瑞典 lv 隐身舰先驱:法国拉菲特级护卫舰引领世界战舰设计新趋势

2024-12-14 23:02:46发布    浏览212次    信息编号:103162

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瑞典 lv 隐身舰先驱:法国拉菲特级护卫舰引领世界战舰设计新趋势

介绍

法国海军的“拉菲特级”护卫舰是隐形舰艇的先驱,于20世纪90年代中期开始服役。它的出现使得世界军舰的设计开始向高隐身方向发展。

如果要用最简洁的语言来概括冷战结束后世界各国水面舰艇的发展趋势,那么“隐身”一词或许是最合适的。无论是上层建筑向内倾斜、整体内置甲板设施等,还是抑制废物排放、减少红外特征等一系列固有改进,目标只有一个:降低被捕获的概率通过敌方探测设备或降低其综合信号特征作为目标,从而提高自身在执行作战任务时的生存机会。

美国海军“海影”号全隐身试验舰,在试验过程中,其信号特性远低于“拉菲特级”护卫舰。

当这个概念刚出现时,各界人士对“准隐身”和“全隐身”的利弊更加关注和争论。

1990年代初,当大多数国家对隐身舰艇持观望态度时,完全无法与美国、法国等大国相比的瑞典,靠着自己的努力,找到了一条适合自己的道路。发展需要。这就是瑞典所标榜的。整体“真正隐身”的产物,“维斯比级”轻型护卫舰。立即成为世界造船界关注的焦点之一,并且首制舰“维斯比”号建成后,引发国内外关于小国率先进入隐身舰时代的可能性的热议。

小国的野心

在北欧和波罗的海的地图上,瑞典完全被挪威“嵌入”。波罗的海也是世界著名的浅内陆海,平均水深55米。距离周围陆地越近,水下礁石就越多,不适合大型舰艇和潜艇活动。 。

20世纪70年代以后,北欧国家不约而同地走上了精兵、简政、小船的海军发展道路。除了浅水区的实际考虑外,国防预算的持续削减也是不可忽视的因素。以瑞典为例,体现二战设计思想的巡洋舰和冷战时期为防御苏联海上入侵而设计的快速驱逐舰,由于造价高昂,在海军中的地位不断下降。 、性价比低,无法满足实际要求;而轻型、机动化、武装精良、依靠多个岛屿、多个海支实现多密度防御、用于穿插巡逻和制海作战的导弹艇则成为这一时期最活跃的主角。

瑞典历史上有:战列舰、巡洋舰和驱逐舰。图为二战期间瑞典建造的“三冠”轻巡洋舰。直到1960年代,瑞典海军还拥有一支拥有大量驱逐舰的舰队,但在1960年90年代之后,随着苏联反舰导弹的改进,这些老船就没用了!逐渐退休。

冷战结束后,欧洲政治格局发生了剧变。针对瑞典的军事威胁持续减弱。军队的重点不可避免地发生了变化。因此,多用途水面战斗舰可以执行领海和全球行动以及准军事任务。准备出来了。

由瑞典海军、皇家技术局、瑞典国防物资管理局、卡尔斯克鲁纳造船厂、国防研究中心等多家科技单位联合发起的概念探索项目于1986年启动,很快进入实质性研制阶段。 ,最终演变为水面作战项目。该项目制定了三个主要目标:一是不同信号减弱模式对水面舰艇的实际效果;其次,测试隐形舰艇上武器和传感器的集成;三是表面效应船舶技术分析验证。

基于这一计划的阶段性成果,1991年开始迈出实质性的一步:作为隐身技术演示平台的“Smig”(上图)的公开亮相吸引了世人的赞叹,也使瑞典迅速加入其中处于世界高级隐形战舰理论研究前沿的国家行列,如果不研发这个平台,未来几年我们很可能会走上事倍功半的弯路。

采用侧壁气垫结构的“斯米格”号长30.4米,宽11.4米,最大排水量140吨。它采用两台MTM 16V柴油发动机提供推力,两台DSI 14柴油发动机提供气垫所需的升力。整艘船由平坦的直线组成。船体和上层建筑之间没有明确的界限。外观酷似“大饭盒”。其基本原理与美军当时的“海影”试验船相同,利用多平面反射角度限制原理来降低电磁波信号的特性,增加敌方探测的难度。当然,“SmiG”并不是一艘纯粹的测试船。它配备有40毫米近防炮系统、升降式反舰导弹系统以及专为水下监测设备和搜索系统设计的“月光号”。 “陷阱”除了升降式多用途桅杆和可拆卸天线外,还赋予其非常光滑的表面。

虽然“斯米格”号的隐身设计非常成功,但瑞典海军认为其现代双体船布局太宽太宽,不适合在自己的军舰上使用,而且整体侧壁气垫结构也不利于隐身,因此它需要回归到传统的单体船体设计……由于这样或那样的原因,“SmiG”并没有得到进一步的发展和改进,但它的一些设计理念和一些新的应用技术在后来的“维修船”船上有双级轻型护卫舰。

非常低调的“维斯比”

鉴于“斯米格”号不符合瑞典海军的使用要求,此前的参与设计单位重新设计了一款更符合海军要求的轻型护卫舰。 1996年12月7日由著名的“考库姆造船厂”开工。

“维斯比”号是基于单体滑行艇的设计。它是由双层碳纤维增强塑料(碳纤维:以粘胶纱、聚丙烯腈纤维和沥青纱为原料,在300~1000℃碳化而成。其直径很细,只有7微米)夹层增强,即通过真空辅助浇注将100%碳纤维皮包裹在泡沫芯层上。这种材料可以很好地吸收波浪的冲击,具有优异的防火、防雷效果(无磁性),并且满足相同的屈服强度要求。重量不到钢材的20%。这会增加内部负载吗?提高速度和航程有很大好处,少数应力集中的位置(如变速箱壳体)采用钛合金夹层进行加固。

碳纤维塑料并不是神秘的高端材料。这款“宝马概念车”的外壳采用碳纤维塑料制成,“维斯比”号护卫舰上使用的军用级别未必比它好。

多年来,瑞典海军一直信奉“小船能办大事”的观点,坚持认为较小的舰艇也可以具备远洋作战能力。因此,即使是“维斯比级”这样的隐身设计的轻型护卫舰,仍然具有浓厚的“快艇风格”。其长72.7米,宽10.4米,吃水2.5米,满载排水量650吨。

“维斯比级”舰前后分为四个主舱模块:1至10为后模块,11至20为中模块,21至30为前模块,31至40为后模块。上层建筑。该连接通过 开发的真空辅助夹层灌注工艺进行固定。共有10个水密、气密舱室,相邻的3个舱室进水也不会下沉。上部结构相对较低且光滑。大角度倾斜外壁可以最大限度地将雷达能量向四个方向散射。外观呈“截棱锥”形状。由于壁挂式天线需要放置在顶部,因此辐射信号产生的“热点”相对集中。 ,因此也是最常涂敷吸波材料的区域。

根据瑞典的全隐身船舶设计原则,要求消除一切可能泄露船舶存在或行踪的因素,并层层设置探测障碍,做到“尽量不被发现、尽量不被识别”。被发现、被识别但未被定位、以及被定位。”不被追踪,就能成功摆脱被追踪。”即使这样的设计布局可能会带来各种不便,我们也不会犹豫。

作为雷达和各种传感器的平台,附着在上层建筑上的多用途桅杆采用伸缩或折叠设计;甲板设施和锚链也隐藏在舱口盖下方;刚性充气船和遥控车辆位于最初设想的水槽中。机库门后可利用伸缩臂起重机实现收放;弹出式支架专为投掷救生筏而设计。

新版“维斯比”号船体浅灰色双色海洋迷彩在视觉褪色效果上达到了极致,使其能够以安全距离“潜入”海天之间,给敌方发现带来麻烦。为了减少光反射,舰桥上窗户很少,助航灯玻璃上还涂有吸光材料。瑞典海军制定的雷达反射截面要求比同尺寸的轻型护卫舰至少低三分之二,即波涛汹涌的海况下可以在13公里处被探测到,平静海况下可以在22公里处被探测到。因此,更多的钱花在了雷达和红外隐身上。想了很多。

除了表面有吸收热量的特殊涂层外,碳纤维结构本身还具有良好的隔热性能。此外,燃气轮机烟囱、通风设备、排气管道等所有红外热源也通过金属网覆盖进行隐藏或冷却(上图中,排烟系统覆盖有金属格栅)。同时,船舶表面还配备了消毒设备,排气管还通过喷洒海水达到冷却效果。在强力制冷的作用下,管口温度骤然从600℃降至40℃。因此,船舶在航行时是从远处看到的。身体上方“烟雾缭绕”。

“维斯比”船高速航行时,必须开启喷水灭火系统,形成雨水和雾状水蒸气覆盖船体,降低红外信号特性。

莱康明 TF–50A 燃气轮机。世界上的船用燃气轮机不仅仅是英国的MT30、WR21或者美国这些名牌产品。莱康明在中小型燃气轮机领域取得了巨大的成就。毕竟,它生产航空发动机。原来,美军LACA气垫登陆艇上使用的燃气轮机是莱康明公司的TF-40/50系列,“维斯比级”还使用了四台TF-50A作为加速动力装置和两台MTU。巡航动力采用16V 2000 N99柴油机。 “维斯比船”的最高航速为35节,巡航速度为15节。动力系统总功率为21500马力。可根据航行要求与2台 MA变速箱联动或脱开,动力采用2 125 SⅡ 铲斗,左右方向可调。喷水推进器驱动船舶前进,船头还配备了125千瓦的HRP 200-65侧推进器。

“维斯比”号正在倒车。船体体积小,机动性好,喷水螺旋桨形成的水花也很小。它也是一种低噪音机械装置。它不仅机械结构简单,而且非常有利于隐蔽性。

根据多年来在地中海和波罗的海的演习和训练,“维斯比舰”具有良好的绕轴转向能力,其机动性不逊色于不到一半长度的快艇。值得注意的是,在扫雷作业时,柴油机可以通过GPS精确定位功能,沿着预设航道缓慢推动船舶。如有必要,喷水推进器和侧推进器可以一起工作来固定船舶。

“维斯比”号共有6名军官、20名士官和17名水手。船内的生活区符合安全、隐私和低噪音标准。住宿方面,军官和高级士官均配备双人舱。初级士官和水手共用一个有 4 个泊位的模块舱。共有10张备用床位,集中在下层前甲板。会议室和餐厅由军官和士兵共用,水手也有自己的餐厅。总体来说,由于“维斯比船”自动化程度较高,很多舱室无人值守,并有闭路电视监控,大大减少了船上的人数。人数减少后,个人将获得更大的生存空间。这对于身心健康非常有益。只有休息好,体力充足,才能在茫茫大海上更好地执行作战任务。

硬措施不会出现任何失败的迹象。

“维斯比”号(K32)舰舯部反舰导弹发射器舱口打开的场景。

力求做到“甲板流畅”的全隐身方案,在武器的布局上也花了不少功夫。基本原则是尽可能多地构建它们。那些真正需要“显示”的,还必须对其外部轮廓和表面信号进行特殊处理。 “维斯比级”配备两座四联装RBS-15MK2反舰导弹发射器。它具有传统的8字形布局,但航行时隐藏在后甲板下方。收到指令后,可快速打开舱盖并调整至备用位置。头发状态。

RBS-15MK2反舰导弹发射装置正在安装在“哥德堡级”轻型护卫舰上,“维斯比级”目前升级为MK3型。

RBS-15反舰导弹是一种惯性制导主动雷达寻的武器,具有“发射后不管”能力。预制破片高爆战斗部重200公斤,飞行速度0.85马赫,射程超过110公里。它是世界上中型反舰导弹之一。该导弹家族属于上游级别。目前有舰对舰型、岸对舰型和空射型。平台适应性非常高。

防空战在“维斯比舰”的设计计划中被列为第五位,重要性仅次于水雷战。瑞典海军尚未为该级舰选定防空导弹系统,但已预留了甲板空间。一旦资金到位,最有希望选择的就是南非的“鱼枪”——IR系统。

舰载“鱼枪”采用8联装垂直发射装置,理论上可以同时对抗来自8个不同方向攻击的目标。该导弹全长3.32米,发射重量135公斤,弹头重23公斤,最大速度2马赫,用时18秒即可达到8000米最大发射高度。该导弹的最大射程为12公里。它采用惯性跟踪+雷达制导。它可以在整个飞行过程中持续接收实时更新的目标数据。

为“鱼枪”导弹预留的位置,正是原规划机库的“黄金地段”。施工经理(瑞典国防物资局,实际上是私人咨询机构)也反复权衡才决定更改。就是为了这个目的,不过停机坪还是保留了,而且面积很宽敞。瑞典海军早在2006年10月就进行了舰载直升机操作测试,并于11月初向丹麦海军借用了一架“超级山猫”MK。 90B在“维斯比”号上起飞降落,证明技术上可行。 “维斯比”号服役后,首先搭载了“阿古斯塔”AW-直升机,不过这架飞机尚未配属瑞典海军。航空单元负载能力小,配备深海扫描激光器。其功能集中于海上搜索、物资运输、机动侦察、探雷等。暂时未赋予其反潜战功能。这个机会未来将被更先进的NH90直升机所取代。 。

“维斯比级”虽然排水量不大,但体型虽小但装备精良。舰尾两型下方各安装2枚400毫米TP45反舰/反潜两用鱼雷。瑞典的鱼雷制造能力非常强。水面舰艇使用的鱼雷也非常独特,既不是欧美国家的324毫米轻型鱼雷,也不是苏联/俄罗斯粗制滥造的延续“雷霆打击舰”的533毫米鱼雷发射管。 400毫米的鱼雷直径介于两者之间,可以节省甲板空间,并且使用鱼雷的射程和威力有所增加。

目前,“维斯比级”鱼雷已升级为TP47型。口径仍为400毫米,长度为2850毫米,重量为340公斤。电子直流推进动力装置由原来的“银锌电池”改为更先进的“磷酸锂铁电池”,电池可充放电100次以上。该鱼雷采用喷射推进系统,取消了螺旋桨,使鱼雷在航行时更加安静。该鱼雷的弹头装有45公斤的模压高能炸药,可以击穿俄罗斯一艘的炮弹。双层核潜艇本体。

苏联潜艇一直是瑞典的严重担忧。图为1981年10月27日,苏联海军波罗的海舰队的一艘旧型W级S363潜艇潜入瑞典海域执行侦察任务,不料搁浅……瑞典海军发现这艘潜艇后,他们迅速包围,想要登船检查,却遭到苏联潜艇兵的强力阻止,并通过美国警告瑞典。其中,363号艇配备了数枚核鱼雷。如果瑞典逼得太紧,苏联潜艇就会引爆这些核武器……最终,在苏联的威胁和美国的劝说下,瑞典允许苏联拖船将潜艇拖走。苏联对瑞典进行了赔偿。 69.3万美元的危机结束了,但也给了瑞典大力发展反潜力量的巨大刺激。苏联潜艇再次入侵。

最新的TP47型鱼雷为线导+主动声纳寻的。其最大特点是可以攻击海底深处的潜艇。

在最初的设计中,“维斯比级”还计划配备两套萨博公司的6管127毫米多任务战斗发射装置,这也是瑞典传统的反潜火箭发射装置,但最终被取消。

由于主炮太大,无法存放在船头甲板下方,因此围绕70倍口径SAK57 MK3舰炮的隐身问题也很棘手。正面的大角度玻璃钢炮塔可以有效反射雷达入射波,炮管采用三角形形状。折叠状态下的横截面完全贴合炮塔的外轮廓。该炮可反舰和防空两用,拦截主动掠海反舰导弹的概率很高。

SAK57舰炮最大射速220发/分钟,射程17公里。它推出了具有完整目标智能水平的57毫米“预制碎片可编程近炸引信弹”。外壳重 2.4 公斤,包含 2,400 个碳化钨球。它爆炸然后以扇形摧毁传入的目标。该枪具有全数字接口和辅助计算机,用于性能监测、预测和弹道计算。发射瞬间的独立编程是通过连接火控计算机和距离传感器的电子编程器实现的。

火炮的六个功能模块分别应对不同的作战目标,包括导弹、攻击机和直升机防空作战的近距爆破功能;针对大型飞机和直升机的优先冲击爆炸功能;以及预设的对空中目标的连续近距离攻击。爆炸功能;用于隐藏软目标上方目标的定时功能;用于摧毁卡车和轻型装甲车的冲击爆炸功能;具有穿甲冲击爆炸功能,可摧毁装甲车辆。

由于“博福斯公司”百年造炮历史的技术积累,SAK57 MK3舰炮的性能非常优越。除瑞典海军使用外,还安装在美国海军的“独立级”濒海舰和“朱姆沃尔特级”驱逐舰上。拿到枪了。

雷达和光电系统几乎消失

“维斯比级”舰载保障系统的核心是ITT的ES-3701战术雷达支持和预警系统,该系统覆盖全雷达频谱,特别适合轻型水面作战舰艇。此外,还有通信电子支援系统和红外搜索跟踪设备。 ,这些也可以帮助预警功能,这三个系统以被动方式工作,没有信号辐射,实现最大的电磁静音。同时,指挥员可以根据周围环境的变化来判断舰艇显示的电子信号,以迷惑那些能够隐约察觉的人。”维斯比的光学设备和雷达。

CEROS 2001 MK3 指挥官位于前桥

共形天线的使用在船舶改装过程中非常常见。因此,传统船体上无数天线的景象在“维斯比级”上已经一扫而空。唯一显眼的就是舰桥前的CEROS多功能指挥台。该系统工作在I/J频段,是9LV系列模块化指挥和控制系统的一部分。其主要功能是舰炮火力控制。未来可能用于防空导弹跟踪制导,因为“维斯比级”采用的吸波材料涂有金属斜面,天线具有选频突防功能,雷达截面积很大体积小,通信天线全部嵌入上层建筑表面。

三坐标“海长颈鹿”AMB水面搜索雷达的主天线被包裹在截头体形隐形天线罩内。正常警戒状态下每分钟旋转30次,防空作业时每分钟旋转60次。最大仰角70°,可实现全方位检测跟踪。 。除了精确跟踪海面目标,提供坐标、方位和距离数据并用于火点修正外,还设计了针对掠海目标的特殊防空模式,雷达拦截概率极低,并植入多重电子对抗天线。来应对敌人的干扰。

维斯比级还配备了艏球状声纳,型号1,具有强大的潜艇搜索功能。它使用86 kHz的频率,内置1152个声波收发器,可以扫描180°范围内的目标。球头内的收发器可在上下2米范围、方位角190°的范围内来回移动和扫描。声波收发器扇区为标准30°和68°,也可以用声波进行修改(辐射范围1.5×7°)。它是一流的非常先进的主动声纳。

未来并不十分光明

毫无疑问,独一无二的“维斯比级”轻型护卫舰的服役在瑞典海军史上具有划时代的意义。其较小的尺寸并不妨碍其在海外灵活部署,即使其功能与美国濒海战斗舰一样齐全。该平台也不甘落后,至少可以称为紧凑型网络中心战水面舰艇。依靠优越的平台设计和舰载装备的完善,可以从常规的近海巡逻监视、远洋护航护航,到封锁、拦截和航道禁运,或者中等强度的海上冲突,都可以在短时间内完成。立即的。

“维斯比”号轻型护航舰与丹麦海军“伊万·哈特菲尔德”号宙斯盾舰进行海上巡逻演习。瑞典海军目前没有宙斯盾舰。不是它建不起,而是因为地理位置不需要,而且波罗的海本身就是内海。在这样的海域,大型船舶根本无法作业。而且,由于目标太大,更容易受到敌方航空兵和岸舰导弹的攻击。使用效果远不如“维斯比级”这样的小型舰艇。隐形舰,更重要的是苏联解体后,俄罗斯“波罗的海舰队”的实力缩水了不少,对瑞典的威胁也大大降低。在这样一个相对和平的环境下,即使存在高度紧张,瑞典海军舰队的规模和质量也应该以精干为主。情况瑞典作为“北欧领头羊”,也会得到北欧其他国家海军,甚至北约海军的支持。尽管瑞典一百多年来一直保持中立地位,但它毕竟还是资本主义世界的一员。

2017年瑞典皇家海军规模,其中2019年新增1艘“维斯比级”,其他类型潜艇和军舰没有增加,这意味着瑞典海军目前拥有6艘“维斯比级”轻型护卫舰,这太多的年轻人确实有点“捉襟见肘”,

原采购数量为20艘。由于苏联消失的威胁突然减少,被修改为14艘。不过,14艘的计划并没有坚持多久……并且在2001年数量减少并减少到现在的数量。6艘“维斯比级”舰的计划总造价为7.5亿欧元,这太贵了。在当前经济整体不景气的情况下,要维持这个数字已经是非常困难了。

目前,考库姆船厂已设计出改进版的“维斯比+”总体设计方案并已完成。 “维斯比+”可由不同模块组成,可执行反潜、反舰、防空、巡逻……等任务,建造成本进一步降低,还有56米缩小版、68米缩小版、面向国际市场推出了104米普通版和104米加长版。如果资金允许,瑞典海军也将购买它。不过,“维斯比+”至今尚未出现。看来瑞典海军因资金紧张暂时无法采购。

但是,无论如何,“ Visby-Class”确实为完全隐身的表面船设定了先例,其设计概念也为其他国家提供了参考。

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