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zhali6416
騎士 | 2012-9-5 19:18:16


2012年8月29日,中國海軍最新型驅逐艦在上海江南造船廠下水,雖然不是傳說中的萬噸級大型驅逐艦,但是這款基于052C型驅逐艦的升級版052D型驅逐艦,采取了全新的雷達,火炮和垂發系統。戰斗力得到很大提升。
2012年8月29日,在上海江南造船廠長興島造船基地,中國新型052D驅逐艦下水成功。圖爲052D型驅逐艦。

中國新型052D型驅逐艦下水使用衆多全新技術

2012年8月29日,在上海江南造船廠長興島造船基地,一艘與衆不同的驅逐艦下水成功,受到媒體的廣泛關注。該艦采用了被稱爲“巧克力”的方形垂直發射系統、新式的主炮,且相控陣雷達外殼發生變化,同時直升機機庫也從左側移動到中部,與之前的052C(170,171艦等已經服役)有一定的區別。同時這些新技術也是中國工業近些年的最新成就。我們暫且可以講其稱爲052D型驅逐艦。

在過去一段時間,各處媒體和網絡都流傳著傳聞,認爲在當前建造的數艘052C驅逐艦之后建造的將是超過萬噸級的大型驅逐艦。

而隨著該艦在最近下水真相終于大白,建造序列內的新驅逐艦是052C型的改進型而不是未來的大型驅逐艦,大型驅逐艦還需要我們等待其降臨。
052D型驅逐艦的垂直發射系統由052C的轉輪式圓形發射筒,改爲了方形發射筒,但是這個發射筒與054A相比顯得更爲巨大。圖爲054型護衛艦垂發系統。

052D采用大型垂發可發射遠程反艦導彈和巡航導彈

該型艦另一個重要的外形改進,是垂直發射系統由052C的轉輪式圓形發射筒,改爲了巧克力狀的方形發射筒,但是這個發射筒與054A的巧克力又有非常巨大的不同,筒體體型非常巨大,甚至比美國新一代的MK-57垂直發射系統體型更爲巨大。

052C前部本來安裝36枚左輪式的垂直發射系統,本身其占用空間已經相當巨大,換用MK-41或者054A使用的垂發可以安裝64枚左右,而改用新系統后則只有32枚。這種大型化的垂直發射系統是未來的發展趨勢,如美國MK-41和歐洲“席爾瓦”這樣的傳統通用垂直發射系統只能使用21英寸彈徑級別的導彈,而未來的標準-3反導導彈直徑達到24英寸以上,所以美國才設計了更大型的MK-57系統來容納更大一級的導彈。

中國在這方面更進一步,采用了同心圓式冷熱通用垂直發射系統,可以兼容冷彈射垂發和熱發射垂發系統,熱發射垂直發射系統需要控制導彈起飛時的排焰量,爲此需要防空導彈的高性能固體火箭發動機在發射階段限制推力,而冷垂直發射系統對于發動機可靠性要求較高對于巡航導彈之類的固體助推器顯得過于浪費,結合的冷熱兼容垂直發射系統可以采用冷彈射來發射大型反艦導彈,使用熱發射來發射巡航導彈等,有最好的兼容性。

除了首部的32枚導彈,在直升機庫前方還有布置該型發射裝置,數量目前不詳,16發和32發都有可能,同時取消了反艦導彈傾斜發射裝置,將其在垂直發射系統內發射。總體來說,052D基本保持了和052C相近的導彈數量。

052D采用全新130毫米艦炮可使用制導炮彈

同時,該艦還將原有的100毫米單管艦炮換成了130毫米單管艦炮,100毫米單管艦炮是來自法國80年代研制的高射速緊湊型100毫米艦炮,其實現了同級別火炮最高的射速,但是其帶來的負面效應很多。其二次供彈系統可靠性較差,使得該炮的射速發揮不出足夠的威力。

中國引進該炮時其尚未定型,本身遺留了相當多的問題。在設計-生産定型后,法國海軍自身也沒有裝備該型火炮,只將其用于出口沙特阿拉伯的利雅得級護衛艦。同時,該型炮采用的是法式100毫米炮彈,其采用直筒藥筒,而不是過去使用的100炮的蘇氏帶錐形收口的瓶裝藥筒,藥室容積小相當多,不能與傳統的100毫米艦炮兼容彈藥,而且彈丸質量較輕威力比老100炮彈小相當多,也不利于使用制導彈藥。因此,單100毫米艦炮在海軍的使用量並不大,而在未來則將被130毫米單管艦炮和76毫米高射速艦炮取代。
052D型驅逐艦采用了新型散熱系統,沒有原先的弧形雷達罩,還采用了輕便的平板雷達罩。圖爲該型雷達測試時的照片。

052D型驅逐艦成世界首艘采用平板相控陣雷達驅逐艦

新式驅逐艦最明顯的特征,是其四面有源相控陣(AESA)多功能由原來的圓弧外殼改爲平板外殼,這是一個非常重要的改進之處。

到目前爲止,現役的艦用較大型有源相控陣多功能雷達外殼都采用了圓弧設計,如德國的APAR雷達、日本的FCS-3雷達,只有美國還未服役的AN/SPY-3雷達采用了平板外殼。這標志著中國有源相控陣雷達科研-生産技術水平有了非常巨大的提升。

有源相控陣雷達不同于過去的無源雷達采用發射機和天線分離的設計,而是將發射機分散布置在了天線上,這樣天線就代替過去藏于艦體內的發射機櫃成爲了最大的發熱源。由于天線跨度大厚度薄,發熱源分散,因此對其的散熱成爲了最大的問題,很容易出現散熱不平衡而導致各個陣元出現不同的工作狀態嚴重影響雷達性能。

在過去的有源相控陣雷達中都采用強壓鼓風來冷卻天線外表面溫度平衡。雖然解決了熱平衡的問題,但是風冷系統的散熱能力始終遠遠不如液冷,也就限制了陣面總功率的上升,而有源相控陣相對于無源相控陣最大的優點-巨大的功率-就很難得到完全發揮。隨著最新技術的發展,可以通過完善的液冷系統保證熱量平衡,同時提供更高的散熱功率,可以極大的提高雷達性能,使得其進一步甩開如AN/SPY-1這樣的無源相控陣雷達。

052D直升機庫位置調整並取消后部730近防炮

在艦尾方面,將原來側置的直升機庫轉到了艦體中線,這樣可以使用更大型的直升機機庫,而且直升機入庫出庫操作也簡化了很多。在老的052C上,爲了照顧730近防炮的射界問題必須將其放置在艦尾中線,而其炮塔下有一個較大的艙室與機庫沖突,被迫將機庫左移。而新的052D采用中置機庫,也是因爲其后部取消了730近防炮,取而代之的是類似美國“拉姆”的新式近防導彈,其不需要設置甲板下艙室,方便了機庫的布置。

在艦體方面,改動較小,基本上其體型與052C相當,只是將小艇庫從煙囪兩側移到了機庫兩側,從這方面判斷,052D的排水量與052C基本相當,動力系統也是采用兩台柴油機+兩台燃氣輪機的柴燃交替(CODOG)的動力系統。

從總體上來說,052D是在052級驅逐艦基礎上的大升級。
中國海軍艦艇建造一直都本著小步快跑,逐步提高的思路,對于驅逐艦的發展也是一樣的。圖爲中日驅逐艦發展路線。

大型驅逐艦發展處于變革期中國小步快跑跟進

在過去10年里,網絡上一直流傳著萬噸級大型驅逐艦的傳說,但是最近十年來建造了十余條新式驅逐艦,還是一直沒有看到大型驅逐艦的誕生。實際上,這其實也反應了中國海軍艦艇建造中“小步快跑”的思路。

當前,大型水面艦艇技術的發展處于一個變革期,大量新技術開始井噴式的投入應用,如有源相控陣、全電綜合推進、大型反導用導彈等,同時使用需求變化也相當劇烈。如果基于過去的成熟技術研發,必然只能是只能建造幾艘的階段性艦艇,特別是反應在大型驅逐艦上,如果爲了趕進度而應用落后方案反而還不如繼續建造較小的052C/D進行小步快跑,以等待技術的成熟。

未來新型驅逐艦將采取綜合電力推進方式

當代大型驅逐艦,主要是美國的DDG51型即“阿利伯克”級家族,以及其數量可以忽略不計的外國山寨艦——日本的“金剛”級、“愛宕”級和韓國KDX-3“世宗大王”級。

其采用宙斯盾作戰系統、SPY-1無源相控陣雷達和四台LM-2500燃氣輪機組成的全燃聯合動力系統(COGAG),排水量在8700到11000噸之間,是當今世界最先進的水面作戰艦艇。雖然說其設計時采用的是最先進的技術,但是在20多年后的今天,其總體方案已經落后,而且還缺乏向先進技術升級的潛力,主要問題就集中反映在其動力系統上,伯克采用四台LM-2500燃氣輪機,高速性能好、加速快、壽命長、維護簡單,但是其全燃聯合方式油耗極高,巡航狀態采用兩台燃氣輪機分別工作在較低工況,這樣單位功率耗油率比全功率狀態多出一倍甚至更多,使得其航程特性在大型艦艇中屬于最差,僅能維持20節航速4500海里航程。

同時其雷達系統大量的耗電使得其發電機組也要消耗大量的燃料,而新的有源相控陣雷達和定向能武器需要大量電力,其電力系統除非平時也保持更大功率的持續開機不然無法滿足需求,而這對航行經濟學的影響同樣巨大。爲此美國方面在其基礎上進行了大量修改,開始建造新的伯克 III驅逐艦以適應新技術的需求,開始引入綜合電力系統等。而最好的辦法則是像DD(X)朱姆沃爾特級和英國45型一樣采用綜合電力推進方式,提高供電效率同時也使得發動機可以處于更高的工況降低油耗。
當前,大型水面艦艇技術的發展處于一個變革期,大量新技術開始井噴式的投入應用,如有源相控陣、全電綜合推進、大型反導用導彈等。圖爲美國正在建造的朱姆沃爾特級驅逐艦。

艦用發動機系統制約中國大型驅逐艦發展

這個問題反映到中國更爲棘手,現有的QC-280燃氣輪機功率達到了26000~28000KW,遠比LM2500的18500KW更大,而就算新式驅逐艦達到14000噸,其功率需求其實也只是跟“阿利伯克”級的75000KW左右相當而已,這樣的話如果繼續采用直接機械傳動,采用兩台則功率不足,采用四台則明顯動力過剩,爲此也必須采用綜合電力推進系統才能滿足需求,而這也證實新式大型驅逐艦最大的攔路虎。綜合電力推進系統,是當代造船工藝最高端的技術,到目前爲止在軍用作戰艦艇上只有英國的45型驅逐艦已經服役,而美國的DD(X)朱姆沃爾特級還在建造之中。

同樣,其他設備也有著變化,“阿利伯克”級采用的MK-41垂直發射系統,雖然是當代使用最廣泛也最先進的垂直發射系統,但是其已經完全無法滿足現代導彈發射需求了,所以美國開始研制MK-57大型垂直發射系統,未來將用于DD(X)和脫胎換骨的“阿利伯克”flight III驅逐艦,中國也研制了大型同心圓冷熱通用垂直發射系統,如果按照傳統方式,像日本建造“愛宕”、韓國建造“世宗大王”一樣,很可能會面臨服役即落后的窘境。

中國已開始研制綜合電力推進系統進展緩慢

2000年來建造的052系列驅逐艦,在052B上應用了新的艦體建造工藝、QC280燃氣輪機等,而在052C則應用了國産的類宙斯盾作戰指揮系統、有源相控陣雷達、垂直發射先進防空導彈,在052D上又驗證了新式有源相控陣雷達、大型垂直發射系統和大口徑艦炮,這每一步都是爲了大型的下一代驅逐艦夯實基礎。當前最大的問題,還是在于中國的綜合電力推進系統進度較慢,在最近還無法投入使用。工程院院士馬偉明少將領導的課題項目組剛剛完成20兆瓦推進電機的台架試驗,距離將其投入使用還有相當長的時間,在其成熟前新式大型驅逐艦的建設將遇到很大的難題。

不過即使是全電推進技術,按照當前的技術進度,在2015年之前開工建造應該是比較正常的進度,過不了幾年,我們就將看到國産的先進大型驅逐艦的誕生。
052D型驅逐艦一方面繼承了052C型驅逐艦的主體,另一方面又配備了未來新型驅逐艦的技術裝備。體現了中國軍隊對于技術裝備小步快跑的思想,不急躁,不冒進,穩步提升,形成戰斗力快的特點。雖然052D型驅逐艦並不是大家想象的萬噸級大驅,但是由于新型雷達,液冷系統,新型火炮和全新垂發的配備,052D型驅逐艦已經比它的原型艦052C有了很大的提高。在性能上也有對抗周邊國家大型驅逐艦的實力。在現階段來說,是中國海軍的最佳選擇。






作者:鄧肯

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