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美国跟不跟?网曝055升级版,排水1.8万吨144垂发,设计实在胆大

2024-07-27军事

近日,哈尔滨工程大学的一篇硕士论文被曝光,似乎是一种驱逐舰的设计方案,这个方案可谓是十分的胆大。如果按照论文里的描述建造军舰的话,那么我们将会得到一个排水量1.8万吨、一体化桅杆、吊舱推进系统、拥有144垂发、备弹500多枚,并且配备有电磁炮、激光能武器的超级战舰,部分媒体认为这可能是未来055的升级方向。光是看配置,这就是一款妥妥的「怪物」战舰。

新一代驱逐舰的外观设计类似于现役的055型驱逐舰,外观设计有点像朱姆沃尔特,采用了高度集成和流线型的外观,外部设备大量减少,可以有效地降低雷达反射面积。相较于055,这款战舰的设计可能具备更强的隐身能力,但是其武力系统的配置更是残暴。但是看起来,这款战舰的设计,似乎有点走极端,就是将现有的高端武器装备都往上堆,虽然理论上有实现的可能,但是系统集成的难度可能会很大。

就像是手机一样,要考虑性能还要考虑能耗、散热等问题,发热会影响能耗,性能也影响能耗,这么多高端的需要用到电力的装备,对战舰内部的设计提出了很大的挑战。其实在这方面有一个著名的反例,那就是美国的DDG-1000——朱姆沃尔特。美国目前建造了几艘朱姆沃尔特,但是由于始终不能解决内部设计的问题,导致散热不佳,使得这款战舰数次遇到断电趴窝的情况。

战舰设计的极端——朱姆沃尔特

朱姆沃尔特级驱逐舰是美国海军原本想要采用的新型驱逐舰,设计目的类似于美国「下一代空中优势战机」,是为了在21世纪的海战中占据优势,这就导致美国疯狂地往上堆最新的技术,导致它具有很多的缺陷,而且经费节节攀升,目前一艘花大几十亿美元。而美国海军依然在索要经费,依然想要继续升级,继续对该舰艇进行更新的设计。

朱姆沃尔特 长度 约190米, 宽度 约24.6米, 排水量大 约14500吨,采用两台36兆瓦的罗尔斯·罗伊斯燃气涡轮发电机(MT30)和两台4兆瓦的燃气涡轮发电机(RR4500),总发电量为80兆瓦,使得朱姆沃尔特的最高 速度 超过30节,配备了80单元垂直发射系统(两座155毫米先进火炮系统,设计用于发射远程对地攻击弹,但由于弹高成本,目前该系统处于搁置状态多种防空、反舰和对地攻击弹。

其雷达和传感器也利用了美国最新的技术,包括AN/SPY-3多功能雷达,AN/SPY-4多功能雷达(双波段雷达系统,后期因成本原因取消SPY-4),外观采用隐身化的设计,大幅度减少了舰艇外露结构,使得雷达反射面积极小,外观呈现多面体设计,甚至还利用了吸波材料。这就使得这款战舰具备一定的隐身能力,在美国的设想中,这款战舰如果成功的话,将会是一款大杀器。但是事不遂人愿。

尽管朱姆沃尔特级驱逐舰在设计上具有许多先进的特点,但在实际应用中遇到了多种问题,尤其是在内部设计和系统集成方面。由于采用全电力推进系统和高功率武器系统,导致它发热严重,需要用额外的载荷来用于散热。然而,朱姆沃尔特级的散热设计并未达到预期效果,导致舰船在运行中多次遇到过热问题,不仅影响系统性能,还可能导致关键设备故障。

朱姆沃尔特级驱逐舰的全电力推进系统虽然理论上提高了效率,但实际使用中却频繁遇到电力系统故障。2016年11月,首艘朱姆沃尔特号在巴拿马运河通过时由于电力系统故障而瘫痪。大大降低了舰艇的可靠性;高功率武器系统(如计划中的电磁轨道炮和激光武器)对电力需求极高,长时间高强度作战情况下,能耗管理和能量回收仍是巨大挑战,这会影响到续航还增加了补给的负担。朱姆沃尔特的储能装置还达不到需求。

朱姆沃尔特级驱逐舰的设计采用了大量的新技术和新系统,这在提升战斗力的同时,也增加了系统集成的复杂性,多种先进系统在集成过程中出现兼容性和协同工作的问题,导致整体系统的可靠性和稳定性受到影响。在设计中,朱姆沃尔特也包括电磁轨道炮、激光近防武器系统和微波近防武器系统。此外,这款驱逐舰将配备80单元垂直发射系统,能够发射各种弹,包括防空弹、反舰弹和对地攻击弹。

中国在电力应用上具有优势

我们搞2万吨的超级驱逐舰,或许有一定的优势,我们的电力推进系统,目前是领先于美国的。我们多款舰艇利用了吊舱推进系统,将电动机和螺旋桨等推进装置集成在一个吊舱内,通过吊臂连接到船体外部,设计减少了船体内部的空间占用,减少了能量传递的损失,提高了推进效率。而且也减少了机械传动带来的噪音和振动,显著降低了船舶的噪音水平和红外辐射特征。

我们的093B型核潜艇、055型驱逐舰(燃气涡轮和柴电联合推进系统)、「雪龙2号」破冰船等,都采用了这种电力推进技术。而除此之外,我们还利用多种形式的储能系统,使得055的供能系统可以带的动多面有源相控阵雷达;福建舰的电磁弹射系统的储能技术更是先进,而且在能量输出方面很灵活,适应于弹射不同型号不同重量的战机。同时兼顾了各系统的供能和散热等需求,使得舰艇综合的能力相当优越。

拿055来说,综合电力系统整合了发电、配电和推进系统,能够在需要时动态调整功率分配,以满足不同的作战需求。在储能方面,055型驱逐舰采用了高效的电池系统,以应对瞬时高能量需求,而且还能平衡电力供应,还能在关键时刻为高功率武器系统提供必要的能量支持。例如,激光武器和电磁轨道炮等高能量武器系统在使用时需要瞬间大量电能,而高效的储能系统可以确保这些武器的可靠性和持续性。

在福建舰上,中国在电力系统方面的优势再次体现。福建舰是第一艘采用电磁弹射系统的航空母舰,电磁弹射系统利用电磁力将战机加速至起飞速度,其核心技术包括电动机、能量储存和转换装置。我们为这个电力系统配备了超级电容器,它允许短时间内储存和释放大量电能,满足高能量需求的战机弹射任务;还利用了飞轮储能系统,将电能转化为机械能储存在高速旋转的飞轮中,需要时再将机械能转换为电能输出。

这些技术可以转化,或许可以用于新一代的大型驱逐舰。战舰要做到防空、反潜、打击,需要更多的垂发系统,这是美国也十分强调的事情。因此,在设计未来的战舰时,垂发系统的数量很重要。055现在是118垂发系统,如果进一步扩增的话,按照现在的技术,055的体积势必需要增大一些。

得益于我们在电力系统方面的优势,我们可能先于美国打造出美国口中所谓的「下一代优势战舰」。实际上我们的055目前就很先进,综合配置已经超过了世界上所有的同类型军舰,在其基础上进一步升级的话,真的可能打造出一款属于未来的超级战舰。