淺析054B型護衛艦部分技術性能
自首艘054A型護衛艦530徐州艦下水10年後,經歷多次技術更新和方案修改的054B型護衛艦終於開始定型建造。作為海軍2020年代的主力護衛艦,該艦罕見的在前型艦量產十年後才定型,並且期間前型艦兩次增加建造數量,據說從最初的16艘,後來追加訂單到24艘,最後到了現在的32艘,堪稱海軍建造數量最多的大中型水面作戰艦艇。前後推遲了大概有四五年,從中可以看出一是054A型護衛艦的綜合性能相當優異,二是海軍對054B型護衛艦性能的嚴苛要求。
從目前透露出的一些054B型護衛艦的相關情況來看,該型艦滿載排水量接近5000噸,可能已經超過海軍第二代驅逐艦052型的噸位(4800噸),比054A型護衛艦多出大約500噸(054A型護衛艦據說滿載排水量4354噸),這是繼054型護衛艦排水量超過國產第一代051型驅逐艦後,再一次超過了國產第二代驅逐艦。
從艦型上來看,054B型護衛艦採用了國際主流的長艏樓船型,該船型比較典型的就是法國海軍的拉法耶特級護衛艦,上圖是基於其改進並出口給沙特海軍的利雅得級護衛艦。而且採用了全遮蔽式前甲板,將原本艦艏前甲板的錨機、系纜柱和錨鏈放置在下層艙室,同時也會提高艦艇的整體隱身性能。但也不要過於擔心艦艇在離靠碼頭解纜帶纜和拖帶作業時前甲板操作人員的視線和操作空間受限,我國的三代驅護艦早就已經採用了全封閉艦尾,各種操作都已經十分熟練。
對於054B型護衛艦的武器裝備,其實十分清楚,據說在定型的時候就是因為艦載武器和054A型護衛艦基本一樣,所以才被否掉了用057這個代號。在分析相關性能之前,先放一張我自己製作的一張054B示意圖(水平較低,見笑見諒)
先說一下整體布局,從艦艏到艦艉依次是H/PJ26型76炮、32單元AJK16垂髮系統、1130近防炮,383型雙波段雷達、左置燃氣輪機煙囪、鷹擊12反艦導彈發射架、中置柴油機煙囪、18或24發紅旗10近防導彈、直升機甲板。這其中要著重談談的是AJK16型垂髮、383型雙波段雷達以及動力系統,但在說這三個之前,我們先提一下直升機起降甲板。
可以預見海軍的新一代艦載多用途直升機一定是基於直20來研發,雖然現役的三代驅逐艦都可以基本滿足SH60海鷹直升機這種10噸級直升機的中低海況的起降,但054B型護衛艦直升機甲板的延長很有必要,既能夠滿足高海況下的安全起降,也能夠滿足起降直8這樣運輸直升機之類的多用途需求。除了搭載反潛直升機,無人直升機應該也是標配,054A型護衛艦是海軍已知的唯一一款搭載奧地利Schiebel公司的Comcopter S-100小型無人直升機的作戰艦艇。
在今年年初對中航工業直升機所在關於該所所長助理、無人直升機技術總監、首席信息官方永紅的報道中透露了有關海軍項目在2016年9月8日競標成功,同時稱該項目非同凡響,對於促進我國海軍武器裝備發展具有劃時代意義。綜合判斷應該是類似美軍MQ-8系列的無人偵察直升機,目前中航工業展出最大的是AV1000型1噸級無人機,同時還有大力發展的察打一體的AV500W無人直升機。
而總參十六所曾經展出過一型1.6噸的WZ6B艦載無人機,相信中航工業能夠拿下這次競標,一定會給我們拿出更好的東西。
說完直升機,我們來說說AJK16型垂髮系統,該垂髮目前可以發射HQ16系列艦空導彈和Yu8系列火箭助飛魚雷,下圖左邊的是陸軍的HQ16B中遠程防空導彈,右圖是改進後的Yu8火箭助飛魚雷。
紅旗16系列艦空導彈,中航科工的論文顯示,基本型HQ16/A型防空導彈,設計水平飛行距離45km,射高25km,平均飛行速度超過3馬赫,戰鬥部70kg,導彈的發射質量為615. 9 kg,導彈總長 5.719 m,彈體直徑 0.357 m,簡單計算一下可知導彈的斜距(射程)約為51.5km。
HQ16B/C通過在殼體發動機和彈體結構上採用複合材料,累計減重約52kg,水平射程增加了約27.5km,達到了72.5km,斜距(射程)增加了約25km,達到了76.5km。射程的增加,能使該彈在滿足對掠海反艦導彈攔截的同時,也能夠更好的打擊高彈道的反艦導彈和戰機。
Yu8是我國第一款正式交付使用的火箭助飛魚雷,據說其最大射程可達到50km,而美海軍的ASROC反潛導彈的射程僅僅不到30km。
同樣的,我們需要從論文中獲得該型導彈的一些技術性能,從上面兩個曲線圖中可以看出(圖一的潛艇速度為12節),當潛艇速度小於12節時,即使攻擊距離達到40km,無論直升機採用哪一種引導法,命中概率都可以達到0.8,而一旦潛艇速度超過了14節,隨著潛艇速度的增加,命中率就會直線下降。當潛艇距離超過40km時,一旦潛艇航速超過8節,命中概率就會明顯下降,同時無論直升機採用哪一種引導法,命中概率也會直線下降。我們可以得出結論,對於低速的常規潛艇來說,火箭助飛魚雷的最大有效射程可以達到50km,而對於核潛艇來說,有效射程只有30km左右。
接下來,我們要說說最新的383雙波段雷達,該型雷達主要是為了替代382型海鷹S/C三坐標雷達和364型雷達,雖然目前並不確定採用哪兩種波段,不過我認為有較大可能採用S波段和I波段,S波段負責中遠距離對空搜索,I波段負責海天線低空搜索,至於採用類似382型雷達的那種背靠背模式,還是採用陸基紅旗16照射雷達那樣的單面多波段模式就不得而知了。長久以來,我國海軍一直缺乏一款類似美軍提康德羅加級巡洋艦上的AN/SPQ-9B優秀低空補盲雷達。
無論是346海之星雷達還是382海鷹雷達,都不能滿足對中近程掠海反艦導彈的有效搜索,而現役的364雷達已經落後於時代,性能只能勉強夠用,所以383雷達的出現就十分必要,383雷達可以提高對掠海反艦導彈的探測距離,這樣就可以給予足夠多的距離和時間用來攔截,使得艦艇的防空能力大大提高。
最後就是054B型護衛艦相對於我國海軍其他水面作戰艦艇最不同的部分——全電推進,該型艦採用了海軍工程大學馬偉明院士團隊所研發的中壓直流綜合電力系統,綜合電力系統採用中壓直流電制,突破了系統頻率限制,降低了對原動機調速特性的要求,取消了大容量的推進變壓器和配電變壓器,沒有了電流的集膚效應,大幅減小了設備體積和重量,提高了系統效率和供電連續性。
據估計054B型護衛艦採用了一台30MW的GT25000型燃氣渦輪發電機組和兩台20PA6 V280STC柴油發電機組。20PA6 V280STC柴油發電機組的發電功率50Hz時為7400kw,而30MW級的GT25000型燃氣輪機,由於其工作溫度、傳動損失和發電機效率,其推動的發電機組的功率大約會在25MW,那麼艦上總電力就約為40MW(5.4萬馬力),參考45型驅逐艦總電力—推進功率約為6MW,054B型護衛艦應該在4~5MW左右,那麼兩台推進電機的功率應該可以達到35.5MW,參考14500萬噸的朱姆沃爾特級驅逐艦推進功率只有78MW,而用傳統燃氣輪機直接驅動時至少也要85MW,那麼35.5MW的推進電機功率應該差不多等同於至少37MW(5萬馬力)的傳統動力直接驅動。
參考我們開頭所說的沙特利雅得級護衛艦(艦長133米,艦寬17米,吃水4.4米,滿載排水量4650噸),考慮到上層建築發生布局變化,那麼艦長應該在138米左右,艦寬估計在16.5米左右。在淺析中國海軍部分艦艇實際噸位和航速(一)中我提到,054A型護衛艦使用的是總功率3.5萬馬力的四台16PA6BSTC柴油機,如果按照和054A型護衛艦相同的C數,經計算,054B型護衛艦航速大約為29.5節。如果054B的船型進一步優化,超過30節應該不是問題。
其他的比如054A同款的H/SJG-311型主被動拖曳式線列陣聲納,海紅旗10近防導彈系統、鷹擊12超音速反艦導彈之類就不再贅述。相信未來的中國海軍一定會走的更遠,成為一支真正的藍水海軍。
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