图说海军|“盾牌”级快速攻击艇,隐身性无与伦比的挪威双体战船

原标题:图说海军|“盾牌”级快速攻击艇,隐身性无与伦比的挪威双体战船

2013年4月29日,随着“盾牌”号重新交付,挪威海军6艘“盾牌”级快速攻击艇至此全部服役。在历史上,挪威皇家海军很早就装备了快速巡逻艇,可追溯至1873年。桑尼克罗夫特造船厂建造的蒸汽动力快艇“迅速”号于当年服役。这一悠久的历史使挪威皇家海军一直走在快速巡逻艇发展的前沿。自那时起,快速巡逻艇就成为挪威国防体系不可或缺的组成部分,挪威皇家海军也随着时代的发展对快速巡逻艇的设计不断进行改进。不过,过去的快艇与目前的最新型并不能同日而语。最新型快艇采用的设计在许多方面都可谓别具匠心。

▲ 图为第1艘量产型“盾牌”级快速攻击艇“风暴”号,摄于2008年9月,该艇正在卑尔根沿海进行交付前的舰炮射击测试。

设计:船体结构与隐身性能

无疑,“盾牌”级快速攻击艇最显著的设计特点是其创新性地采用了双体气垫船的船型。它是一种长47.5米的双体表面效应船船体,由夹层结构的纤维增强塑料建造而成,从而减小了船的总体重量。这种材料能够吸收由强烈撞击造成的冲击力,因而能够最大程度地减少对船体结构造成的损伤,同时也就降低了维修成本。纤维增强塑料还赋予船体超强的浮力,使船很难发生沉没。此外,对于采用此种材料的船体,可使用特别研发的技术对大多数类型的损伤(从材料迭层上的表面刮伤到板架及其底层结构上的重度损伤)进行快速修理。另一个值得关注的特点是安装了甲板底层供热系统,防止甲板积冰。在建造该级艇时,乌莫·曼达尔造船厂获得了塞曼复合材料树脂灌注成型工艺的技术授权。该工艺使用树脂传递模塑技术,在真空环境中将液态树脂固化成型。这种工艺可生产出极高品质的可重复使用复合材料,几乎不会产生挥发性有机化合物。

自该项目伊始,隐身能力就一直是项目办公室关注的一个关键指标。其设计能够最大程度地减少所有可探测特征。对船体水上部分的外形进行了很好的控制,不存在90度角,船体和上层建筑采用小倾角设计,使射入的雷达波发生偏转。上层建筑具有高度低、外形圆滑的特点,安装在其顶部的装备布局合理,尽可能隐藏在艇体内,上层建筑上还大量使用了消声涂层。燃气轮机进气口与垫升风扇被一层雷达波吸收网覆盖,舰桥窗采用雷达波吸收材料,所有的舱口均采用埋入式设计,以减小雷达散射截面积。出于同样的考虑,还为76毫米/62倍口径舰炮提供了一个隐身罩。9.6米高的主桅完全由碳纤维制成,横梁和支承结构也采用了相同的材料。

▲ 这张拍摄于2011年9月的照片清晰的展示出完全由碳纤维原料建造的76毫米口径Oto Melara舰炮的隐身罩和9.6米高的桅杆。

燃气轮机排气口处安装了海水冷却装置,使红外特征降至最低;出水管埋入双船体间的气垫中,并一直通向艇艉。与此类似,得益于所使用的纤维增强塑料,“盾牌”级的声学特征也得以降低。这种材料的声阻尼特性对结构噪声能够起到较强的抑制作用。此外,喷水推进系统所产生的水声特征也很小。对双船体入水部分的材料成分进行了改进,使船体抛光面更加“顺滑”,从而减小了流体阻力。

在海湾和群岛等濒海水域的使用需求还促使北欧海军成为当今视觉隐身与保护色技术的领头羊。在对挪威地形色彩进行全面研究和试验之后,“盾牌”级快速攻击艇的迷彩涂装方案被最终确定;科学家对挪威多个地区进行了考察,记录了一年不同时段的色彩变化。最终确定的涂装方案还采用了高吸收率的红外吸收涂料,大幅降低了舰艇的光电特征和视觉特征。因而,当“盾牌”级隐匿在海岸线附近水域时,将很难被发现,能够在近距离对敌方发动攻击而不被发现。另一个重要优势是该级艇能够进入其他船只不能进入的浅水水域。约75%的排水量“悬在空中”,吃水仅为0.9米,使得该级艇能够在近岸浅水水域安全航行,同时还能保持极好的耐波性。

平台管理系统

“盾牌”级装备了先进的L-3 MAPPS综合平台管理系统。该系统的多功能控制台带有高分辨率彩色显示屏,能够以简易图形的形式显示出舰艇各机械设备和系统的运转情况。这一高度自动化的平台管理系统包括康斯伯格公司提供的综合舰桥系统,以及燃气轮机数控系统、综合战损控制系统、装备监控系统(兼具振动监控能力)和数字化闭路电视监控系统。系统整体采用模块化设计,将分布广泛、智能互联的电子设备连为一体,使艇员在艇上某些特定位置就能控制、监视和操作所有机械、电子和应急系统。

▲ “盾牌”级快速攻击艇设有主机械控制室和备用机械控制室,它们同时也是损管控制站。两个控制室内均提供可接入高度自动化的L-3MAPPS综合平台管理系统的接口。

损害管制是挪威皇家海军重点关注的一个问题,尤其是防火是其主要关注点。2002年11月,“奥克索伊”级猎雷艇“奥克拉”号发生了重大火灾。挪威皇家海军从此次事故中吸取了教训,并将其中许多经验应用到了“盾牌”级快速攻击艇的设计中。整艘艇被分为6个气密和水密隔舱,设有2个机舱,每个单船体各一个。当其中一个机舱无法工作时,整艘艇仍能继续航行。每个机舱都被耐火绝缘材料密封,安装了哈洛特隆公司生产的Hi-Fog水雾灭火系统。艇上还分别设有主损管控制站和备用损管控制站,每个控制站都可接入L-3 MAPPS综合平台管理系统中的综合战损控制系统。该系统能够即时提供舰艇的各种状态信息,使艇员能够在极短的时间内做出反应。

动力系统

“盾牌”级最初设计使用的是柴-燃交替动力系统。然而,挪威皇家海军后来决定将其更换为全燃联合动力系统,该系统依靠2台普拉特·惠特尼ST18M和2台普拉特·惠特尼ST40M燃气轮机,为2部卡梅瓦80S2喷水推进器提供驱动力。每个单船体中的动力装置都由2台燃气轮机、1部喷水推进器和1个减速箱构成。装备的燃气轮机分别由ST18和ST40燃气轮机发展而来,针对海上环境下的使用要求进行了改进。燃气轮机的改进并将其整合为结构复杂的全燃联合动力系统经历了一个十分艰难的过程,但这确是值得的,在不同航速和运行环境下,该系统都表现出了较强的性能和较好的燃油经济性。“盾牌”级续航力为800海里/40节,自持力约为8天。选择喷水推进器作为主推进系统的原因在于,它不仅产生的噪声小,吃水深度要求低,而且机动性很强。

▲ “盾牌”级的原型艇现已按量产型的配置进行了升级改装。其中最显著的是,该艇将原来的柴燃交替动力系统换成了量产型上安装的全燃联合动力系统,后者包括2台普拉特·惠特尼ST18M和2台普拉特·惠特尼ST40M燃气轮机。还安装了全套的武器与传感器。2013年春,重新服役。图为该艇参加北约“寒冷反应2014”演习的画面。

表面效应气垫由VT海上动力设备公司生产的稳控系统控制。其中包括一个驾控系统,用于控制气垫的气压。2台800千瓦的垫升风扇在位于艇艏的2台MTU 12V 183TE92柴油发动机的驱动下,在两个单船体之间形成气垫。艇艏的“手指”形柔性橡胶气封装置和艇艉的“袋”状气封装置可防止气体从两个单船体间的气垫中外泄。通过艇艉的排气口与气封控制系统,以及垫升风扇的可变形进气口,能够对气流和气垫气压进行控制,尽可能减小纵摇和垂向加速度,从而提高舰艇的耐波性。可控气垫加上喷水推进器,使“盾牌”级既易于操控,又具有极强的适航能力。这是对舰艇高航速和舒适性的有机结合,或者说是对二者的平衡。该级艇具有很好的耐波性,在3级海况下,航速可达45节,而在1级海况下,航速可达60节。2012年中期,设计评审结束时,在艇上安装海上补给设备的决定被批准,使得该级艇拥有了更久的自持力。

▲ “盾牌”级利用2台垫升风扇对气垫充气,在2个单船体间形成“气袋”,通过对“气袋”的气压进行控制产生表面效应气垫。艇艏的柔性橡胶气封装置和艇艉的袋状气封装置可防止气体从2个单船体间的气垫中外泄,同时,艇艉两侧的2个排气口可用于调控气压。三图分别为艇艏“手指”形橡胶气封装置、2个单船体间形成气垫的空间和艇艉圆形排气口。

作战管理系统

“盾牌”级装备了SENIT 2000作战管理系统及相配套的KD 2000多功能控制台。它是法国“夏尔·戴高乐”号航母上装备的SENIT 8系统的衍生型。不过,SENIT 2000系统是专为近岸作战而设计的,主要侧重对反水面战武器、被动探测和战术数据链的管理,以及对“突现”的空中威胁做出快速反应。

SENIT 2000系统由法国造舰局和康斯伯格公司共同研发,将现有的功能集成到一种新的开源架构中。该架构建立在PowerPC处理器和Linux操作系统的基础上。它提供的处理能力使该级艇与护卫舰的处理能力相当。该作战管理系统设有5个控制台,每个控制台配有新一代多功能LCD平面显示屏。据称,这是首次在军舰的作战信息中心内应用此项技术。

SENIT 2000系统拥有所有作战管理系统的常见功能,包括对武器、传感器、数据链和导航设备的管理。它可以调用功能广泛的决策辅助系统,后者可进行任务的规划与执行,而且还储存有情报、制图、电子支援和光电探测所需的数据库。该系统还包括许多实时记录与任务讲评设备,能够为单人、多人和中队级提供全面的艇上模拟操作训练。此外,该系统额外提供的第6个控制台可用于安装挪威特有的指控系统。

武器系统

▲ 2012年10月10日,在安岛测试中心,康斯伯格防务与航天公司研制的海军打击导弹首次在“盾牌”级上进行了试射。图为“窥探”号发射该型导弹的画面。“盾牌”级安装有2座四联装发射器,在导弹发射时,发射器升出艇外,发射完成后,收回艇内,导弹尾焰从艇艉的长方形开口处排出。

对于近距离目标的打击,挪威皇家海军原计划为其配备1座57毫米舰炮,但后来又决定安装奥托·梅莱拉公司生产的火力更强的76毫米/62倍口径超速型舰炮。该型舰炮口径更大,这一改变就需要使用一种强度更强、柔韧性更好的复合材料结构,以吸收由其产生的冲击力。该型舰炮每分钟射速120发,在反舰模式下,能够打击16公里(约9海里)外的目标,在防空模式下,射程则为5 000米。

▲ 2013年6月,“险峻”号和“火花”号参加了海军打击导弹的试射。期间,退役护卫舰“特隆赫姆”号作为靶船,被“险峻”号发射的一枚导弹击沉。

“盾牌”级还装备有1个便携式防空导弹发射器,用于发射“西北风”舰空导弹,射程2.2海里,战斗部重3公斤;还装备有2挺12.7毫米机枪和一座莱茵金属MASS干扰弹发射器(Multi Ammunition Soft-kill System,MASS,多频谱干扰弹软杀伤系统)。后者是一种由轻质碳纤维材料制成的自由转动式隐形发射器,可装填32枚射弹,通过逐个错时发射的方式,逐渐将敌方反舰导弹和制导射弹诱离其预定打击目标。干扰弹采用可编程设计,能够针对电磁频谱内各种波长的电磁波提供全方位保护,包括紫外线、电光、激光、红外线和雷达波。无论发生纵摇还是横摇,发射器都可保持恒久稳定。

至2015年,挪威计划为“盾牌”级安装康斯伯格公司生产的127毫米“海洋守护者”全稳定型遥控舰炮。该型舰炮可自动跟踪目标,能够采用多种火控解决方案。独特的独立随动轴使传感器跟踪目标的同时,可进行武器弹道的修正。从长远来看,挪威皇家海军将会为“盾牌”级装备性能更强的防空导弹,倾向于选择可与海军打击导弹使用相同发射器的导弹。

▲ 图为“射击”号舰桥结构的近景。舰桥正前方可看到1座MASS干扰弹发射器,顶端安装有萨博CEROS-200雷达和光电指挥仪。碳纤维桅杆的低层平台上安装有泰勒斯MRR-3D-NG多功能雷达,高层平台上安装有1部导航雷达。桅杆顶端安装有萨基姆VIGY-20光电火控系统,其正后方的柱状物为ES-3701电子支援系统的天线。

通信系统

“盾牌”级上安装的尖端通信系统由德国航空航海系统公司提供。该通信系统包括高频、甚高频、特高频无线电通信和卫星通信,还可支持北约LINK 11和16数据链通信。这种通信系统方案的设计十分合理,通信质量得到保证的同时,布局又十分紧凑。自2014年中期,“盾牌”级将会装备泰勒斯公司的SURFSAT-S卫星通信系统,该系统既可与国际海事卫星和铱卫星等民用通信网络联接,又可与军事卫星相联。“盾牌”级艇员可通过整个通信系统将总体作战态势进行安全共享,从而开展密切协同作战。

“盾牌”级可遂行多种作战任务,既可在濒海水域,又可在“蓝水”水域作战。虽然设计用来在挪威濒海水域巡逻,但是事实已经证明,该级艇是挪威皇家海军最具灵活性的舰艇。尤其是在装备了尖端的通信与传感器系统后,它们能够在国际行动中做出巨大贡献。正如“盾牌”号在美国部署期间所展示的那样,“盾牌”级甚至可执行长期的域外部署任务,最高可达60节的航速使其在欧盟或北约的反海盗行动中能够发挥巨大作用。总而言之,“盾牌”号及其姊妹艇是一种航行速度快、作战能力强、互通性高的通用作战舰艇,可遂行多样化任务。

▲ 图为正在进行海试的“风暴”号。

《世界舰船视觉百科全书》

作者:克里斯·马歇尔

译者:西风

出版社:海洋出版社

从希腊三列桨战舰、罗马战船、维京长船到中世纪的十字军的柯克船、盖伦船和战舰,再到现代的潜艇、航空母舰、巡洋舰、驱逐舰和护卫舰——人类从萌芽时代造出的舢板一直到纵横四海的艨艟,历史中所出现的舰艇和船只们都吸引着历史研究者和爱好者们的眼球。本书用1200副精美的全彩插图,生动地描绘自远古时期至今,在不同时期叱咤海上的重要及著名船只,并通过对舰船数据和航行生涯的全面剖析,全方位地展示了众多著名船只的全貌。此外还对所涉及舰船的详细尺寸、吨位、性能参数、开工及下水时间、武备(限军用船只)进行了详尽描述,并对船只的服役生平和最终命运给予了简单介绍。返回搜狐,查看更多

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