应当是类似的。如果在主机功率没有明显增加的情况下,排水量增加较多,无疑会导致“D哥”航行性能的下降。这样一方面会降低其综合作战能力,另外一方面也会因为更低的航速而拖累整个舰艇编队行进,无疑是得不偿失的。

根据关注“D哥”进展的相关人士描述,建造“D哥”的船台在其之前也建造了052C型驱逐舰,而且从C型到“D哥”的转产时间间隔相比于两艘C型之间的时间间隔并没有明显的增加。如果这个事实确实成立的话,那说明建造“D哥”所需的平台、船台、起吊设备等工装设备与建造C型是通用的,或者只有很少的不同。这也说明“D哥”与C型从建造上来讲没有什么明显的不同

综上所述,从总体设计程序和改进思路、设计水线面、动力系统、结构和重心设计、建造等角度来说,“D哥”的正常排水量和满载排水量与052C应该是接近的,并没有明显的不同。简氏防务认为,052C的满排为7100吨左右,使用两台乌克兰进口的UGT-25000燃机或国产化型号,但是笔者认为这个满排数据过大。以欧洲几型驱护舰为例,英国45级驱逐舰满排约7570吨,而动力是2台WR-21燃机,总功率达到了84兆瓦;西班牙F-100级护卫舰满载排水量约5947吨,而动力是2台LM2500燃机,总功率约60兆瓦;德国123型护卫舰满载排水量约5487吨,而动力同样是两台LM2500燃机;荷兰七省级护卫舰满载排水量约6145吨,而动力是2台SM1C“斯贝”燃机,总功率不到60兆瓦。UGT-25000燃机的机械驱动功率约为25兆瓦,两台总驱动功率为50兆瓦左右,因而052C的满载排水量不大可能达到7000吨,可能是稍大于6000吨。同理,“D哥”的满载排水量也不大可能超出多少。

052C型驱逐舰上装备的舰载相控阵雷达被誉为“海之星”,其较为明显的一个外观特征就是采用了凸出的风冷静压罩。出现在“D哥”舰桥同样位置的新型舰载相控阵雷达——暂且称之为“海之新星”——则没有静压罩,应该是采用了与“海之星”不同的冷却方案。

在有源相控阵雷达出现之前,因为发热部分都集中在发射机,无源相控阵雷达和传统机械扫描雷达基本只在发射机柜部分进行冷却,而雷达天线本身并不需要冷却。例如阿里·伯克级驱逐舰采用的无源相控阵雷达SPY-1D就没有对天线采用特别的冷却措施,因而雷达天线的外观就是一块“平板”。而有源相控阵雷达直接在天线阵列上布置发射/接收(T/R)组件,T/R组件中包含有发射用的功率放大器、接收用的低噪声放大器、收发共用的移相器、幅相控制及全部所需的控制线路,这就相当于把发射机设置到天线上。T/R组件中的有源射频电路是最大的功耗源,所以是冷却的主要对象,传统雷达的发射机柜冷却就由此变成了天线冷却。

天线冷却主要的方式包括气冷、液冷、蒸发冷却等,实际应用中基本都采用前两种。由于机载雷达的布置空间有限,必须采用效率最大化的冷却方式,因而机载X波段火控、S波段预警有源相控阵雷达基本都采用了液冷的方式;舰载有源相控阵雷达由于军舰具有较大的布置空间,则采用气冷的居多。我国的“海之星”、英国“桑普森”都采用气冷方式,加拿大、荷兰、德国三国合研的APAR雷达和日本FCS-3雷达的天线也有凸出的天线罩,因而也可能采用了气冷方式。“D哥”的新型有源相控阵雷达和美国在DDG1000驱逐舰上装备的AMDR“舰载防空与反导”双波段雷达都采用了液冷方式。

“宙斯盾”系统采用的SPY-1系列雷达单个天线尺寸为3.65米×3.65米,有4480个相移器,平均发射功率为58千瓦。我们不妨假设“海之星”的天线面积与波段都与SPY-1D雷达相同,同样采用4480个S波段T/R阵元。S波段T/R阵元的峰值功率取1.2千瓦,占空比取10%,即阵元平均功率为120瓦,单个天线平均功率为537千瓦。发射效率取30%,“海之星”的平均发射功率可以达到161千瓦左右,这已经是SPY-1雷达的2.5倍以上了。此时,“海之星”单面天线的发热功率为375.9千瓦,发热密度大于28.2千瓦/平方米(2.8瓦/平方厘米)。由于液冷方式的冷却能力和效率远远超过气冷方式,“海之新星”由“海之星”的气冷变为液冷说明其平均功率有明显的增加,以至于天线单位面积内的发热量超过了气冷方案的约2.8瓦/平方厘米。“海之星”雷达本来已经可以称得上是当今世界舰载雷达平均发射功率之王了,没想到“海之新星”的平均发射功率、峰值发射功率以及技术、战术性能又达到了一个惊人的新高度。

除了平均发射功率增加之外,“海之新星”的天线面积也比“海之星”有明显增大。网络图片显示,“D哥”的舰桥相对于052C也有一定改进,原本安装“海之星”雷达的舰桥斜切平面是有3个舷窗,而安装有“海之新星”的“D哥”的舰桥斜切平面却有4个舷窗。这说明“海之新星”的天线肯定是明显加宽了,以至于要加宽安装位置。雷达系统其他参数不变,随着天线面积的增加,天线增益、分辨力都会增加,波束宽度会减小。决定雷达最大探测距离、搜索能力、分辨力的关键参数是功率孔径积,就是平均发射功率与天线面积的乘积。“海之新星”的平均发射功率和天线面积都有一定增加,综合性能会有较大的提升。

现在尚无“D哥”的俯视图片出现,但是根据一些媒体的观点,“D哥”可能更换了舰载导弹垂直发射系统,而且新使用的垂发能够实现冷弹射和热发射方式的通用化能力。笔者查找了相关资料,找到了一些分析价值的内容。
公开的“中华人民共和国国家军用标准.GJB 5860-2006.水面舰艇导弹通用化垂直发射装置通用要求”里提到一下几点:第一,通用化垂直发射装置的通用标准接口适装在多种水面舰艇上,能够完成水面舰艇防空、反舰、反潜和对陆攻击等多种导弹(含火箭助飞鱼雷)垂直贮存和发射任务。这说明我国已经将水面舰艇可能用到的全部种类导弹都纳入了通用导弹发射系统的适用范围。我国水面舰艇的导弹发射装置一直基本是一型导弹对应一型发射装置。繁杂的导弹发射装置对舰船总体方案设计、武器安装效率与密度、舰船火力配置等方面造成很大的消极影响。新的通用化导弹垂直发射装置无疑改变了这一不利局面,大大简化了军舰设计方案,实现多种、多型舰载导弹适用一种垂直发射装置就能发射,这无疑具有划时代的装备价值。

第二,通用化垂直发射装置的贮运发射筒是具有贮存、运输和发射导弹功能的容器,包括独立式自排导贮运发射筒和冷发射贮运发射筒(含发射箱),其中,前者是具有独立燃气排导结构的贮运发射筒。通用化垂直发射装置应能够使用冷发射、热发射两种发射方式发射导弹。这说明我国海军已经开始将冷、热两种发射方式通用化作为导弹垂发研制的基本要求。由于发射装置的不同和布置难度的存在,052C型驱逐舰只装备了新型远程舰空导弹,中程防空反导任务也由昂贵的远程导弹来提供。实现冷、热发射通用化之后,我国新型水面舰艇都可以在只装备一型垂发的情况下,具备远程、中程、反舰、陆攻和反潜武器发射能力,明显改进了舰艇的任务特性和战术灵活性。目前世界上尚无一个实际装备的导弹发射装置能够兼容冷、热发射方式,我国如果能够实现这一点,在技术水平和工程能力上无疑是史无前例的突破。

第三,通用化垂直发射装置应采用系列化设计,按高度分为大型发射模块、中型发射模块、小型发射模块,并满足不同长度筒弹贮存和发射要求。大型发射模块可以装载长度不超过9000mm的筒弹;中型发射模块可以装载长度不超过7000mm的筒弹;小型发射模块可以装载长度不超过3300mm的筒弹。而且,该系统应能以单模块或多模块的形式装舰。这说明我国不仅在考虑驱逐舰、护卫舰上使用通用化垂直发射装置,而且可能打算在大、中、小型作战舰艇上普遍装备。也就是说,不仅不同种类、型号的导弹要实现通用化发射,而且不同种类、型号的舰艇也能实现对垂直发射装置的通用化适装。这可以大大简化作战舰艇发射装置的后勤保障、维护、维修和换装工作量。

假设我国新型通用化垂直发射装置每个发射单元为8个发射位置,“D哥”安装了8个单元,共64个发射位置。由于发射系统具有高度的通用化能力,“D哥”只需要通过改变舰载导弹的种类、数量就可以达到高度的任务灵活度。例如,执行高强度舰队防空任务,可以装备48枚新型远程舰空导弹、8枚新型中程舰空导弹和8枚反舰导弹;执行高强度舰队反潜任务,可以装备16枚新型远程舰空导弹、16枚新型中程舰空导弹、24枚火箭助飞鱼雷和8枚反舰导弹;执行高强度反舰/对陆纵深打击任务,可以装备16枚新型远程舰空导弹、16枚新型中程舰空导弹、32枚反舰/陆攻巡航导弹;执行综合远洋护航/打击任务,可以装备16枚新型远程舰空导弹、16枚新型中程舰空导弹、16枚火箭助飞鱼雷和16枚反舰导弹;执行低强度任务,则可以视情拆除一定数量的导弹发射筒,利用多出的甲板空间来储存后勤物资。这样的火力搭配方案比052C型只能采用48枚新型远程舰空导弹和8枚反舰导弹的方案实在是要灵活太多了。

不过美国其实已经在冷、热发射方式兼容的通用导弹垂直发射装置方面做了大量的工作。美国“休斯”公司构想的导弹通用垂直发射装置可为任何一种舰载战术导弹提供独立的发射系统。其中的关键技术是独立式燃气排导系统和分布式发射控制电子设备。独立的燃气排导系统为在舰艇上自由布置导弹提供了条件:开放式电子系统可使各个独立的武器系统组成网络灵活性更大成本更低并能在不影响舰上其他系统的情况下安装新武器。其中独立的燃气排导系统采用同心筒式发射装置。同心式发射筒的结构非常简单,它由内筒、外筒、半球型端盖、底板和支撑内筒的纵梁等5个基本构件组成。导弹发射时,高温高速的燃气通过发射筒底板上的开孔进入半球形端盖,并在其中折转180°进入内外筒之间的环形间隙,并从中排出。通过改变底板上孔口的大小可控制燃气排放产生的推力。每一个同心筒发射装置都是一个完整的发射系统。由于采用独立的燃气排导通道,导弹发射时互不影响。我国通用化垂直发射装置完全可以借鉴其设计方案,热发射筒为同心筒结构,冷发射筒沿用原有设计方案,两种发射筒共架实现“冰火交融”。

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我们的海军还是处于初级阶段是一支近海力量没有远海力量就是说我们不是蓝水海军,我们再九十年代没有大型的水面舰艇,只有几首从俄罗斯引进的现代级大型通用型驱逐舰之外并没有大型水面舰艇在4000吨以上的舰艇,虽然在那个时候现代级是俄罗斯比较先进的驱逐舰,也结了中国海军的燃眉之急,但是我们并没有像美国海军那样的阿里伯克级导弹驱逐舰,阿里伯克级驱逐舰是用的垂直型的对MK1型的垂直发射器能否发射标准航空导弹和战斧式巡航导弹可以航空和对地面原理海洋的陆上目标进行精准的外科手术式的攻击,堪称是美军的法宝,您可以看历次美军的袭击都是在夜里,通过实现的侦查将目标坐标输入系统一按按钮发射就行了。我们现在最新的52D型驱逐舰可以说是以阿里伯克级驱逐舰为蓝本的,但是在雷达探测方面和动力方面毕竟有很大的不足,主要困扰我们的是大型的汽轮机就是舰艇的发送机,我们没有通用公司那样的可以研制先进汽轮机的公司,很大的制约了我军海军的吨位及远洋能力。

road2006 2012-10-11 10:52

所以嘛,才要偷偷摸摸制造航母,就是为了互补啊

jxgalsh 2012-10-11 11:04

最近媒体上对052D可以说是一片褒扬之声,一方面,中国的造船工业已经达到了一个相当高的水平,这是不争的事实;另一方面,可能是与辽宁舰的正式服役有关。大家知道,航空母舰只是一个作战平台,与之相匹配的还得有负责对空警戒、反潜等相关的辅助舰。052D无疑就是为辽宁舰服务的。其强大的火力及侦察设备,可以完全担负起辽宁舰的警戒任务。

就052D的整体实力来说,可以说是达到了一定的水准。回想上世纪末,出于造船业的短板制约,我们无法拿出令海军满意的大驱来,只能是花银子从老毛子那儿购入了四艘“现代”级,靠其来与日本海军对峙。052D的横空出世,标志着那时的烱态已经是一去不复返了。

65321234 2012-10-11 23:22

中国海军强大是必然的
我相信中国海军会保护好中国利益的

xiao4000 2012-10-16 00:23

标题

用来和我们的航母主成一个让小日本看了就怕的编队,让他在嚣张

houjunhao 2012-10-16 01:18

无论如何,支持祖国。但是,在我最想捐献点心意给解放军造航母时,她居然横空出世了。感觉和我的关系又小了一点。
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