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有没有科普专家科普一下法国追风级护卫舰

发布时间:2019-08-07 14:33 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部进入21世纪,法国舰艇建造局(DCNS,原DCN兼并泰利斯法国海军业务后的新集团)新近推出的“追风”系列舰格外引人注目。整个追风系列护卫舰由120、170、200三种型号组成,采用相同的结构设计和不同的任务模块,排水量分别为1270、1700、1950吨。这就为用户提供了足够的选择余地,可以根据需要选择作战和平台系统(包括推进系统),也可方便地进行升级改进。追风级为欧洲第一型专用濒海战斗舰。

  21世纪酝酿着轻型护卫舰革命。随着海洋世纪的到来,各国对资源的争夺已从陆地转向海洋,更多的国家将注意力转向本国的近海区域。特别是对于一些中小国家而言,近海区域是国家经济的重地,也是国防防御的重点。其海军肩负的使命无非就是保护近海区域的海洋资源和经济利益,打击日益猖獗的走私、贩毒、海盗、反恐等活动。面对这些不断增长的新使命需求,又受制于有限的采购经费,各国海军都希望能够用一型舰艇承担多种使命,既能够在濒海区域具备一定的作战优势,也能够在各种条件下执行近海防御、海上巡逻等任务。为此价格相对较低,且可以承担多种任务的海上多面手——轻型护卫舰成为中小国家海军的理想选择。德国MEKO级轻护舰的热销就足以说明轻护舰在国际上巨大的市场潜力。

  另一方面,进入21世纪以来,随着西方海军强国逐渐将战略重点由大洋转向濒海,相对灵活的轻护舰开始受到追捧,新的型号和设计不断涌现。其中,法国舰艇建造局作为一家集舰船设计、研发和建造于一体的军工巨头,DCNS非常善于发掘和把握市场机会。2004年,DCNS向法国海军提出了开发“追风”系列护卫舰的计划,其任务设定是在复杂濒海环境执行海域巡逻搜救、支持舰队作战、攻击敌方水面舰艇、反潜等任务。当然,它并不是专为法国海军设计的,而是一种主要面向国际市场的出口型产品。随着新总统萨科齐的上台,法国海军敦促DCNS加快了这一符合政府关于武装力量改革新思维的项目研发。

  面对目前国际轻护舰市场的激烈竞争,DCNS的新产品除了在设计思想上必须超前外,价格上也要有一定优势。但俗话说,“好货不便宜,便宜无好货”,为此,必须在性能与价格的“博弈”中找到最佳的平衡点,而这正是法国人设计追风级轻护舰的核心理念。该级舰广泛采用了拉斐特级护卫舰的成熟技术,但在总体设计上仍不乏创新。

  该级舰的舰体设计简洁紧凑,其上层建筑与拉斐特级护卫舰有些类似,都采用侧壁内倾和干舷部外倾设计,消除了所有露天的两面角和三面角,以避免敌方雷达入射波反射。由于采用单个封闭式综合桅杆,减少了上层建筑上的各种电子设备布置,使得整个上层建筑简洁而有序。该级舰的舰桥巧妙的与上层建筑相融合,使之成为360度全景舰桥,在舰桥前部是隐匿在主甲板下的导弹垂直发射系统以及位于舰艇首部的舰炮。在舰首甲板上也没有明显的锚链机械设备。该级舰还同时在前后甲板采用了封闭设计,放置无人潜航器或无人水面艇的舱室入口均遮以反射网,导弹则布置在甲板下方。另外,在舰艇尾部还配备有直升机甲板。

  为降低红外信号,追风级取消了传统的烟囱,而是用海水先将发动机排出的废气冷却,然后通过水线以下排放口排出,相较于拉菲特级采用不易产生红外辐射的玻璃钢来制造烟囱,再涂以一种低辐射涂料的方法,追风级“不仅治标、更要治本”的措施显然效果更好。此外,该级舰的前、后发动机以及柴油发电机产生的废气,首先将由海水注入系统进行冷却,然后再从水线或者水线以下排放。其中后发动机的废气经冷却后将被导入中央助推器,从而避免了推进系统产生的烟雾排向直升机甲板。追风级还利用弹性材料将舰壳与主发动机、柴油发电机及大多数噪声设备相隔离;精心布置管道与电缆,尽可能避免机械设备的振动传至舰壳;必要时采用柔性液压管道;优化舰艇外形设计,从而将航行时的噪声降到了最低限度。由于濒海作战将不可避免的遇到敌方水雷的拦截,因此该级舰安装有M、L和A型三种消磁环以降低磁信号。

  追风级设计上的一大创新是倾斜封闭式导弹发射装置。到目前为止,包括拉斐特级在内的大部分护卫舰反舰导弹发射装置都是采用倾斜20度固定发射架。这种布置方式的最大缺点是增加了整个舰艇的雷达信号特征。与拉斐特级的“飞鱼”导弹发射装置布置在上层建筑的中部不同,追风级的反舰导弹发射系统布置在上层建筑前侧,并且可水平放置在甲板下。当需要发射反舰导弹时,发射装置可以抬升一定角度发射。这种设计不仅有效降低了舰艇的雷达信号特征,也使得发射装置可在波涛汹涌的海上得到很好的保护。

  作为轻型护卫舰,追风级选择了中口径的奥托-梅莱拉76毫米或博福斯57毫米舰炮系统,用于濒海支援、反水面或防空作战;此外,该级舰还安装有30毫米防空速射炮。这种武器搭配模式充分保证了其作为轻型濒海舰艇的任务弹性。

  三种型号的追风级均可配备16枚马特拉MBDA海军型“米卡”导弹。其中,170和200型采用DCNS的“席瓦尔”垂直发射系统,用于发射射程更远的“紫菀”15舰空导弹。此外,200型还可使用增程型“海麻雀”舰空导弹,但需要在舰桥前部和后部分别安装I/J波段火控照射雷达。

  近海作战将面临十分复杂的水下环境。为此,追风级护卫舰安装了避雷声呐(“追风”200为艇壳反潜声呐),该声呐采用了可伸缩设计,必要时还可提供独立的导航功能。鱼雷探测系统是一种候选的自卫手段,一旦选用,诱饵发射器将配用声诱饵弹。200型追风配有变深声呐和2具三管鱼雷发射装置,提供了较完善的反潜能力

  追风级设计上的最大的特点就是淘汰了拉斐特级前后桅的传统设计,代之以一个先进的综合封闭式桅杆,这种单桅设计的主要优点是省出了大量上层建筑空间,既有利于隐身,也为在不大的舰体上安装更全面的武器系统提供了方便。拉斐特级在前桅上安装有红外探测器、卫星通信、雷达侦察等设备,在后桅杆上安装了“海虎”MK2对空/海警戒雷达。这种设计的主要目的是避免设备之间电子信号的相互干扰。现在DCNS已经成功解决了电磁兼容问题。新型桅杆的结构分为上下两部分。下半部分是可承受一定重量的圆锥形雷达罩,其内容纳了一部C波段对空监视和目标指示雷达。由于圆锥形雷达罩的独特设计,不仅有效保护了雷达免受海上环境的侵蚀,也使C波段雷达线度旋转探测,不留下探测盲区。同时,倾斜式圆锥面减少了雷达信号反射特征,提高了舰艇隐身性能。为支撑整个上半部桅杆的重量和运动感应载荷,DCNS正在为圆锥形雷达罩开发一种新型复合材料,新材料具有足够的强度和厚度,还可确保雷达波透过雷达罩后不发生衰减。在桅杆上半部则安装了电子对抗装置和高功率宽带通信天线。

  封闭式综合桅杆中集成了各种功能的雷达电子设备。如导航雷达主要提供导航和水面战术态势信息;C波段三坐标雷达则是舰艇在濒海环境下获取空中战术态势信息的主传感器;电子支援系统作为无源措施,可成为强电磁环境下探测手段的有效补充,或在一般情况下对空中目标提供更好的识别能力。

  需要特别指出的是,追风级利用先进的SETIS战斗管理系统,将上述武器和传感器的功能有效融合在一起,使其战斗系统具备了高度集成化的特点。SETIS属于最新一代的舰艇战斗管理系统,以DCNS的SETIS系统和泰利斯的TAVITAC系统为基础,并大量引入了多种前沿信息网络技术。其主要部件包括多功能操控台、大型彩色显示屏、计算机以及将各种武器和传感器连接起来的专用数据线,这些部件通过DINNA网络完成信息交换。事实上,采用国际标准和互联网协议的DINNA网不但可以完成一艘舰艇上不同系统之间的信息交换,还可以完成不同舰艇系统之间以及舰艇与外部环境之间的信息交换。

  追风级轻护舰可根据用户的需求选择多种动力系统。如追风170型要求24兆瓦的功率航速才可以达到30节,它既可采用6台4兆瓦的主机,也可采用4台6兆瓦的主机。鉴于喷水推进技术在濒海条件下具有便于布局、高速航行时效率高、舰艇吃水浅且机动性高等优点,DCNS在分别考察了使用2个、3个、4个喷水推进器对重量、成本、布局和效率的影响后认为,追风级使用3个喷水推进器最适合,可分别发挥“控制”、“反向”和“助推”功能。

  推进系统的各部分分别置于三个舱室中,即喷水推进舱、后主机室和前主机室,追风200型还另设一个专用传动室。这种设计有助于提高舰艇的生存力,即使某一舱室发生损坏,也不至于令整舰彻底瘫痪。与机舱通常布置在舰艇中后部,而将生活和居住区布置在舰艇前部不同,追风级将所有与推进有关的设备都集中布置在尾部,由于减少了复杂的推进轴系,因此舰内空间大幅增加。

  推进系统目前有两种方案可供选择。一是CODAD(全柴推进)方案,也是基本方案,基于三个独立的驱动系,提供超过30节的航速。位于中央的驱动系由三部分组成:1或2台柴油机,1个传动箱,1套传动轴(驱动控制和反向喷水推进器)。两侧的驱动系每个也由三部分组成:2台柴油机,1个传动箱,1套传动轴(驱动助推喷水推进器)。二是CODAG(柴-燃联合推进)方案,提供35节航速。这一方案的主要挑战是如何将燃气轮机应用于小型舰艇。LM-2500或MT-30等大型燃气轮机对于该系列来说尺寸偏大,而且这些大功率燃气轮机排出的废气较多,难以完全冷却。所以,TF-100或ST-40等小型燃气轮机成为最佳选择。

  在推进终端方面,拉斐特级使用螺旋桨推进方式航速仅为25节。而追风级采用的喷水推进模式可达30节以上,近海作战时在速度、机动性、吃水等方面更加具有优势。为了防止喷水推进控制出现故障,舰尾还安装了一套稳定系统用于操纵舰艇。这套系统由两对稳定鳍,外加一个减阻装置组成,可减少舰艇的阻力以及纵摇。这一点与拉斐特级安装的一套自动化平台稳定系统相似。拉斐特级利用这套系统通过控制舵叶和减摇鳍的组合作用,不仅能控制舰艇的横摇运动,还可控制舰艇的横荡和首摇运动。

  通过上面的技术解剖,我们可以发现追风级轻型护卫舰之所以吸引众多眼球,主要得益于其设计上几个突出亮点:

  其一是在布局方面。它将整个推进系统布置在舰艇尾部,武器装备(如主炮、导弹垂直发射系统)位于舰首,舰艇中后部则为生活和居住区,这是一种颇具人性化的布局,可以确保舰员在进餐、休息或娱乐时免受噪音影响,同时远离武器和弹药等危险区。舰桥可提供360度全景观察,非常方便观察者监视舰艇周围动向。精心确定了武器和传感器的位置,在确保舰员安全的前提下,使之获得最大的覆盖范围,且导弹垂直发射系统的纵向位置可最大限度控制导弹发射时喷流泄露的影响。

  其二就是集成桅杆。现代作战舰艇往往配备各种先进的传感器,并且其中许多需要有全向工作范围,如告警接收机和多功能雷达。该舰采用集成桅杆,为所有传感器提供了360度覆盖范围。另外,该舰借助于集成桅杆为电子支援接收机和高功率宽带通信发射机提供天线罩,有效缓解了电磁干扰问题。

  第三,该级舰上层建筑部分采用复合材料,尺寸也被有效限制,尽可能地减少了雷达反射截面。综合采用的声、光(热)、电、磁信号抑制手段使其综合隐身效果领先全球。

  除此之外,追风级研制人员的一些细节考虑也让人赞叹。如鉴于高速圆舭舰型能在整个航速范围内提供最佳动力性能,其采用了这种传统舰型,但为了达到最佳效果,研究人员还是利用计算流体力学对其进行了优化。再者,为解决动力平衡问题,防止航行阻力增大,该级舰引入了可动扰流板,确保在高航速范围内(20-35节)实现最佳动力平衡,在巡航速度下减小航行阻力,同时有助于减小纵倾。最后,为增加稳定性,追风级在舰尾设置了稳定系统,该系统包括两对鳍外加一个钢制减阻装置,后者可减少舰艇航行时的阻力和纵倾。

  DCNS在设计拉斐特级护卫舰时提供了三种型号,即基本型、防空型和反潜型。基本型和防空型是法国海军目前使用的型号,而反潜型只供出口。在设计追风级时,DCNS继续沿用了这一思想,也推出了三种型号(120、170、200)以满足国际海军用户的不同需求。

  120型(3级)追风级120型舰长80米,宽12.3米,吃水3米,舰员50名,另外还可承载10人的特种部队。适应于近海的中低强度作战,如反潜搜索、海上警戒、近海攻势防御、特种战支援等任务。120型采用了与拉斐特级相同的高功率密度柴-柴联合动力装置(CODAD),驱动喷水推进器,航速超过30节,续航力为2000海里/15节,自持力10天。舰尾的飞行甲板上可搭载一架5吨级直升机或无人机。限于舰长,在舰尾没有安装固定的直升机机库,但可以根据需要安装一个可伸缩式机库。

  相对120型舰1250吨左右的排水量,其配备的武器装备已经是非常强大了。除反舰导弹外,该型舰安装了16枚“米卡”防空垂直发射型导弹、1门博福斯57毫米舰炮。侧重点是反舰和防空,反潜能力和反水雷能力略显不足。当然,不能奢望1000吨级的舰艇具备所有作战能力,这也是不现实的。

  170型(3级)170型舰长95米,宽14米,吃水3米,舰员65名,另可载15人的特战队员。该型舰的舰长增加了15米,除了飞行甲板外还安装了一个固定式机库,可供5吨级直升机或无人机作业。由于舰长的增加,170型舰上的空间也有所增加,可搭载无人艇、水下无人航行器等。其中水下无人航行器弥补了120型舰反水雷能力和反潜能力不足的弱点,使得170型轻护舰的作战能力更加全面。

  该型舰动力装置与120型相同,速度也可超过30节。由于排水量的增加,170型舰的续航力和自持力都有所增加,续航力达到了3000海里/15节,自持力也大于20天。

  170型比120型的火力要强大不少,安装了奥托-梅莱拉76毫米舰炮。舰空导弹发射装置也做了一些调整,将“米卡”垂直发射系统换成了著名的“席尔瓦”垂直发射系统,可发射“紫菀”15型舰空导弹。“紫菀”15最大射程为30公里,射高13公里,比120型舰配置的“米卡”导弹性能要好很多。

  200型(3级)200型舰长103米,宽14.2米,吃水4.5米,舰员70名,也可另载15人的特战队员。该型舰的推进系统具备了更多选择,可采用全柴或柴-燃联合动力,驱动喷水推进器,最大航速可达35节。虽然在排水量上有所增加,但200型的续航力和自持力与170型相比并没有变化。

  200型的武器装备最为全面。除了可以发射“紫菀”15型舰空导弹外,还可发射“紫菀”30型区域舰空导弹,其射程可达80公里以上。舰上还安装了舰壳反潜声呐以及轻型鱼雷发射装置,从而真正具备了攻势反潜能力。

  为了满足一些美式装备国家的需要,追风级200型还可使用包括增程“海麻雀”舰空导弹在内的多种美式装备。不过需要对舰上纯法国血统的综合作战系统进行改进,并安装相应的传感器。如果用户强烈要求,200型舰甚至可换装美制MK-41垂直发射系统。当然这需要对MK-41的尺寸进行适当修改以适合追风级的设计。

  200型舰的舰尾同样有飞行甲板,可供10吨级直升机或无人机作业(如NH-90),舰上安装了固定机库。与170型相同,200型也可搭载无人艇、无人水下航行器进行近海反潜、反水雷、反密集快艇的作战。

  由于近海环境的特殊性,作战舰艇极易受到来自空中、水下、水面全方位的威胁。在空中,可能会遭到陆基巡航导弹、反舰导弹的攻击;在水下,可能会遭受水雷、鱼雷的攻击;在水面,可能会遭受大量的小型舰艇,特别是导弹艇发动的集群攻击。为此,反潜、反水雷和反艇作战是近海作战舰艇的三大主要使命。从追风级舰配备的标准化武器装备来看,基本上能够满足三大主要作战使命,特别是对于一些中小国家而言,追风系列舰完全能够满足其低烈度的濒海作战需求。

  在濒海作战或者于近海执行警戒或反恐等任务时,要求濒海作战舰艇具备较高的速度才能满足海上快速缉拿的需求。目前,护卫舰的航速一般在25节左右,随着美国濒海战斗舰(护卫舰级别)采用三体和半滑行单体舰型,将近海战斗舰艇的航速提高到45节以上,提高航速将是未来护卫舰发展的一个重要趋势。追风系列舰也紧紧把握住了这一潮流,将最大航速提高到了35节,考虑到追风级采用的是常规排水舰型,能够达到这一航速已经是相当不错了。

  濒海作战的一大特点就是海岸线地理环境的限制,这要求濒海作战舰艇吃水不能太深。这一点上,追风级似乎有些欠缺,就拿200型轻护舰来说,排水量仅为1950吨,吃水却足有4.5米,而拉斐特级满载排水量达到了3600吨,吃水仅为4.1米,美国的半滑行单体濒海战斗舰排水量为2840吨,吃水仅为3.7米。不过追风级的喷水推进方案则在很大程度上缓解了这一问题。

  世上没有完美的东西,舰艇设计也一样。正如人们所常说的,“适合自己的才是最好的”。选择购买昂贵的现代化舰艇要考虑自己国家的实际作战需求和作战环境。“追风”这股法兰西的“时尚海军”之风是否在全世界刮的起来,当然还有待市场检验。不过仅从法国人的装备发展理念来看,其针对性极强且富于创新的设计无疑是值得借鉴的。

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