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深度解析中国三体护卫舰:性能稳超054A与美军濒海舰

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刚刚开幕的IDEX2017阿布扎比防务展上,中国展商展示了一款相当有趣的三体护卫舰方案。对于中国海军而言,三体船早不是新鲜玩意了,早有三体搜救船加入了海军现役。

近些年,三体军舰数量越来越多,除去美国的LCS-2、日欧大量三体军舰设计不说,甚至连第三世界的印尼都投入了三体的怀抱,而在中国的相关圈子里,三体护卫舰的传说也早已有之。

现代舰船在2013年曾刊登过一个探讨中国三体护卫舰的文章,并配以三体版护卫舰的CG想象图,这个想象图与阿布扎比展出的方案颇有些相似。比如,同样的都使用76mm主炮,都拥有一组垂发单元,携带8枚反舰导弹,简版近防炮。

所不同的是现代舰船版更像是三体版的054A护卫舰,而阿布扎比版则显然吨位小不少,按照展牌信息:其排水量2450吨,长142米,宽32.6米,巡航航速25节(三体的优势),极速在30-35节之间!自持力30昼夜,舰员据透露超过100人。三体护卫舰还优雅地取消了烟囱,改以舷侧排烟,这样不光美感增加,更扩大了舱面利于布置设备或武器。航空支持能力方面,三体护卫舰显著优于054A,它以054A一半多的体量,居然拥有双机库和巨大飞行甲板(三体优势满满)。

目前这款三体护卫舰尚未获得订单,但这不妨碍我们想一个有趣的问题:

为什么三体这么有吸引力?

先理一下三体船的历史。

三体船的历史极其遥远,南洋很早就有三体船型的木筏。

(冷战时期,欧美出现过大量三体船型的驱护舰,甚至航母设计)

上世纪70年代,苏联人开始着手现代三体船型的研究,但这种技术真正步入正轨还是90年代之后。

009年7月15日,美国海军,同时也是世界上第一艘采用新船型的主战舰艇LCS 2“独立”号开始海试,该舰排水量超过2000吨,最高航速超过40节。它是第一艘采用三体船型的作战舰艇。

顺便,即便阿布扎比三体护卫舰很快找到买家,第二的名号也落不到中国头上,世界上第二家拥有三体战舰的是印尼,印度尼西亚海军一艘60米级的三体隐形导弹快艇柯丽旺“KRI KLEWANG”号在2012年8月31日12点时正式下水。它的设计相当新颖,只是造物弄人,首舰下水不到一个月,竟然在东爪哇外南梦海军基地意外失火,全艇采用非传统材料建造,火势瞬间发展到无法控制的地步,堂堂世界第二,眨眼就烧成了垃圾。

转回正题,单体船垄断军舰船型的历史很早就被打破了,双体船和小水线面双体船船型的军舰并不罕见。近些年,穿浪双体船更是成为不少作战舰艇青睐的船型,比如022导弹快艇和巡海轻护都采用这种船型。

(2017阿布扎比防务展上,中国展商还亮出一款加大版022,同样采用双体穿浪船型,但吨位放大到700吨,主炮升级为76炮,搭载4枚反舰导弹,据站位人员透露,中国海军对此方案无兴趣)

但排水量较大的新船型作战舰艇并不多见,双体船型虽然历史更久,却迟迟不见用在作战舰艇上(当然奇葩国家也有用的,就不点名了)。可是三体船型第一次用在作战舰艇上就是2000吨级的大船,这似乎说明三体船型具有其他船型无法比拟的优势。

简单地说这是因为:三体船更快、更稳、更宽,虽然船体内部空间不如单体船宽敞,但却显然比双体船更容易布置。水线面越小,兴波阻力越小,船速就越快。这一点不用展开。

高速三体船一般由中体和2个侧体组成,3个船体均为细长片体,中体比常规单体船更加瘦长(长宽比一般在12〜18间),侧体排水量不超过总排水量的1/10,这种构造使三体船在高航速时的兴波阻力较小,试验表明,高速航行时,三体船受到的兴波阻力与单体船、甚至双体船相比都有明显的优势。要稳,就复杂些,双体船和三体船都比单体船稳。船在水里航行,其实分六个自由度:横荡,纵荡,艏摇,横摇,纵摇,垂荡,航行时这六个运动是同时发生的。

导致不稳的最主要因素是横摇,有效降低横摇最容易稳,如果是民船,比如游艇,就会带来更舒适的乘坐体验,不容易晕船。要稳,就是要增加惯性(惯性大回复能力就大)、阻尼,减少运动加速度,让船不容易摇或摇得慢。

横摇是因为浪施加在船体的力变化,如果压力不变,那船横着歪到一个角度就不动了,如果力变小,船就回复,变大,船就更歪(说人话,就是请自行脑补你在推不倒翁,如果想象力不够,可以推手边的男女票试试)。但破浪航行时,浪对船体的压力是变化的。

这是单体船航行时船体的受力变化情况,我们可以看到,力不断地变,幅度很大,所以船就不稳,你在船上就容易吐,和怀不怀孕没关系。

双体船的结构特点让它惯性力矩很大(重量分布在两个船体上),横摇的阻尼比单体船高,所以它比单体船稳得多,然而航行时,两个船体受力是不一样的,这实际上会让船的运动更复杂,浮力的变化,会让船的运动更无规律,双体船存在让人讨厌的“扭摇”和“急摇”问题。有人会说做双体船更容易晕船就是因为这个,一般说来加上穿浪首会好一些。

三体船就像是加了两个片体的小水线面单体船,它航行时船体受力变化最小,2个片体则可以提供足够的稳性,在耐波性方面,高速三体船的优势也非常明显,尤其值得说明的是,三体船型可以有效避免双体船存在的“扭摇”和“急摇”问题。

快如离弦箭,稳如老司机,说的就是三体船。因此虽然同样存在设计建造和使用成本方面的问题,但三体船却率先迈入了大中型主战舰艇行列,这或许是对三体船型价值和未来的最大肯定。

除了稳,三体船船体内的空间宽度也能显著大于双体船,让主机和舱内设备布置更从容,三个船体还营造出了巨大的甲板面积,甲板宽度可以轻易超过更大吨位的单体船。

有图为证:

在强调航空器搭载能力的今天,这种优势实在太讨喜了。(作者署名:雷曼军事现代舰船)

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