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[编者按]曾经被一部热播的、素有福克斯电视网“镇台之宝”美誉的美国电视剧《X档案》深深吸引,两位FBI探员试图揭开几十年来遇到的超自然现象的谜团,让人们在诧异自然界的不可思议和惊叹外星球玄妙科技的同时,更钦佩主人公为求真相不屈不挠的精神。在美军装备的研制中也有这样一批“X档案”,只不过它们不是外星球而是地球上最新科技的探路先锋……
“海上斗士”号双体船又称为X艇,如同美国空军的X-45、X-47超高速试验飞机一样,X艇代表着它是一艘试验性质的舰艇。我们通常用X代表未知,因此X艇也可被认为是探索未知技术领域的舰艇。
美国一向标榜自己以技术领先潮流,然而新技术就如一把双刃剑,既可能带来性能的飞跃,也一定伴随着相当大的风险。在美国濒海装备重点发展计划中,濒海战斗舰(LCS)无疑最令人瞩目,技术上的大胆创新,赋予了计划中的LCS前所未有的战斗潜力,而风险的存在令财大气粗的美国也不得不小心从事,于是“海上斗士”应运而生。这个双体试验舰将帮助美国海军评估LCS的各种概念、战术以及验证一些将来可用于LCS的先进技术。
继“褐雨燕”之后
“海上斗士”舰长80米,舰宽22米,采用全铝合金建造,整个舰艇的重量较轻,轻载排水量仅为960吨。
其实,“海上斗士”并非美国海军用于LCS项目的第一艘试验舰艇。在此之前,美国海军就租借了澳大利亚的“褐雨燕”号高速双体船,来验证濒海战斗舰的一些作战概念。此次泰坦公司建造的“海上斗士”与“褐雨燕”有些相似。
最大的相似之处就是两者都是双体船,只不过“海上斗士”采用的是一种名为ModCAT的船型,它是泰坦公司与英国BMT公司联合开发的一种专利新船型,最大优点是具有良好稳定性和适航性。为了进一步提高稳定性和适航性,“海上斗士”在船尾和船首都安装了主动航行控制调节器。此外它还安装了先进的运动缓冲系统,包括在双体船两个船首下安装的具有后沿副翼的钛合金T型水翼、全船宽截流阻、高速导流舵等。特别是高速导流舵,可在舰艇的尾流浪中进行精确的偏流控制,从而保证了精确的航向控制。在4级海况下(浪高2.5米),它的速度也能够达到40节。
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也因为是双体船型,“海上斗士”和“褐雨燕”一样,具有了单体船型所不具有的宽大飞行甲板,其直升机甲板上可停放2架H-60“黑鹰”直升机或者无人机。在5级海况下,“海上斗士”还能起降直升机。为了提高全天候作战能力,“海上斗士”在上层飞行甲板上也安装了一套夜间飞机辅助降落装置。
为了追求高速,“海上斗士”和“褐雨燕”一样,都选择喷水推进装置。“褐雨燕”采用了4台柴油机作为动力装置,为4台喷水推进器提供动力,最大速度可达50节。“海上斗士”则采用了联合燃-柴交替动力装置,既保证了良好的加速性能,又提供了良好的巡航性能。两台通用电气公司的LM2500燃气轮机可使“海上斗士”在静水中的最大速度达到60节。两台MTU 595型柴油机提供了良好的远距离巡航速度。4台罗尔斯-罗伊斯公司的卡玛瓦125S11型易操控喷水推进器,又为“海上斗士”提供了良好的推进与机动性能。除此之外,“海上斗士”还可在海上补给燃料。即使在没燃料补给的情况下,其航程也可超过4 000海里,从而可以独立地进行跨洋航行。
在舰艇信息化方面,“海上斗士”则大大优于“褐雨燕”。它采用斯佩里海事公司的电子海图与信息显示系统、航行管理系统,实现了舰艇的无纸化导航。它还安装了高度自动化和成熟的监控系统及设备,使得在通常情况下,全舰仅需4人就能完成整个操作,其中3人操作舰艇,另外1人负责巡视监视和配置工程系统。相比之下,“褐雨燕”则配备了2组船员,船员数量多达42名。
除此之外,为了保证舰艇的航行安全,“海上斗士”安装了应力测量表、加速计、压力测量计等精密测量仪器,可采集船体结构受到海浪作用引起的各种变化,为船员提供关于船体结构性能的数据,使艇员能够及时发现并避免危险。这也是“海上斗士”能够实现全面的实时监控和船员数量大大减少的原因之一。
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“海上斗士”的使命
“海上斗士”如今已经建造完成,2005年底交付美国海军第三舰队,在实际操作中进行作战评估以及船体与推进系统的水动力学测试评估、对使命模块的能力进行演示等。从技术角度来说,“海上斗士”将进行哪些技术验证呢?
最重要的一项就是抬升体技术,这是一项高速舰艇技术。所谓抬升体其实就是在舰艇底部安装弧线型横截水翼,以在舰艇高速航行时产生动升力。与传统的水翼不同,抬升体能够为舰艇提供30%~70%的浮力,从而大大增加了舰艇的运载能力;同时在舰艇高速航行时,抬升体还可减少了船体与波浪接触和减少阻力,改善舰艇的耐波性和提高舰艇的速度。目前,抬升体技术已经在美国海军的“海行者”号演示舰上试验成功。“海行者”号由表面效应船IX-515(退役的SES-200)改装而来,在原来的气垫系统和相关部件处安装了170吨重的水下抬升体和新型推进器,船尾安装了水下横向水翼以及可控制前后颠簸与摇摆的先进航行控制系统。抬升体内有足够的空间安装推进装置,并容纳了先进航行控制系统四个控制副翼中的两个。抬升体使得“海行者”随着速度的增加,船体浸没深度也不断发生变化,在最大速度时可以完全地将船体抬离水面“飞”起来。同时,抬升体、船尾横向水翼和先进航行控制系统联合为舰艇在高速航行时提供升力和稳定性。
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抬升体技术将在“海上斗士”号上进行进一步的验证,成功后才能真正应用到濒海战斗舰上。
美国海军要求濒海战斗舰必须具备反潜、反水雷、反水面舰艇三大主要使命。受到吃水和排水量两个矛盾条件的制约,要在一艘护卫舰级排水量的近海战斗舰上同时实现反水雷、反潜、反舰三种使命实在有些勉为其难,为此濒海战斗舰都采用了任务模块化的设计。所谓任务模块化主要是指针对不同的作战任务,换装不同的武器装备。这种换装一般可在12小时内完成,既可在海上进行,也可在港口进行,从而实现了舰艇的一舰多能。作为濒海战斗舰的试验平台,对任务模块进行测试也成为“海上斗士”的一项重要内容。
“海上斗士”的另一个重要使命是评估未来水面舰艇如何减少人力。 “海上斗士”安装的高度自动化和成熟的监控系统及设备,实现了4个人就能完成整个舰艇的操作。濒海战斗舰也将借鉴 “海上斗士”的监控系统设计,以及减员措施和方法,实现人员配备最优化的目标。
“准”濒海战舰的抱负
与“褐雨燕”不同,“海上斗士”的设计重点放在提高舰艇的有效载荷和燃料运载量上,因而更多地带有了作战舰艇的特征。另外,作为濒海战斗舰的试验平台,其结构和性能也已经满足了美国濒海战斗舰大多数关键性能的要求,在某种意义上已经超出了试验平台的范围。与洛克希德·马丁公司的半滑行单体濒海战斗舰和通用动力公司的三体濒海战斗舰相比,它算得上是一艘地地道道的“准”濒海战斗舰。
在结构上,“海上斗士”采用了开放式的结构设计。这种设计主要是指将船体、机电系统、使命模块看作是自由组合又不相互牵制的部分,可根据作战需求进行配置,用通俗的话来说就是可即插即用。开放式结构设计的优点在于迅速和可承受地集成美国现有的成熟部件,减少研发新部件带来的高成本和高投入,也可以兼容一些正在开发的技术。两种濒海战斗舰方案都采用了开放式的结构设计。
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在总体布置上,“海上斗士”与通用动力公司的三体濒海战斗舰非常相似。位于“海上斗士”飞行甲板下方的舰艇任务模块舱室,主要用来装载车辆、小型快艇、任务模块等装备。装备进入任务模块舱室可通过两种方式,第一种是通过飞行甲板上的大型起重机从舷侧直接吊入,第二种是通过舷侧可折叠式坡道进入,具有非常大的灵活性。
在建造材料上,“海上斗士”与洛克希德·马丁公司半滑行单体濒海战斗舰和通用动力公司的三体濒海战斗舰有着明显的区别。洛克希德·马丁公司原计划采用铝合金建造,但迫于成本,转而采用轻质钢材。虽然洛克希德·马丁公司一再强调采用钢材建造的濒海战斗舰的磁信号特征依然会低于美国海军的要求,但其效果肯定不及铝合金建造的好。通用动力公司的三体濒海战斗舰则采用了复合材料建造,它只是在考虑效费比的基础上,在某些部位采用铝合金代替。由于采用铝合金建造具有较小的磁信号特征,在反水雷作战时,能够降低触发水雷的机率,“海上斗士”号在磁信号特征方面具有一定的优势。
在速度上,美国海军对濒海战斗舰提出了最大速度超过50节的要求。实际上,“海上斗士”在静水中的最大速度达到60节,在4级海况下也可达到40节,远远超过了上述要求。洛克希德·马丁公司的半滑行单体濒海战斗舰的最大速度也能达到60节。通用动力公司的三体濒海战斗舰的最大速度也超过了50节。三者在速度上不相伯仲。
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搭载直升机可执行各种任务是濒海战斗舰的一大特征。“海上斗士”也同样具有这种特征。由于是双体船型,“海上斗士”宽达22米,具有宽阔的飞行甲板。虽然“海上斗士”在船宽上不及通用动力公司的三体濒海战斗舰(三体濒海战斗舰的舰宽达到了30.4米,不过它的排水量达2 637吨,而“海上斗士”的轻载排水量仅为960吨),却远远超过排水量为2 840吨的洛克希德·马丁公司的半滑行单体濒海战斗舰13.1米的舰宽。“海上斗士”没有直升机机库,而洛克希德·马丁公司和通用动力公司的方案都带有直升机机库。不过有利有弊,至少在飞行甲板面积的大小上,“海上斗士”具备一定的优势。
将舰载无人机和无人艇带入实战,是濒海战斗舰的另一大特征。“海上斗士”亦是如此,其任务模块舱室的尾部安装有舷外平台施放和回收系统。“海上斗士”号双体试验舰可在4级海况和速度为10节的情况下,施放和回收11米长的刚性特种作战小艇以及有人/无人水面航行器、水下航行器。当然舷外平台施放和回收系统也是另两家的标准配置。
“海上斗士”与濒海战斗舰另一个最大相似之处是采用任务模块化的设计。“海上斗士”的任务模块舱室上可放置12个任务模块,也就是12个标准集装箱,每个任务模块根据作战任务的不同,配备的装备也不相同,例如反水雷模块可能包括WLD-1遥控猎雷系统、战区自主水下航行器和REMUS无人水下航行器等设备。这些集装箱化的任务模块允许舰艇进行快速地重新配置,支持各种使命,包括作战部队保护、反水雷、反潜、两栖攻击保障、后勤/人道主义救援保障等。
作为“海上斗士”号双体试验舰的建造商,泰坦公司曾经参与濒海战斗舰的概念开发阶段的竞标,但其提出的濒海战斗舰概念并没有得到美国海军的认可。不过泰坦公司并没有放弃竞标濒海战斗舰的打算,此次为美国海军研究署建造的“海上斗士”号双体试验舰,无疑给了泰坦公司另外一次绝好机会。泰坦公司专门将“海上斗士”的设计工作委托给了在多体船领域颇有造诣的英国BMT公司,将船体、机械和电力系统的建造工作则委托给了美国Nichol兄弟造船公司,试图拿出最好的技术和产品来证明自己的实力。
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对于是否允许“海上斗士”号双体试验舰参与最终的濒海战斗舰竞标,美国海军的态度始终比较暧昧。他们认为,是否重新开启濒海战斗舰的竞争将取决于对洛克希德·马丁公司半滑行单体濒海战斗舰和通用动力公司三体濒海战斗舰的评估结果,并没有就此直接肯定或否决“海上斗士”号参与竞标的提议。这种态度给了泰坦公司希望,它们对BMT公司进行投资,以开发建造一艘95米长的“海上斗士”号双体试验舰,希望能够真正参与到最终的濒海战斗舰竞争当中来。
作为一艘“准”濒海战斗舰,要加入到真正的濒海战斗舰行列当中,仅做到相似是不够的,还要有“超人”的本领,不然即使有机会也于事无补。如今洛克希德·马丁公司的半滑行单体濒海战斗舰已经开始建造,而通用动力公司的三体濒海战斗舰也将在明年开始建造。这三种舰艇究竟孰优孰劣,估计我们还要等上一段时间才能见分晓。