通辽知名律师:054A护卫舰之细品与展望!(下）

新阶段过度舰1、054A的动力不足与对策一般来说，一艘舰上了4000吨位就属中型舰了。按照现在的观点，如果因技术原因柴燃联合动力装置CODAG搞不出来，无论如何也要用柴燃交替动力装置CODOG，才能够调和高速航行与低速低油耗的矛盾，并且提有良好的经济性与可靠性，其中续航力也比较大。实际上，在国际先进舰用动力装置中，已发展到柴电燃气联合动力装置CODLAG，而具体划时代意义的综合电力推进系统IEPS，也安装在英国45型防空驱逐舰上服役了。想得到一艘好舰艇，首先得有套好的动力装置，之后才能对症下药的选择船体线型。无论是二战时为追求高航速而采取的大长宽比，还是现行因重视耐波性推崇的小长宽比。只有如此，方能使舰艇在5级海况拉得出去，有较高的航速与较大的航程，且经济性良好。而再先进的雷达电子设备与武器系统，也得靠发电机所产生功率足够的持续而稳定的电能，才能发挥出应有的巨大作用。一艘舰艇的雷达电子设备与武器系统不先进，可以改装更先进的设备与武器。但如果其动力装置落后或性能不稳定，则基本上会放弃掉。因此，发达国家海军非常重视动力装置研究与生产，花费巨大的人力物力财力来保障其先进性与可靠性。并且都采取动力装置先于舰艇研制的做法。试想，没有通用电气(GE)老而坚弥的LM2500燃气轮机，何来强悍CG-47与DDG-51；没有R.R公司的WR21及其革命性的综合电推（IEPS）45型防空驱逐舰上的桑普森就是块废铁；没有皮斯蒂克的12PA6V280STC柴油机拉菲特级线型再漂亮隐身性再强，也注定会躺在土伦港孤芳自赏。反观我国，机械工业整体水平相对发达国而言差距不小，再加上曾经源于观念上的误区，对动力装置发展的重视程度低于对平台发展的重视程度。以至于落后的动力装置，成为长期挚约大型水面舰艇发展的瓶颈问题。为改变这种现状，从90年代开始，我国陆续分别从法国热机协会(S.E.M.T)与MTU柴油机公司引进PA6-280系列和MTU956/1163系列柴油机；从乌克兰引进了GT25000燃气轮机。以上几种发动机的国产化工作，分别在陕柴与西航公司顺利展开。与此同时，黎明公司利用FWS10派生的QD128型高性能舰用燃气轮机的工作也几近完成，相信几年以后将投入试用。而西航公司也在作利用FWS-9改进派生舰用燃气轮机的工作。但就目前而言，燃气轮只能保障大型导弹驱逐舰的需求。型号缸径(mm)额定转速(r/min)最大持续功率(kw)最大持续功率(ps)平均有效压力(Mpa)外形尺寸(长-宽-高)mm重量(T)6PA6L-280280/2901000177024001.9823607-1567-267811.28PA6L-280280/2901000236032001.9824445-1430-269017.2512PA6V-280280/2901000354048001.9824887-1797-30162116PA6V-280280/2901000472064001.9826052-2356-290624.1虽然发动机本身是主要的，但动力装置的一体化设计也非常重要。发动机进气系统与烟筒灵活高效布置及红外抑制、废气排放减少；机舱设备降噪、隔震；发动机与传动系统（减速齿轮箱与传动轴）及推进系统（螺桨、电推、喷水推进）的合理配置等均需通盘考虑。在这方面我国通过052/053系列舰已有就明显的进步，特别是柴油机的一体化设计已取得了较为丰富的经验，到最新研制054A时得以集中体现。因此，新阶段过度舰的动力装置仍然首选柴油机，但PA6-280系列显然不适于排水量加大后的需求。应该引进MTU8000系列来满足需求。以MTU800020缸柴油机为例，其简单技术数据为:8200 KW主机额定功率8200千瓦；单缸输出功率410千瓦；转速1150/分钟；每缸排气量17.35升；长7.4米,宽1.9米,高3.3米；重量不加润滑油的情况下43吨；油耗:在满负荷情况下,195克/千瓦/小时；主机大修寿命24,000小时。另外，MTU8000系列柴油机采用了MDEC电子管理系统，除能对燃油喷射系统、增压系统、进排气系统的有关参数进行协调，实现在各种工况时的优化运行外，还可对柴油机各系统及主要零部件的工作状态进行检测、对故障进行诊断及趋势分析。此外，它能通过接口纳入到动力装置的联合控制系统之中。从以上数据可看出其大功率、油耗低特性能满足新阶段过度舰使用频繁的特点。加上海军长期使用MTU1163系列产品作驱逐舰动力，已有较为熟悉其特性并建立起完整的维护保养体系。若陕柴能引进后加以国产化则更为有利。四台MTU800082柴油机可提供33000KW的总功率，利用054A现有的传动及推进装置所加改进，再适当加大长宽比（舰长加大到136米而舰宽保持在16.5米不变）那么让排水量增加到4500吨新阶段过渡舰航速达到28节左右的航速问题不大。2、隐身性能需进一步优化舰艇隐身性的好坏是确保舰艇在海战中先敌发现、先发制人的重要保证，也是提高自身生存能力的重要条件。在减少雷达信号特征方面，首先利用设计软件进一步优化舰身线型，结合通过大量相关试验，力求在高速性、隐身性、耐波性、稳性几方面求得最合理的平衡。在保证耐波性与稳性前提条件下以提高隐身性为第一选择。其次，除全面采用雷达吸波涂料外，还应对上层建筑中部分影响减少ROS值之处作修改，主桅杆基座可参考法意联合设计的DCN护卫舰的方案，做成园锥结构；改变现行烟囱桅设计同时除取消其上安装的SR64快反雷达，并对烟囱的折角出加以圆弧过渡；对主桅杆与烟囱之间的反舰导弹发射装置，需象拉菲特那样施以遮蔽措施；对直升机库中间凸起部分，应采取倾斜过渡处理。还要注意细节上的减少ROS值处理，应该在确保原有合理功能不丧失基础条件下，将甲板以上能够撤掉的信号特征较大的装置通通撤掉。比如管火箭深弹发射器、舰桥上的MR90前罩雷达等设备、对机库上的两座726－4干扰弹发射装置外形作RAM那样的修形。在减少红外信号特征方面，对发动机进气系统与排气系统（烟筒）作进一步优化设计，走大限度地抑制红外信号，如有可能，则改变部分废气的排放通道设计，并可考虑由水下排出。在减少红外信号特征方面，首先是采用技术更新的隔震装置，对舱室机电设备进行全部的综合的减震降噪处理；对某些设备若被动降噪方法效果不好时，应考虑利用传感器技术与计算机技术来进行自适应主动降噪处理；其次应提高传动系统中减速齿轮箱与传动轴系的加工精度，从根本上减少震动与噪声的产生；继续提高5叶低速大侧斜螺桨的加工水平，进一步降低噪声的排放量，并增加气幕降噪装置，实施主动降噪。最后，控制舰艇自身的电子特性，舰载电子设备的隐身也是舰艇隐身的一个重要方面。为防止对方的电子和磁性探测器探测，控制己舰的电磁辐射特征：完善无源侦察设备，发展联合信息收集分配系统。如采用卫星定位接收机完成导航；采用雷达侦察机接收侦知敌情；利用数据接收机接收联合信息分配系统的信息，获知战场态势；采用相应的技术和战术，保证有源电子装备具有低频截获概率特性，在战术上保证隐蔽使用；舰载通信也要采用保密措施和小暴露的使用方法；采用新有源相控阵体制雷达来取代雷达反射截面很大的MP710雷达，以降低天线副瓣，减少天线失配反射可减少天线的散射。3、采用新有源相控阵体制雷达提高抗饱和攻击能力054A上的VLS装置成功的解决了导弹的射速与射界问题，但防空系统随之也凸现出仿俄系雷达装置的弊端。除前面所谈的隐身性问题，还有就是MP710与MR90前罩自身的性能阻碍整个防空系统的进一步发展。其技术毕竟源于俄罗斯70年代，记得俄罗斯工程技术人员在推销VLS版SJL时说过，MR90照射雷达性能落后，以至于SA-N-12的有效射程无法有效发挥。而新阶段过度舰虽然是侧重于远洋反潜而非区域防空（应由052C来承担），但我海军面临的空情威胁是非常严峻的，不得不强化扩展点防御能力。面临隐身目标、反辐射导弹(ARM)、低空和超低空智能目标突防以及先进的综合电子干扰等四大威胁，舰载雷达从理论上讲，直接使用14所设计的H／LJG346型舰载有源相控雷达是再好不过的了，但受舰体、价格的影响，没有这种可能性也不现实。那么能否利用H／LJG346型的核心技术，研制一型体积小、价格低廉、耗能少又部分保持其先进功能的派生型号呢？可借鉴的实例有如下几种：ITT-吉尔弗兰公司的有源孔径相控阵雷达（AAR）该雷达能装备到3500吨左右护卫舰上，能在各种威胁和严重ECM下探测、识别、跟踪不同类型的小目标，而且通过能量管理又可探测远程或隐身目标。主要特点：采用了先进的MMIC、VHSIC、宽带光线馈电网络和光线波束形成与控制技术，特别是MMIC MSAG（自校正门电路）技术，能使T/R组件的功率增加大于30%，噪声系数小于2分贝，制造成本降低50%，寿命周期成本降低约10%，重量和体积减少1/2，可靠性提高7倍，利用率达到100%。普莱赛公司的桑普森有源单/双阵面雷达采用有源双阵面旋转天线（最新型号为单面阵），天线转速为30转／分。每一阵面上安装2500个输出功率为10W的收发组件，向空间辐射25kW功率。每4个发射模块有1个散热器，有3台风扇采用闭环强制风冷系统进行冷却，冷却气流从甲板下面通风，以便将舰艇的外部热特征降低到最小。此雷达由天线单元、2个预调制器机柜、2个波束形成机柜、信号处理机柜、跟踪/控制机柜、数据接口单元、天线控制单元和2个雷达控制单元组成。工作为E/F波段，探测距离在250km以上，跟踪目标数量多达500～1000个。支持点防御和区域防御系统，能实现远程搜索、中程搜索、海面成像、高速地平线搜索和跟踪、多目标跟踪、多信道火控，可以制导12枚导弹，能自适应海面和海岸环境，具有较强的抗干扰能力。它控制的武器是Aster30导弹，可以通过增加I波段照射器控制海麻雀RIM-7P、标准SM-2BlockIIIA和发展型海麻雀ESSM。Sampson性价比很高，有较大的升级潜力：宽带提供目标识别、发射波束零点调整抗反辐射导弹攻击、可变数据率和杀伤评估。意大利的EMPARC波无源多功能雷达系统EMPAR雷达属于90年代装备舰艇的新一代舰载C波段多功能雷达系统，它能同时完成目标搜索、跟踪以及导弹制导等功能。该雷达系统的组成包括：无源相控阵天线、集中式TWT行波管放大发射机、多通道接收机、自适应阵列信号处理器、数字脉冲压缩器，以及综合实时管理计算机等。相比较而言，由于众所周知的原因，根本拿不到AAR一丁点相关的技术资料，无法进行跟着研制；而EMPARC技术性能相对落后一些，只有桑普森既具有先进性且又有多年的技术储备（利用H／LJG346型舰载有源相控雷达的T/R组件，并适当减少同时利用系统液冷或气冷设施）。再通过“移植”方法把MP710的基座及伺服结构（需作相关改进）“嫁接”上到主桅杆顶端去（也就是原来安装MP710的地方，这样做还有个好处，就是提高了对贴海来袭目标的探测距离，为指控中心作出相关反映赢得更多的时间）。参考其技术思路，加强信号数据处理技术攻关并在算法上狠下过分，是有把握拿下这个难关的。这个雷达将有一个以60转／分钟旋转的单阵面天线，它以满足对付高速机动目标跟踪所需达到的3Hz数据率要求。并外置球形雷达罩以抵御恶劣气候的影响，同时减小空气阻力。要求该雷达具有250千米的对空探测距离，能够探测150个战斗机大小的空中目标并自动跟踪其中的60个目标。同时取代四个MR90前罩火控照射雷达，可同时为采用TVM制导体制的扩展点防御舰空导弹提供16个以上的火力通道（由于有051C装备的RIF-M平板雷达的实际经验），并负责其指令照射任务。使新阶段过渡舰拥有较强的抗攻击能力。由于舰载AESA的能耗比较大，不可能做到长时间开机。因此，需要增加一部最新型号的517米波远程对空警戒雷达来还作为值班雷达与其配合使用，就安装在原054A烟囱桅顶SR64快反雷达处。该雷达看似落后，但也有探测距离远、结构较轻、维护手段熟悉等优点，特别是拥有某种条件下能探测隐身目标这点是我海军非常需要的。难怪连052C这样我海军最高挡的防空舰也加以装备。也减轻了主雷达的负担同时提高了整个雷达系统的可靠性。4、完善红外光电探测体系由于我海军在未来反分裂战争中所遇到的对手拥有强大的电子干扰与反雷达作战能力，因此，新阶段过渡舰有在雷达防空体系之外增加红外光电探测体系的必要，以提高整舰的抗干扰/反辐射能力。054A已经拥有简单的红外警戒手段与独立的光电跟踪仪，由于仍然缺乏系统上的协调与融和，较难以形成真正高效的体系对抗，加之其红外警戒仪只能对付前半球空域来袭目标，后半球半球空域存在明显的警戒漏洞。为此，应在主桅杆顶部平台处呈前后设置2台改进型红外警戒仪，利用全方位云台可对整个空域来袭目标进行有效的警戒。另外提高提高作战指控系统的分配协调能力，将730CIWS上的OFC-03光电跟仪纳入整个红外光电探测体系中来。还使之能够接受雷达系统分配而来的目标指示信息。真正做到资源共享。为已改装在舰艇中轴线730CIWS提供复合制导手段。同时也能为无源干扰弹发射进行目标指示，使近防系统真正做到软硬兼施。5、加强远洋反潜能力长期以来，由于海军舰艇（特别是护卫舰级别）活动范围一直比较集中于近海，由于冷战时期的大吨位高速核潜艇不适于近海活动，所以，在这一区域反潜压力不大情况下，往往缺乏足够的重视。再及上技术缺陷较大，故造成水面舰艇整体反潜特别是远洋水平低下。甚至在近海某些未知海域出没时，还需要出动潜艇部队来加以警戒。054A装备了较为先进的圆顶阵列DUBV-23中频主动攻击声纳与线列阵拖曳声纳，提高了探潜能力，并引进了真正堪用的KA-28反潜直升机，还装备了Y7反潜鱼雷，丰富和强化攻潜手段。但在深海面对SSN-21、SSN-774等高性能核潜艇，仍然没有完全对抗的把握。因为深海反潜需要远距离发现目标，考虑到对方的探测距离也远。这就需要采用远距离指向能力强、能承受大功率的大基阵低频声纳，具备功率大，可以同时探测、识别和跟踪数个水下目标，并且可以进行水下通信和支持水下声学对抗。其信号处理相对简单，因为没有混响，背景噪声也小。而DUBV-23中频主动攻击声纳虽然经改进暂时还可应付，但从长远角度看，发展一型性能接近美AN/SQS-53大基阵主／被动低频声纳，装备于后续的新阶段目标舰上是非常必要的。对于线列阵拖曳声纳，在不断改进的同时，要考虑加入主动发射单元来配合被动水听器工作，以提高对付安静性核潜艇的远距离侦听能力。在反潜直升机方面，应适当加大机库容积，使其在容纳一架的KA-28反潜直升机的同时还可为一架无人机提供空间。并且将为反舰导弹提供目标指示的任务交于无人机执行，将KA-28反潜直升机从这项职能中解脱出来，专心执行远距离反潜直任务。在反潜导弹方面，虽然有消息称054A拥有反潜导弹并与防空导弹共架于VLS之中，但种种迹象表明，这个反潜导弹装备上舰还有待于进一步的观察，至少在08年服役的这批054A上可靠性不大。真正有把握装备的时间，应该是在2010年左右装备在新阶段过度舰上。以填补反潜直升机与舰载反潜鱼雷之间的火力空白，形成高效的多层次反潜火力体系。另外，新阶段过度舰还应取消舰艏安装的二座3200型6管火箭深弹发射器，以便使仿AK176改进型主炮位置适当前移。这既提高了主炮俯角射界也为H/PJ12型730型CIWS改装在舰桥前让出了空间（另一座改装在加大容积的机库上方一侧），使730型CIWS的射界更加理想。这是由于来袭反舰导弹大多数是从舰艇电磁信号明显的两侧范围攻击,将近防系统布置在舰艏艉两处,一侧有反舰导弹来袭时可以有两部近防系统同时对其射击,增加拦截概率；而在舰体正面或后方有导弹来袭时位于这个攻击区域的近防系统也没有射界限制,也可以发挥拦截火力,而两舷侧布置的近防系统射界受船体建筑限制很大,不利于发扬火力。新阶段目标舰到2015年左右，由于我国舰船业及其相关行业技术进步，能够在新阶段过渡舰基本上采用给机为先进的技术，并适当加大其排水量，成替代类似于052B这样的大型通用导弹驱逐舰的新阶段目标舰。大量装备起来与类似于052C这样的大型防空导弹驱逐舰配合实验。设想中的新阶段目标舰舰长增加到138米、舰宽增加17.5米，使之排水量加到5000吨，以保证在舰体后部增加二单元VLS及其传说中的新装备，能满足替其作为替代52B这类大型通用驱逐舰的性能需求。如此一来，就需要新阶段目标舰的动力装置在功率上有很大的提高才行。全柴动力装置是无论如何也做到这一点的，必须选用大功率高性能的燃气轮机来与MTU800020配合使用才行。而到那时影响国产版GT25000燃气轮机批量化生产的若干问题应已解决，正好派上用场。GT25000燃气轮机是乌克兰“机器设计”科学生产联合体生产的该系列第四代产品，于1998年进入批量生产。其额定功率为25000-29000kW，热效率为35.8%-37.5%，装有相同的燃气发生器和不同的动力涡轮。我国海军从那时起开始引进，用于装备052B/C大等主战舰艇。并且在西飞公司进行国产化研制与生产。考虑到成本及GT25000燃气轮机产能不足（大型导弹驱逐舰也要用上）的问题，为新阶段目标舰增装一台GT25000燃气轮机应是更符合情理。在就必须采用柴燃联合动力装置CODAG或柴电燃气联合动力装置COD-LAG，才能解决总体功率偏小与航速要达到28节的矛盾。然而单台燃气轮机与2台柴油机构成的动力装置在传动-推进轴系的布置上是比较麻烦的。虽然早在上个世纪90年代，我国已在为泰国海军生产的2750吨“F-25T导弹护卫舰”时拥有一定的经验，但由于柴燃联合动力的齿轮箱非常精密、复杂，技术要求很高，以我国现阶段技术能力恐怕达不到。德国海军的F-124舰采用是柴燃联合动力装置(C0DAG)。它由1台LM-2500燃气轮机、2台MTU-20柴油机和并车减速装置组成。C0DAG配置可以让操作员适时选用不同的推进系统组合，在巡航时使用2台柴油机，需要加速时再启动燃气轮机。该型舰的设计很好地解决了齿轮箱问题，仍然使用两个螺旋桨来避免拖桨问题的产生。如果倒回去使用三轴推进系统，问题会更加突出，因为奇数轴的舰船在航行时有一个轴的转动惯量无法平衡，会导致舰体多少有偏航趋势，必须补舵来修正。操纵起来非常麻烦，而且巡航时仅柴油机动力的拖桨问题。虽然有消息说我国曾经研究过用辅助电机顺桨以避免拖桨阻力。当然也可以参考南非的MEKO舰的作法，把中间桨换成了喷水推进装置，避开了拖桨问题的出现，也是解决之道，并且我国已在022型导弹快艇上取得了喷水推进装置成功应用的经验。但总体而言，中型舰使用三轴推进系统实在太复杂太重太浪费空间且效率不高。纵观世界先进国家海军的成功经验，德国海军的新一代导弹护卫舰F-125型采用了柴电燃气联合动力装置(C0D-LAG)，整个系统由1台燃气轮机、2台电动机、4台柴油机构成。2部电动机分别可以使舰艇达到20节的速度；只需启动燃气轮机，就可以使舰艇加速到最高航速。1台中速运转的柴油发动机即可提供巡航期间的动力。值得注意的是，F-125型采用的是变距螺旋桨，可实现在舰艇主轴旋转方向不变的情况下紧急减速，甚至转换到倒车工作状态，保证舰艇本身良好的机动性。根据有关公开资料反映，我国对舰用电力推进系统早就展开了研制工作，并且取得了较大进展，特别是新近服役的“海监八十三”号海监船，采用颠覆传统设计的吊舱式电力推进系统（IEPS），说明我国对这项技术的掌握已达到实际工程化应用阶段。该推进系统的最大特点是让舰上的动力分配更具弹性，并大幅简化机械复杂度；其航行不受船头方向的限制，能做到进退自如且倒退速度和前进速度一样快，还能船体为轴原地掉头。然而能否达到有效而可靠的动力分配，就是比较关键的技术课题。此外，电动推进的航速比大轴直接驱动来得慢。所以，法国、意大利的地平线就用传统的燃柴联动，目前只有美国的DDG1000与英国45型驱逐舰已采用革命性的IEPS。通过对上述几种动力-传动-推进系统的比较，并接合我国船舶动力工业的实际情况，笔者以为在新阶段目标舰上采用柴电燃气联合动力装置(C0D-LAG)、双轴螺旋桨的推进方式是有可能实现的。退一步说，也可采用柴燃联合动力装置(C0DAG)+三轴螺旋桨/喷水推进装置。能够完全满足满排5000吨舰体在航行时及作战系统对动力装置的要求。此外，在动力装置的进排期系统上应充分吸取052系列远054A上的经验，并加以发展。燃气轮机与柴油机分别使用前后二个烟囱，燃气轮机的烟囱上应装备红外抑制装置，柴油机烟囱应采用不对称设计，以减小舰体长度并使新增加的远程三坐标对空雷达避免受到烟尘的影响。在舰载雷达电子系统上，新阶段目标舰应采用类似欧洲SM1080那样的远程三坐标对空雷达来取代新阶段过渡舰上的最新型号的517米波对空警戒雷达。以期与单面有源相控阵主雷达形成最佳探测体系。并能够通过那时能装备的最新型号舰载C4ISR系统与光电、声纳、直升机、友舰（机）形成一个有机的综合情报网络体系。在防空导弹方面，应考虑利用PL-12主动空-空导弹的主动雷达制导装置的技术，加以充分挖掘，以求提高可靠性并降低成本。然后指用在防空导弹的制导装置上，变新阶段过度舰使用的TVM制导技术为主动雷达制导技术，进一步提高对抗40KM左右来袭目标的饱和攻击能力。在电子战装置上，应通过不短能力，使其达到类似于美军AN/SLQ-32(V)舰载综合电子战系统最新型号的水平，并能够与光电跟踪仪、无源干扰发射机及730型CIWS交联，一起来综合对抗漏网的低空来袭目标。在反潜系统方面，新阶段目标舰除了继续提高声纳的性能并使之形成综合体系外，还应将机库扩大为双机库，以满足那时可能已在试验中的国产6吨或9吨中型反潜最升机的上舰需求。以使海军在自112舰起开始探索的双机制反潜体系真正达到实用化水平。由于在机库前方新增加了二组VLS，可灵活的布置更多的防空与反潜导弹。以提高防空与反潜战的持续火力。在对海、对岸火力攻击攻击方面，新阶段目标舰应装备二座四联装射程为280KM的YJ62远程反舰导弹。也可混装该型号的对陆攻击改型，主炮应选用已成熟的单100毫米全自动炮或传说中预研的单130毫米全自动炮，以提高对海、岸火力攻击能力。在舰载C4ISR系统方面，相信随着我军海洋监视能力、识别跟踪目标能力、综合处理能力、指挥决策能力的提高，特别是结合类似美16号数据链的新数据链的应用，装备该系统的新阶段目标舰在远海依托舰载航空兵的提供的空中掩护，靠战区内的舰载预警机（或舰载电子侦察机）及战区外海洋侦察卫星提供的信息，完成目标火力分配以及射击诸元的装订等任务，与友舰友机友甚至友艇一道对敌发起超视距饱和攻击。这种击手段在未来特别是舰载航空打击手段完善之前，是有效抗衡敌方重兵航母特混舰队的措施之一，即便在我舰载航空打击手段得以完善时，仍不失为一之种重要的补充。