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盘点2018年世界国外舰船科技

2019-01-07柳正华王晓静马晓晨

国防科技工业 2018年12期
关键词:无人海军计划

柳正华 张 旭 王晓静 马晓晨 文

2018年,海军主战平台稳步推进更新换代,舰载电子信息、武器、海上无人系统等技术领域发展活跃。

多国发布顶层文件规划海军装备发展

美国加快推进355艘舰队规模目标实现。美国海军部2月向国会提交了2019财年《30年造舰计划》,描绘2050年代初期建成355艘舰队的路线图,提出将以更快、更经济的方式建造舰船,将维持现在和未来的工业基础放在首位,通过以下方式解决海军最重要造船需求:一是在CVN 82后将航母采办间隔从5年缩短为4年,以更快达到12艘航母的目标;二是以最高优先级建造12艘“哥伦比亚”级战略核潜艇;三是将攻击型核潜艇建造速率稳定为每年2艘;四是将大型水面舰船(驱逐舰)的建造速率保持在每年2.5艘,2022财年再增加1艘等。

印度发布顶层文件规划未来海军装备发展重点。印度国防部2月发布新版《技术展望与能力路线图》,提出海军将重点提升水下战和远征支持能力。海军提出1艘航母、5~10艘下一代驱逐舰和护卫舰需求,还为潜艇提出了10套综合作战系统、5套控制系统、10套动力系统、10套锂离子电池,以及至少150枚533毫米鱼雷的需求,意在提高水下作战能力。要求发展至少5艘210米长的舰队支援舰和20~25艘海上补给船,表明印度海军正考虑提高其远征支持能力。

法国提出未来7年海军造舰计划。法国总统马克龙7月正式签署2019-2025年军事规划法案,根据该法案,海军将采办5艘护卫舰、4艘核动力攻击潜艇和9艘近海巡逻舰。

舰船装备稳步推进更新换代

美航母项目稳步推进,俄法日航母计划初现端倪。美国海军“福特”级航母2号舰建造顺利推进,预计2019年第四季度下水。俄联合造船集团确定2018年底向俄国防部提交多个航母方案进行审查,一旦方案通过,2019年将开展新航母工程设计工作。法国正式重启“核动力航空母舰”计划,相关论证工作也已展开。日本宣布正在研究将“出云”号直升机母舰改造为攻击型航母,改造资金将纳入2019年预算,并于2020年开工。

美印俄战略核潜艇发展顺利,俄罗斯“北风”级采办数量增至14艘。美国计划2021年采购首艘“哥伦比亚”级核潜艇,2030年前后实现该艇部署,该级潜艇计划建造12艘。印度“歼敌者”级2号艇“觅敌者”号下水,该级潜艇计划建造6艘。俄罗斯提出将在2023年后再建造六艘955A型战略核潜艇,届时俄海军新型战略核潜艇数量将达到14艘,比原计划增加6艘。

美俄英法攻击型核潜艇保持较快建造进度,俄罗斯第五代核潜艇完成初步设计。英国防部授出“机敏”级攻击核潜艇7号艇建造合同,该级艇计划建造7艘,目前已服役3艘。法国订购“梭鱼”级攻击型核潜艇5号艇,该级艇首艇将于2020年投入使用。美国“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇16号艇交付,该级艇计划分7批建造58艘。俄罗斯“哈斯基”级第五代多用途核潜艇完成设计工作,计划2023年启动建造工作。

常规潜艇保持较热发展势头。俄罗斯“拉达”级潜艇2号艇下水,该级艇计划建造5艘。印度首艘“鲉鱼”级潜艇“卡尔瓦里”号服役,2号艇“卡汉德里”号和3号艇“卡兰杰”号相继于2018年初下水。日本“苍龙”级潜艇9号艇交付日本海上自卫队,该级艇共计划建造12艘,最后两艘采用锂离子电池AIP系统。韩国海军接收第7艘214型潜艇,该级艇计划建造9艘。新加坡国防部启动第二批218SG型AIP潜艇建造,首艇将于2024年交付。印度尼西亚海军接收“纳加帕萨”级潜艇2号艇,该级首艇去年8月入役。

水面主战舰艇受到广泛重视,发展面较广。美国海军DDG51和DDG1000均取得进展:DDG 114服役,DDG 118铺设龙骨,首艘DDG51 III型舰DDG125“杰克·卢卡斯”号开工建造,DDG126命名;DDG1000级驱逐舰2号舰交付,近海战斗舰进展顺利,12号、14号舰服役,13号、16号完成验收试验,该级舰迄今为止已服役11艘;授出FFG(X)项目概念设合同,计划2020年开工建造。美国海军启动未来大型水面舰论证,预计2023-2024年启动首舰采购,该舰设计将吸收DDG51 III型和DDG1000特点,并装备“宙斯盾”基线10作战系统和防空反导雷达。其他国家驱护舰也取得了不同进展:俄罗斯海军接收11356型护卫舰3号舰;法国反潜型欧洲多功能护卫舰5号舰完成首次海试,预计2019年交付海军,计划建造8艘该级舰,包括6艘反潜型和2艘防空型;日本“朝日”级驱逐舰首舰交付,该级舰共计划建造2艘;韩国海军接收“大邱”级护卫舰首舰,该级舰计划建造8艘;新加坡“独立”级近海战斗舰6号舰下水,前4艘已服役;澳大利亚海军选定BAE系统公司完成9艘新型护卫舰的设计和建造;印度和俄罗斯签署了四艘11356型护卫舰采购合同,P-17A型护卫舰2号舰铺设龙骨,该舰是P-17“什瓦利克”级护卫舰的改进型舰艇,计划建造7艘。

国外舰艇动力技术问题、改造和突破并存

美俄解决各自燃气轮机发展问题。美国“朱姆沃尔特”级2号舰在接收海试中主推进燃气轮机涡轮动叶损坏,巴斯钢铁船厂已更换了一台MT30燃气轮机。美海军称,需拆除损坏发动机并开展彻底分析后,才能知道损坏的原因。俄罗斯方面,土星科研联合体完成了对三款舰用燃气轮机的试验和调整,并准备批量生产,包括:М90ФР(功率-27500马力),Агрегат-ДКВП(功率-10000马力)和М70ФРУ-Р(功率-14000马力)。

美“阿利·伯克”级驱逐舰机电混合改造遇阻。美国海军,取消34艘“阿利·伯克”级ⅡA型驱逐舰的机电混合推进改造项目,仅保留DDG-103“特鲁斯顿”号一艘应用该技术。美海军将监测和评估系统运行使用情况,研究技术有效性,为未来是否继续部署该系统提供决策支撑。

英国稳步推进驱逐舰电力改进计划。英国BAE系统公司领导的工业团队获得英国国防部价值1.6亿英镑(2.24亿美元)的合同,承担英国国防部PIP电力改进计划,将45型驱逐舰现有的两个柴油发电机组更换为三个更大的机组。45型驱逐舰采用综合电力系统,此前在高温环境下出现了严重的推进系统故障。首舰改造将于2021年完成,其余将在21世纪20年代逐步完成。

新研与改进并举,提升武器系统作战能力

积极推进新型武器系统发展。高能武器方面,美国洛·马公司1月获得价值约1.5亿美元水面舰激光武器系统合同,以在2020财年为海军开发、生产和交付2套高能激光杀伤监视系统。俄罗斯新一代高能激光武器系统研发工作取得进展,并发布相关影像资料。导弹方面,巴西MTC-300“斗牛士”巡航导弹3月进入最后研发阶段。欧洲导弹集团“海毒液”反舰导弹4月完成第二次研发试射,“陆上拦截者”防空导弹系统6月完成首次试射。鱼雷方面,印度国防部国防研究与发展组织4月向印度海军移交了自主研制的Varunastra重型鱼雷,由DRDO海军科学和技术实验室研发,国产化率高达95%。希腊海军5月发布采购重型鱼雷的信息:能对抗水面舰艇和潜艇,采用主/被动自导、近炸或触发引信,最大航速超过50节, 发射深度超过400米, 重定向/攻击阶段可自动调速和变深, 具有识别和欺骗现代电子干扰对抗措施的能力。俄罗斯军方6月表示正在考虑研制核鱼雷:重40吨,携带一枚1亿吨当量的热核弹头,能制造人造海啸,可对沿海地区造成严重破坏。

大力通过技术植入提升武器系统性能。美国授予雷声公司7700万美元合同,开始小批量生产“改进型海麻雀”Block2导弹,该导弹基本完成工程研发工作。Block2型导弹使用了全新主动雷达导引头技术,并更新了弹载数据链,提高了导弹对抗掠海目标能力。法国海军表示将于2019年接收“飞鱼”MM40 Block 3升级型导弹,采用新型相干主动射频导引头,可显著提升导弹目标选择和电子对抗性能。瑞典萨博公司7月发布RBS15下一代反舰导弹系统,比上一代增加射程、改进导引头,采用惯性+GPS+主动雷达的综合制导方式,可打击移动式海上目标和固定式陆上目标,具有适应高海情的掠海飞行、全天候作战、再攻击、末段高机动突防、多导弹同时攻击同一目标、数据链传输和先进电子防护能力。美国海军计划大规模升级Mk48鱼雷,改进后的新型鱼雷称为Mk48“先进能力鱼雷”,将采用先进声纳、全数字导航与控制、数字线导和新型推进系统等新技术,可在浅水和非常浅的沿岸水域及传统深水环境发射,预计2024年后服役。以色列海军Kaved新型重型鱼雷成功完成系统测试并服役,采用软件可不断升级的数字化制导系统,航深达数百米,具有精确攻击能力和较远航程。意大利国防部3月计划发展“奥托马特”增程型Mk2E反舰导弹,将使用新型固体推进发动机,重新设计弹体,采用全新导引头等,提升导弹射程、打击精度和生存能力等。

雷达、水下探测与通信、导航技术蓬勃发展

多国在针对高速、复杂环境目标的雷达探测技术方面开始探索或取得突破。美国海军发布合成孔径雷达研发项目意见征询书,计划研发软件定义的多波段合成孔径雷达,利用传感器数据流,提高射频感知等能力,开辟使用随机信号处理技术开展无源探测新途径。法国泰利斯公司推出NS50水面舰四坐标有源相控阵对空/对海监视雷达,该雷达除提供目标方位、距离和高度信息外,还能深度分析目标多普勒等特征,与三坐标或二坐标雷达相比,有更强对空/对海探测、跟踪、识别能力。瑞典“海上长颈鹿”4A雷达采用下一代跟踪及扫描技术,增加雷达高超声速目标探测与跟踪能力,任意条件下均能1秒内开始跟踪任意数量目标,包括隐身目标。

美法日等国积极谋求发展新型声纳和研发创新性水下探测技术。DARPA分别授予系统与技术研究公司和应用物理科学公司1210万美元和620万美元“声学通道战术开发应用”项目第一阶段合同,研发分布式相控阵声纳探测技术,提高信噪比,未来可实现声纳的分布式部署。美海军寻求发展空中部署被动浮标技术,以探测、识别、跟踪新一代极安静型潜艇。法国国防采办局授予泰利斯公司为期42个月的合同,为第三代弹道导弹核潜艇研发新型声纳,该声纳将采用自适应阵列处理技术、威胁分类算法等新技术,综合探测性能将显著提升。日法两国计划2018年度正式开展新型声纳技术联合研发,探测布设在海底的水雷,提升防卫能力,新型声纳将集成日本优异的水雷探测及法国高频声纳的图像显示技术,具备较高的探测性能。韩国设计并利用3D打印技术制出一款新型传感器,效仿水中生物触须来探测目标、监测水下漩涡,跟踪精度较高。瑞典研究发现激光探测和测距仪可作为声纳补充,探测和识别水下目标,尤其是在浅水区域、环境复杂的海洋区域、不易接近的区域等。

美国水下、跨介质通信技术取得突破。美国发现利用声波传播产生的动态旋转携带信息,可提高某一特定频率通信容量,有望将水声通信能力从纯文本信息传输提升到高清视频信息传输。美国演示验证窄光束水下激光通信技术,结果表明收发终端可在1秒内完成精确波束指向和快速连接,通信速率为数兆比特/秒到数吉比特/秒,通信距离为数十米到数百米。利用毫米波雷达探测水声信号对水面造成的微小振动,构建“平移声学-射频”通信链路,首次实现水下节点直接与空中节点的跨介质通信,通信速率可达400bps。

不依赖卫星是导航技术的重点发展方向。韩国提出基于双曲调频信号技术的无人潜航器定位方法,使多个锚定节点能在互不冲突的情况下同时向无人潜航器传输数据,从而消除媒体访问控制延迟,提高定位精度,该方式与利用GPS信号获得的真值相差仅数米。美国参考螳螂虾眼睛的生理结构,研制出偏振敏感成像器,可基于水下偏振光实现导航功能。

海上无人系统装备与技术获得快速发展

海上无人系统继续保持较高发展热度,多型装备接近或开始部署。美国国防先期研究计划局完成反潜战持续跟踪无人艇项目开发,并将“海上猎手”原型艇移交美国海军研究署,以用于后者的“中等排水量无人水面艇”项目研发。美国MQ-8C无人直升机完成初始作战试验与鉴定,验证了与近海战斗舰协同完成情报收集、目标识别等任务的能力;美国“刀鱼”无人潜航器完成海上验收试验。英法联合“海上反水雷项目”的无人水面艇样机在法国布雷斯特进行测试。英国海军接收首艘“轻骑兵”远程联合感应扫雷无人水面艇。新加坡海军公布其正在研发3型无人水面艇,用于执行巡逻、水雷探测及水雷拆除等任务。俄海军第二代无人潜航器“克拉维辛”-2进行试验。

积极开展无人潜航器关键技术研发。美国海军正在研发用于定位和控制的网关浮标,浮标将和无人潜航器一起工作,使操作人员能跟踪、监控无人潜航器,与其通信并下达指令,实现信息共享。SCALABLE网络技术公司正在为美国海军“前沿部署能源与通信基地”项目研发高保真水下通信技术。泰莱达能源系统公司的“水下悬浮充电节点”样机在美海军组织的“先进海军技术演习”中完成水下演示验证,该样机发电功率16千瓦,是目前输出功率最大、功能集成度最高的水下充电站样机,实用后可有效解决无人潜航器长期部署和隐蔽作战面临的能源补给和信息传输问题,显著提升无人潜航器实战能力。加拿大政府授予Cellula机器人公司合同以研发新兴燃料电池,提高无人潜航器水下续航力。

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