浅述国外海军海上补给技术现状及发展趋势

王利伟，　韩　霖

(1.91404部队91分队，河北 秦皇岛 066001；2.上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室，上海 200135)



浅述国外海军海上补给技术现状及发展趋势

王利伟1，韩霖2

(1.91404部队91分队，河北 秦皇岛 066001；2.上海船舶运输科学研究所 航运技术与安全国家重点实验室，上海 200135)

摘要:为保证舰船，特别是中小型舰船在海上正常航行和作业，对国外海军的海上补给舰船、物资补给方式及补给技术与装置进行研究。在此基础上，进一步指出国外海军海上补给技术的发展趋势，为了解和掌握国外海军海上补给提供技术支撑。

关键词:补给方式；补给装置；补给技术

1综述

舰船在远洋航行和海上作业时会不断消耗其储备的食品、燃油、淡水及武器弹药等物资，因此为保证舰船，特别是自持力相对较弱的中小型舰船正常作业，须迅速补充上所消耗的物资。受港口、航道及海况等多方面因素的影响，通常不得不采用海上补给的方式。

未来的海战(尤其是远洋作战)对海上补给舰船的需求量将越来越大，对舰船的速度要求也将越来越高，世界上许多国家都已将海上补给与武器装备同时纳入到海军总体发展战略中去，其中补给舰船的性能、数量和吨位是衡量海上补给能力的第一标志。舰艇编队在执行海上任务时持续时间长、物资消耗量巨大，需对其进行较大规模的海上补给。因此，海上补给性能的优劣已成为衡量编队海上持久作战能力和机动能力的标志之一，对国外海军的海上补给进行研究具有重要的指导意义。

2国外海军海上补给的现状

2.1补给方式的现状

2.1.1航行纵向补给方式

目前各国较普遍的海军海上补给方式是海上航行纵向补给方式。采用该方式补给时，补给舰船和接收舰船编成纵队同向航行，在保持同向、同速航行过程中，通过跨接于两舰船之间的纵向补给装置进行物资补给。由于该补给方式存在补给品种单一、效率低等不足，在现代海战中极为受限，因此大有被航行横向补给方式取代之势。

2.1.2航行横向补给方式

采用航行横向补给方式补给时，补给舰船和接收舰船编成横队并向航行，在保持同向、同速航行过程中，通过跨接于两舰船之间的补给装置进行物资补给。横向补给能在6级海况下进行，具有品种多、效率高等优势，因此在补给方式中占主导地位。美国海军目前主要采用横向补给方式，其主要补给舰船均装有现代化横补装置，可两舷同时展开，并能通过专用补给站快速、高效地为航母补给物资。此外，美军中型以上作战舰艇也都装有横向接收装置。

2.1.3航行垂直补给方式

航行垂直补给方式是近期被各国认作最为迅捷、有效的物资补给方式，该补给方式可实现远距离、多舰船同时迅速补给，在现代海战中得到了广泛应用。1959年，美国海军首次利用直升机成功完成应急物资的运送；目前其补给舰船均搭载有运输直升机，且大中型作战舰船所载作战直升机在必要时可用于垂直补给，从而使其重垂补数量占到干货海上补给总量的30%以上。因此，尽管垂直补给方式所需费用较高，但因占据时空优势而成为美国海军海上补给的主要手段。

2.1.4靠帮补给方式

靠帮补给方式是目前最为古老的海上补给方式，即在漂泊或锚泊状态下并靠系留，通过简单物资设备进行物资补给。这种补给方式虽安全可靠，但在高海况、深水区作业时难以控制，尤其是遇敌情时不易机动展开。因此，该补给方式只被第三世界国家的海军大量采用。俄罗斯海军的海上补给工作起步较晚，不仅仍将纵向补给方式作为主要手段，而且靠帮补给方式也占相当大比重，在近年海上演练中频繁被采用。

基于以上分析，得到各种补给方式的优点和缺点见表1。

表1　各补给方式的优点和缺点

2.2补给舰船的现状

以国外几个主要海军大国为例，其补给舰船的现状见表2。

表2　国外几个主要海军大国的补给舰船现状

2.3补给技术与装置的现状

2.3.1纵向补给技术与装置现状

纵向补给装置是传输液体的管道系统，可根据海况的不同采用海面上补给和海面下补给两种形式。该纵向补给装置结构简单，制造和使用方便。

2.3.2横向补给技术与装置现状

(1) 平衡重块传送系统。该系统是美国海军发展起来的，采用了一个平衡重块，用其自动调节高架索中的张力可达到平稳传送的目的。该系统可很好地解决常规弹药和普通干货的补给，但在导弹传递过程中对稳定性的控制不好。

(2) 高速自动传送系统(FAST)。该系统是美国海军发展起来的，分为发送装置和接收装置两部分。导弹从补给舰船的导弹舱中取出直到传送至接收舰船的储存舱内就位，整个传送过程均能得到有效控制，无需人工搬运，具有很高的补给效率和能力。但是，该系统结构较复杂，维修较困难，推广使用受限。

(3) 标准横向补给系统(STREAM)。美国海军于20世纪70年代放宽了对干货补给从舱到舱完全自动化的要求，取而代之的是以适当的人力操纵，增强了系统的实用性和可靠性，即将FAST系统简化为STREAM系统。STREAM系统的组成与FAST系统大致相同，主要特点是所属设备多为标准化设备，将复杂的液压传动装置组装化、干货补给货盘化等，提高了设备的通用性、互换性和可维修性，是目前其他国家广泛采用的方式。

(4) 新概念航行横向补给系统。该系统又称为重型航行补给系统，采用恒张力绞车进行张力补偿，可在90 m的横向距离下载重5.4 t物资。从美国海军横向补给系统的技术演变方面看，在横向补给领域绞车恒张力控制技术最为先进。因此，加快对绞车恒张力控制技术的研究具有重大军事意义。最具代表性的高架索补给装置结构见图1。

注：1为张力索绞车(恒张力液压绞车)；2为外牵引绞车(液压绞车)；3为内牵引绞车(带补偿液压绞车)；4为流浪补偿油缸(液压油缸)；5为吊钩装置；6为液压动力站

图1高架索补给装置结构

2.3.3垂直补给技术与装置现状

垂直补给是一种立体式补给方式，既能在航行状态下应用，又能在漂锚泊状态下应用。自1959年美国海军率先成功利用舰载直升机完成垂直补给试验以来，垂直补给方式被认为是当代最有效、最现代化的补给方式。垂直补给的能力主要依赖于直升机的性能。

3国外海军海上补给的发展趋势

3.1海上战略思想的演变与补给力量的发展

美国海军现行的海上补给体制虽然在保障作战舰船遂行任务方面发挥了重要的作用，但仍将发生重大变化。其主要发展趋势是减少中间环节、精简机构及提升海上补给实体的信息化水平等。

3.2补给方式的发展趋势

海上航行补给方式仍将以横向补给方式为主，辅以垂直补给方式。

3.3补给舰船的发展趋势

补给舰船将发展为多用途补给舰船，并向快速化、灵活化方向发展，进一步提高航速和自卫能力。

3.4补给技术与装置的发展趋势

3.4.1补给装置的发展趋势

在补给装置上，美国海军将通过改善补给缆索操纵方法、减少补给索具及增大传输负载等手段改善补给装置。为解决垂直发射导弹补给问题，美国海军正致力于重型海上补给系统的开发，设计能承载10～15 t集装箱的海上补给系统。研制并靠物资补给系统主要包括研制新型波浪补偿起重机、新型防撞材料、近距离的油料传输系统和舰对舰并靠的安全系统等。在液货补给方面，改进现有的海上加油系统，并采用自动寻的技术研制船尾加油系统。在STREAM系统的基础上研究新型张力软管海上加油系统(THFASS)，该系统采用轻型、高强度软管和先进的绞车驱动系统，可明显减少甲板上的重量、节省甲板空间及增大补给舰船与被补给舰船间的距离；此外，该系统模块化的设计可使其快速安装到任何可为其他舰船加油的海军舰船或商船上。

3.4.2补给技术的发展趋势

在补给技术上，国外海军将进一步完善横向补给方式，美国海军还将实现绞车机组组合化、电器组件集成化、干货补给横向化(专用集装箱化)和液货补给快速化。新的补给应用技术主要包括以下3个方面。

3.4.2.1补给综合监控系统

海上补给综合监控系统由监测系统、控制系统和应急安全保护系统等3个部分组成；数据采集系统由传感器、测量模块、总线数据采集器、网络交换机和监控主机组成。通过采集工作状态的各种参数，辅助摄像头实时拍摄清晰的画面，进行综合分析控制；当发生应急情况时，可进行一些应急操作，以保护补给物资和舰船的安全。补给综合监控系统原理见图2。

3.4.2.2综合决策系统

高海况下，受补给区域海洋环境以及补给任务的复杂性的影响，单纯依靠补给人员的经验和补给规范很难给出兼顾补给效率和安全性的恰当补给间距。

(1) 从舰船操纵性安全方面考虑，希望补给间距越大越好，这样既能保证补给安全，又有利于补给过程中设备的操作；

(2) 从补给装备本身设计的角度出发，考虑到高加索补给装置的力学性能，希望补给间距越小越好，这样既保证装置的经济性，又可获得较高的补给效率。

根据船型信息建立高加索系统的力学模型，检测舰船运行海况、舰船所处波浪位置、运行速度及舰船操纵性模型等可决策分析舰船补给安全距离和最佳距离。结合通信系统，补给舰船与接收舰船之间协调操纵彼此间距。补给综合决策系统原理见图3。

图2　补给综合监控系统原理

图3　补给综合决策系统原理

3.4.2.3基于模糊控制理论的预测控制

通过建立舰船的力学模型和运动模型，基于模糊控制的理论设计航迹跟踪控制器。此外，还可设计超前预测控制，利用数据库记录分析各个运行状态量，进行自学习控制等。

4结语

在未来的海上局部战争中，海上机动作战将是主要的作战形式，各种机动样式运用频繁，对后勤机动保障力量建设提出了很高的要求。因此，必须有强大的海运和空运的立体运输手段，以提高战斗舰船的作战半径和部队持续作战能力。海上补给性能的优劣在衡量编队海上持久作战和机动作战的能力方面具有重要意义，研究国外海军海上补给的现状和发展趋势有助于完善我国海军后勤保障技术体系，借鉴经验、拓宽研究视野，具有重要的指导意义。在当前的国际形势和装备发展趋势下，海军后勤建设必须适应近海作战的需要，并结合海军作战机动性较强的特点加强我国海上机动保障力量的建设。

从海上航行补给技术方面看，未来物资补给方式必将是横向补给和垂直补给并举。横向补给技术将会有很大提升空间，补给综合监控系统、综合决策系统及预测控制等现代控制理论将得到广泛应用。

参考文献：

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A Review of Underway Replenishment Technology of Navies Abroad:Situation and Development Trend

WANGLiwei1，HANLin2

(1. Unit 91404， Qinhuangdao 066001，China；2.State Key Laboratory of Navigation and Safety Technology, Shanghai Ship & Shipping Research Institute, Shanghai 200135, China)

Abstract:This paper put forward the overseas technology development trend of naval underway replenishment based on comprehensive investigation of the supplying ships, the supply modes, and the supply technology and equipment. This study can serve as the technical support for understanding and borrowing overseas naval underway replenishment technology.

Key words:supply mode; supply equipments; supply technology

收稿日期：2016-05-04

作者简介：王利伟(1981—)，男，工程师，硕士，主要从事机电一体化研究。

文章编号：1674-5949(2016)02-0077-04

中图分类号：U674.7

文献标志码：B