现代海军装备技术总体发展研究

2021-04-01伍赛特

机械管理开发 2021年12期

伍赛特

（上海汽车集团股份有限公司，上海 200438）

引言

自第二次世界大战结束以来，虽发生了多次局部战争，但并没有发生大规模的海上战斗。即使如此，美国和俄罗斯两个超级大国都以空前的规模发展海军，展开激烈的军备竞赛。英国和法国也在不断更新海军装备，保持相当强大的海上力量。作为第二次世界大战中战败国的日本和德国在经济恢复以后，也不遗余力地扩张军事装备，现都有了不容忽视的海上自卫舰队。实际上，所有沿海国家都拥有一支大小不等的海军。

1 海军的战略使命及其发展

海军负有保卫海疆、保障海上交通运输线、保护渔业生产和进行海洋调查研究、测绘海图和设置导航标志等任务。

海洋是最方便的一条运输通道。1950—1953 年的3 年朝鲜战争期间，美国及其盟国就有几百万人次和几千万吨军用物资通过海上通道运送到朝鲜战场和日本。相关历史经验表明，只有海军才有能力抗拒和摧毁敌人来自海上的军事力量。保卫海疆、保卫世界和平是海军的首要任务。

海洋国家都把海上交通运输作为国家的生命线，渔业也是它们的重要产业。海军除了在战时要组织强大的护航舰队对海上运输线进行护航，以抵抗敌人水面舰艇、潜艇和飞机的攻击外，在和平时期还要承担起防御和消除海盗、恐怖分子及敌对势力的骚扰与破坏的任务，以保障海上交通、保护渔业生产。

从事海洋调查研究也是海军的任务之一。中国人民解放军海军航海保证部负责我国海域的航道测量和海图绘制工作，并了解世界海洋航道的变化和发展情况。潮汐、风力和海流、沙流活动对航道水深有重要影响，为此海军要配备一定数量的水文气象测量船和海洋调查船。

有些国家的海军还负有设置导航标志（包括灯塔和浮标）和沉船标志的责任，并参加海事救助工作。

海洋科学中，海洋气象、水文、地质、生物、化学等学科的研究成果对海军舰艇的航行、观察、通信、布雷与扫雷和舰船的维护都有重要的作用。而海军的风、浪、流的观测，船体的防腐和防污，海水淡化，潜水技术等观测和研究成果对海洋资源的开发都有很大的帮助。有的海洋国家，如美国还设有海岸警卫队，其拥有很多舰艇和飞机，进行沿海巡逻，监督美国《海洋法》的执行，还承担领海警戒、海上缉私、海上救援，以及其他保障海上航行安全等任务。为了有效地执行海军任务，海军的装备也在不断地改进和发展。

2 海军武器和舰艇动力装置技术的发展

2.1 导弹

导弹是依靠制导系统控制飞行轨迹、跟踪和攻击目标的新式武器。在第二次世界大战后期，德国研制成功的“V2”中距离导弹曾给英国的一些城市造成一定程度的破坏。第二次世界大战后，由于技术进步，导弹得到了迅速发展。装备在舰艇上的导弹已成为海军的重要武器。

现在各国相继推出了各种用途和形式的导弹有百余种，其中较著名的对空武器有美国空对空、红外线制导的“响尾蛇”导弹和舰对空、雷达制导的“海麻雀”导弹，射程超20 km。法国著名的“飞鱼”型舰对舰飞翔（也称巡航）式导弹，可在海面上2～3 m 的高度飞掠而过，雷达难以跟踪。美国的“战斧”型巡航导弹，舰对舰射程达460 km，射击陆上目标，则射程可达1 000 km 以上。该型导弹在1990 年海湾战争和后来的科索沃战争中都发挥了很强的威力。至于大型导弹，如美国的“海神”和“三叉戟”舰对地、惯性制导的导弹，前者的射程为4 600 km，而后者的射程可达11 000 km。俄罗斯从潜艇发射的“SS 系列”导弹的性能与美国的导弹相当。这些导弹往往是多弹头的，可以同时击中多个目标，如果装上核弹头就成为威慑性的战略武器。

2.2 海军航空兵的飞机和直升机

当代海战和海军从海上向陆上目标发动攻击中，海军航空兵都发挥了重要作用。海军航空兵的武器及载运工具——舰载飞机和直升机一直在不断更新和发展。

在战斗攻击机方面，美国的“大黄蜂”和英国的“旋风”级都是超音速战机（时速超过1 000 km/h），载重超过10 t，可装载和发射大量空对陆和空对舰导弹与炸弹。英国的“鹞”式战斗机，不仅可在较小的航空母舰上起落，而且可在一般军舰上垂直起飞和降落，机动灵活，作战能力也不弱。

直升机的发展更为迅速，美国的“海王”和“海鹰”的载重量都在3 t 以上。英国的“海山猫”和法国的“云雀”虽较小，但机动灵活，也可发射反舰导弹、鱼雷和深水炸弹等威力巨大的炸弹。

此外，还有海上巡逻、侦察、预警、电子战飞机等，机上装备不断更新，功能不断增强。

2.3 燃气轮机动力装置

体积小、重量轻的燃气轮机喷气推进装置于20 世纪60 年代就已在飞机上获得广泛应用。随着航空燃气轮机的发展，水面舰艇也采用燃气轮机作为推进机器。事实上，船用燃气轮机就是把飞机的发动机改装使之适于船用而已。

燃气轮机最早主要用在驱逐舰和护卫舰上，而且是与蒸汽轮机或柴油机联合使用的，一般是当战术需要提高航速时就增设燃气轮机，以增大所需的功率。随后，许多小型舰艇也采用燃气轮机作为唯一形式的推进动力装置，接着一些巡洋舰和航空母舰等大型舰船也采用燃气轮机作为推进动力装置。燃气轮机具有启动快的特点，可使舰船迅速进入高速航行状态。

2.4 核动力装置

铀原子核裂变可释放出大量热能。如果核裂变可以减缓，并能控制，则释放的热能可以通过锅炉产生蒸汽，再由汽轮机产生动能，以推进船舶前进。这种热能是在一个反应堆中产生的，不需要空气中的氧气助燃。因此，核动力装置是最适合潜艇用的动力装置，它使潜艇能够长期深潜水下。核动力装置添装一次浓缩铀燃料后，几年内不需要再次添加燃料。舰船的续航力也从10000～20000nmile 增加到150000～300 000 n mile。

3 水面舰艇及其技术发展

水面舰艇仍然是当代海军的主要装备。过去，火炮是舰艇的主要武器，射程在几十千米范围内。现在用导弹取代了火炮，射程增大到几百、几千甚至超过1 万km。舰艇如何隐蔽自己、追寻敌人是海上作战主要考虑的问题。作战双方都要尽最大努力使自己不被敌人发现，并先期找到对方，以期先发制人。水面舰艇的最大优势是舰上能够装载功能强大的侦察、通信和计算分析设备，能够获取潜艇和飞机无法得到的信息，快速分析处理，通报各方，协同作战。

3.1 航空母舰

在当代海战和远距离征战中，航空母舰起着关键性的作用，它是当前海上综合作战系统的主角，是目前各大海军国家发展的重点。美国凭借其雄厚的经济实力在第二次世界大战期间建造了数十艘航空母舰，战后又大量建造核动力航空母舰[1]。例如，在20 世纪七八十年代服役的“尼米兹”级核动力航空母舰，舰长333 m、宽41 m（飞行甲板宽78 m），排水量超过9 万t，航速33 kn，续航力28 万n mile，载有90架战斗机，舰上有官兵6000余人，其中航空兵2600 人，造价高达18.8 亿美元。“尼米兹”级航空母舰战斗力强，舰上生活设施齐全，舰上除官兵住舱、武器库外，还有多个厨房、餐厅，以及百货店、酒吧、舞厅、诊所、药房、电影院、健身房、球场、图书馆和教堂等，堪称是一个“海上城堡”。

3.2 巡洋舰

当代巡洋舰在实现导弹化和配备了直升机以后有了很强的防空、反潜、舰对舰和舰对陆的攻击能力。舰载直升机可以把声纳吊入水中扩大侦察范围，可以投掷深水炸弹和发射鱼雷，还可以运送人员和军用物资，从而使巡洋舰的作用大大增强。核动力装置的巡洋舰的活动海域更加不受限制。在某些作战情况下巡洋舰还可作指挥舰使用。

美国于20 世纪50 年代末建造的第一艘核动力巡洋舰“长滩”号，排水量17 100 t，装有2 座核反应堆，推进功率43 000 kW，航速30 kn，在20 kn 巡航时的续航力达15 万n mile，舰员1 160 人。但于20世纪70 年代造的“弗吉尼亚”号的排水量仅1.1 万t，武装和性能与“长滩”号相当，舰员仅472 人。由此可见，当代舰艇不一定总是向大的方向发展。

美国于20 世纪80 年代服役的“提康德罗加”级导弹巡洋舰，舰长173 m，满载排水量9 600 t，燃气轮机推进，航速33 kn，武器装备与上述核动力巡洋舰相仿，但续航力只有6 000 n mile，舰员360 人。应该注意的是，该舰的探测控制系统采用了当时十分先进的武器联控“宙斯盾”系统。

“宙斯盾”全称为“全自动作战指挥与武器控制系统”，它和与之配套的雷达系统一起能把军舰的对空、对海和反潜作战在探测、跟踪、指挥和武器功能上有机地结合在一起，成为一个快速反应的自动化系统。该系统的探测距离达400 km，可同时跟踪100多个目标，并能迅速进行判别和调动武器实施攻击，具有搜索范围广、作用距离远、反应时间快、处理目标多、抗干扰效能好和全空域作战等优点[2]。

俄罗斯于20 世纪70 年代建造的“基洛夫”级核动力巡洋舰，舰长252 m，排水量25 000 t，推进功率12 万kW，航速34 kn，是当代最大的和航速最快的巡洋舰。其中的“彼得大帝”号武器装备多，作战能力强。20 世纪80 年代，俄罗斯还造了3 艘由燃气轮机推进的“光荣”级巡洋舰，舰长186m，排水量为12500 t，航速也可达34 kn。

3.3 驱逐舰和护卫舰

当代配备有导弹的驱逐舰已成为多功能的攻击型驱逐舰，用途相当广泛。美国于20 世纪70 年代服役的“斯普鲁恩斯”级驱逐舰的舰长172 m，满载排水量8 190 t，燃气轮机动力装置的总功率6 万kW，航速33 kn。20 世纪80 年代美国还造了装备有“宙斯盾”系统的新型“阿利·伯克”级驱逐舰，舰长仅154 m，但宽度和吃水较大，排水量也达8 300 t，配有巡航导弹，动力装置、航速、续航力和武装均与“斯普鲁恩斯”级驱逐舰相当。该级驱逐舰共造了60 余艘。军用舰艇向更经济的方向发展是很明显的。

俄罗斯在同一时期服役的“无畏”级和日本于20 世纪90 年代建造的“金刚”级宙斯盾级驱逐舰的尺度、动力装置和武器都与美国的宙斯盾级驱逐舰相当。

法国和英国也造出了一些出色的驱逐舰。20 世纪70 年代中期法国的“图尔维尔”级驱逐舰服役，排水量5 800 t，仍然采用汽轮机动力装置，总功率为4万kW，航速32 kn。舰上的舰对舰、对空和反潜导弹一应俱全，还有两门口径为100 mm 的火炮，鱼雷发射管两具，并带有直升机两架。

英国驱逐舰有较早的汽轮机和燃气轮机联合动力装置驱动的“郡”级和后来较小的全燃气轮机推进的“谢菲尔德”级驱逐舰，其装备和法国驱逐舰相仿。

英国似乎更愿意集中力量发展护卫舰，其中最著名的有20 世纪六七十年代服役的“利安德”级，排水量2 600 t，采用的汽轮机动力装置功率22 400 kW，航速近30 kn，适航性优良，共造了26 艘。1979 年服役的“大刀”级护卫舰的排水量达3 650 t，燃气轮机动力装置，航速32 kn，以18 kn 航速巡航的续航力达4 500 n mile[3]，防空、反潜装备先进。

美国在这期间所造的护卫舰功能与上述舰艇相仿，其中3 605 t 级的“奥利弗·佩里”就造了75 艘。由此可见，这种舰艇的用途很广泛。

4 潜艇及其技术发展

潜艇的主要特点是隐蔽性较好，采用核动力装置后可长期深潜水下。由于材料科学的进步，用高强度钢制造的潜艇，可下潜到水面以下600 m 的深度。水面舰艇的声纳装备已经很难探测到这个深度了。冶金专家认为：在钢的冶炼过程中增加钛等稀有金属，钢的强度和韧性还可以提高，将来的潜艇有望下潜到900～1 000 m 的深度。

潜艇可出没于世界任何海域，从潜艇发射的导弹可以攻击世界任何城市。如果导弹装上核弹头，则成为战略威慑性武器，因此各国都在大力发展核潜艇。

美国于20 世纪50 年代中期就造出了第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号。该艇第一次所装的核燃料就使它完成了62 000 n mile 的航程。1958 年，它从太平洋的白令海峡进入北冰洋，在冰下越过北极到达大西洋。1958 年8 月，美国第三艘核潜艇“鳐鱼”号从大西洋进入北冰洋到达北极。“鳐鱼”号在挪威北部的西斯匹次卑尔根岛下潜，直向北极航行，艇内有精密仪器，可以测到当地地球转动的方向和速度，如果地球转动的速度逐渐缓慢，这就说明潜艇已接近北极了。“鳐鱼”号整个冬天在冰下巡航，在北极寻找可浮出水面的处所。结果它穿过了150～200 mm 厚的冰层，浮出水面。“鳐鱼”号在北极附近起浮9 次，终于在离北极64 km 处一个蓝色的冰原裂缝中浮起，时值1959 年3 月，那里的冬季天色漆黑，风速达30 kn。这是历史上人们在北极冰上看到的第一艘船。

虽然各国海军仍然在改进和制造以鱼雷或导弹为武器的常规潜艇，但几个海军大国则把主要力量用于发展核潜艇。核潜艇一般可分为攻击型和弹道导弹型两大类。

4.1 攻击型核潜艇

美国自“鹦鹉螺”号和“鳐鱼”号等核潜艇服役后共造了以“鱼”类命名的3 000～4 000 t 核潜艇60 余艘。后来又建造了以“乔治·华盛顿”“洛杉矶”等名人和城市命名的6 000～7 000 t 级更大的核潜艇70艘。20 世纪70 年代后期服役的攻击型核潜艇“洛杉矶”号艇长112 m，排水量6 200 t（下潜状态6 900 t），航速32 kn。艇上武器有潜对舰“战斧”型巡航导弹，艇内有533 mm 鱼雷发射管4 具。20 世纪80 年代又造了新一代昂贵的攻击型核潜艇“海狼”级，共3 艘。艇长108 m，排水量8 060 t（下潜状态9 140 t），装备有“鱼叉”“海矛”型反潜导弹，“战斧”巡航导弹，还有660 mm 鱼雷发射管8 具。

俄罗斯于这一时期也建造了约80 艘攻击型核潜艇，这些潜艇比美国的还大一些。例如，其于20 世纪70 年代初服役的“Y”级核潜艇，艇长131 m，排水量8 000 t（下潜时1 万t），推进功率22 400 kW，航速27 kn。艇上装有533 mm 鱼雷发射管，后来又装了反潜和潜对舰导弹[4]。

4.2 弹道导弹核潜艇

具有执行核威胁任务的战略核潜艇，即可发射潜基机动核导弹的核潜艇，又称弹道导弹核潜艇。俄罗斯和美国都大力发展这种特大型潜艇，两国都有50～60 艘。俄罗斯20 世纪80 年代服役的“T”级，也称“台风”级核潜艇，艇长172 m，排水量2 万t，核动力功率6 万kW，航速24 kn。据称，该艇下潜深度可达1 000 m。艇上载有SS-NX20 型潜对地导弹20 枚，射程8 300 km。如果装上核弹头，则其摧毁力超过20 世纪上半叶第二次世界大战发射弹药的总和。

美国弹道导弹核潜艇略小一些，但战斗力同样强大。例如，于20 世纪80 年代服役的“俄亥俄”级核潜艇，艇长也达171 m，但略窄一些，排水量16 600 t（下潜时达18 700 t），核动力装置功率45 000 kW，潜航航速在25kn 以上。艇上装有射程为7500～11000 km的“三叉戟”型潜对地远程导弹24 枚。由此可见当时两国军备竞赛的激烈程度。

5 反水雷舰艇及其技术发展

战争期间，作战双方都用水雷封锁对方的港口和航道并保护本国的海岸与港口。与此同时，各国也用扫雷舰艇扫除水雷，以保障本国舰艇和商船队的安全通航。

当代水雷采用各种引爆技术引爆，除了传统的“触发水雷”外，还相继开发了利用舰船磁场引爆的“磁性水雷”、由船内机械和螺旋桨发出的噪声引爆的“音响水雷”和由船航行时产生的水压力引爆的“水压水雷”等。有的水雷还装有计数引爆装置，先让前面可能有戒备的几艘船通过布雷区，而当后面没有戒备的船航达布雷区时即行引爆，使其受到更大的损害。

为了避免磁性水雷的伤害，战时所有出海舰船都要进行“消磁”，降低舰船本身的磁场强度。扫雷舰艇还常用无磁性的木材或增强塑料作为舰体的材料。扫雷舰还要尽量降低机器和螺旋桨的噪声。

从第一次世界大战开始，海军舰艇一直扫雷器扫除系留的水雷。这是系在船首下端左右两侧的两根拖索，拖索的端部有拖板和锯齿切刀，当船向前航行时，拖索就向两侧展开；当扫雷索与水雷的系留索相交时，后者就滑到锯齿刀口而被切断，水雷就漂浮到水面，舰船就可用火炮将其击沉。

对于磁性水雷，则用拖拉电缆产生强大的水下磁场的办法，感应下方的水雷，将其引爆。对于音响水雷，扫雷舰则拖着一个发音器，在水中连续产生音波刺激水雷爆炸。现代扫雷舰上装有高分辨度的声纳探雷器。舰在航行中不断地向周围搜索，探测水雷，发现有水雷迹象时就停车仔细定位搜索，找到确切目标，将其击毁。这种做法称为“猎雷”。

当代扫雷舰的标准排水量一般在400～800 t 范围内，航速14～16 kn。有的扫雷舰装有可调螺距的螺旋桨，以便低速搜索航行。

6 海军的两栖作战及相关技术发展

两栖战斗是指登陆战。自第二次世界大战结束后，虽然没有发生过大规模的登陆战，但在20 世纪50 年代朝鲜战争初期美军在朝鲜仁川登陆，1982 年5 月英国和阿根廷争夺大西洋西南部的马尔维纳斯（福克兰）群岛的战斗中也有海滩登陆战。在局部战争中，两栖战斗还是经常发生的，一些海军大国都组建了海军陆战队。这是一支突击队性质的队伍，官兵训练要求严格，一专多能，能够适应在各种复杂情况下作战，特别是具有抢占登陆滩头的能力。各海军强国都利用当代科学技术最新成就发展新一代的两栖战斗舰艇。

6.1 两栖战斗指挥舰

美国于20 世纪70 年代服役的“兰岭”级指挥舰，排水量1.9 万t，航速20 kn。舰上除了备有对空导弹和高速密集火炮以自卫外，还配有直升机3 架，以方便对外交通联络；特别是舰上雷达、电子观察和通信设备，信息处理和战斗指挥系统装备齐全。该舰的驾驶人员和各项设备的操作人员720 人，加上两栖作战指挥人员700 人，共1 420 人。舰上人数之多是同吨位海军舰艇中少有的。

6.2 高速登陆艇

俄罗斯和美国都发展了两栖的气垫式高速登陆艇，这些船都由燃气轮机驱动。俄罗斯于20 世纪70 年代服役的“鹅”级突击气垫登陆艇，排水量27 t，航速50 kn，可载24 名战士及其装备。美国的突击型登陆艇要大一些，排水量170 t，航速低一些，为40 kn。俄罗斯后来又造了更大更快的突击运输气垫船，这些船的续航能力只有300～400 n mile，因此它们都由大型登陆舰长距离运送到登陆地点。