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中國大型氣墊登陸艇性能評析

(2008-04-24 22:32:18) 下一個

724型氣墊登陸艇。


  最新出版的《現代兵器》雜誌2008年5月號發表專題文章,詳細講述了美俄中三國大型氣墊登陸艇的發展曆程,幷著重對國產大型氣墊登陸艇的性能進行了評析。

  氣墊船出現後,雖然當時我國的科學技術水平還比較落後,但也及時對新興科技進行了跟蹤研究。

  20世紀50年代後期,為探索氣墊新技術,全國40多個單位組織力量,開始原理研究和模型試驗,進而試製載人試驗車和試驗艇。1960年,國防科委副主任張愛萍主持召開全國氣墊技術會議,現場展覽比試各型試驗車和試驗艇後,明確以船為主要研究方向,幷決定縮短戰線,相對集中力量、循序前進,對關鍵技術問題組織協作攻關,從此改變了以往“遍地開花”的局麵。

  1962年,國家科委船舶專業組組織製訂了船舶科學技術發展十年(1963年 - 1972年)規劃,將氣墊船技術的開發列入規劃項目,國防科委確定由七院為主,繼續組織研究工作。這一時期,通過多型試驗艇的試驗,我國科研人員從實踐上開始掌握氣墊技術應用於船舶的基本規律,為實際應用創造了條件。

  716型氣墊交通艇

  20世紀60年代後期,為適應沿海島嶼之間的交通需要,人民解放軍總後勤部委托708研究所設計試用型全墊升氣墊交通艇716型,1978年由滬東造船廠建成。這是我國第一艘自行研製的軍用氣墊船。該艇總重16噸,設計載重量2噸,當年在澱山湖試航,航速達100公裏/小時,隨後調往南海海域進行試用。因其主機為航空活塞式汽油發動機,使用的高揮發性汽油容易引起事故,最後停止使用。

  1983年,708所與滬東造船廠共同改裝716型全墊升式氣墊交通艇。其主機改用3台道依茨高速柴油機,總功率 950千瓦,改用導管螺旋槳,重新設計了墊升、推進係統和圍裙。經反複調試、試航後,各項技術性能均達到實用要求。

  722係列氣墊登陸艇

  1975年,受國外海軍使用氣墊登陸艇的先進經驗影響,人民海軍也計劃對氣墊登陸艇進行驗證。為此,海軍委托708研究所設計了722型中型全墊升式氣墊登陸試驗艇。在冶金、機械、航空等工業部門和天津市的有關廠所大力協助下,該艇於1979年建成,幷投入試驗。該艇總重 65噸,艇體為鋁合金結構,設有首、尾大門/跳板,可以裝載1輛軍用卡車或1個步兵加強連執行登陸任務,載重量為15噸,主機為退役返修的航空活塞式汽油發動機 4台,總功率4×1100千瓦,航速達89.8公裏/小時。

  1980年,該艇組織兩次長航程試驗:第一次來回塘沽、秦皇島間,第二次橫跨渤海灣,繞成山頭到達青島,兩次航程共計約800海裏。試驗結果表明,艇的穩性、墊升性、操縱性和快速性良好,機件、軸係和圍裙等在精心維護下能正常運行,但主機故障率高、噪音大,在海洋環境中耐蝕性差,尤其足以高揮發性汽油為燃料,不符合實戰要求,隻能作為中間試驗使用。1981年到1982年,以708研究所為主,海軍和702研究所密切配合,在青島海域和東海吳淞口外海組織了兩次在3級海情下的耐波性和快速性試驗,進行艇體結構振動、圍裙應力、應變以及艙室噪音測試,為實用化型號的研製提供了第一手海上試驗數據。

  1983年,由WJ-6航空發動機改型而來的409型燃氣輪機研製成功,以輕柴油為燃料,滿足了實用要求。隨後,708研究所在722原型艇的基礎上,采用409型燃氣輪機作為動力裝置,設計了722Ⅱ型沿海中型全墊升式氣墊登陸艇。該型艇改用低阻響應圍裙,以提高圍裙壽命,改善耐波性能,為提高海洋環境下船體結構抗腐蝕能力,采用了新研製的鎂鋁合金。722Ⅱ型氣墊登陸艇以兩台409型燃氣輪機作為主機,每台主機通過變速齒輪箱同時驅動同舷的墊升風扇和導管式空氣螺旋槳。鑒於這是我國第一次將燃氣輪機動力裝置應用於氣墊艇,例如機、槳聯合控製、進氣淨化、排氣引射和低工況航行等一些關鍵技術需要攻克。為此,在製造廠試車台進行單機空負荷試驗成功後,又進行了模擬氣墊船具體條件的各種陸上聯調聯控試驗,以及變工況與機、槳聯合控製等性能測定。1986年,動力裝置陸上各項模擬試驗獲得成功,1987年,成功安裝到了建造中的船體中;1988年,第一艘722Ⅱ型氣墊登陸艇在大沽船廠建成,幷開始進行試航;1989年,722Ⅱ型氣墊登陸艇進行了海上航行及兩棲登陸試驗,均獲得成功,隨後交付海軍使用。這是中國氣墊船技術跨入實用化階段的一項重要標誌。

  由於受到英國和蘇聯氣墊登陸艇的影響,722型和722Ⅱ型氣墊登陸艇都采用遮蔽式甲板結構,在貨艙甲板兩側是人員/動力艙,駕駛艙位於二層甲板前端,具有比較良好的視界,首、尾大門/跳板可以保障人員、裝備迅速完成登、離艇作業,從總體設計的角度來講是比較成功的。722Ⅱ型艇還在駕駛台兩側設置了兩座雙聯裝14.5毫米艦用機槍,在提升氣墊登陸艇自衛火力方麵作出了有益的嚐試。

  722Ⅱ型氣墊登陸艇最大的缺點,就是受到當時國內科技水平限製,缺乏大型氣墊登陸艇的實際設計經驗。490型燃氣輪機雖然功率比較適宜,但重量、體積偏大,直接導致了有效載荷偏低,隻有15~ 20噸,隻能裝載一輛步兵戰車或裝甲輸送車,對於提升衝灘部隊戰鬥力的作用有限。因此,722Ⅱ型氣墊登陸艇沒有進行批量建造。不過,該艇已經完全具備了現代氣墊登陸艇的基本特征,海軍利用其進行廣泛試驗,為新型登陸戰法的完善以及新一代氣墊登陸艇的研發做出了重大貢獻。

  724型氣墊登陸艇

  長期以來,海軍一直使用中、小型坦克登陸艦,采用直接抵灘的方式遂行登陸任務。例如海軍裝備的079型坦克登陸艦和072係列坦克登陸艦。072型坦克登陸艦是受美軍“20節登陸艦隊”計劃的影響出現的,航速從早期登陸艦的不足15節提高到20節以上。航速的提升明顯減少了登陸艦隊的航渡時間,登陸艦能與護航艦艇一起進行機動,大大提高了艦隊的協調能力。但是,072型坦克登陸艦繼續采用直接抵灘登陸的方式,不僅適宜抵灘岸段少,而且從衝擊到抵灘的全程都在岸防火力的威脅下,重裝備安全、迅速上陸的難題依然是提高中國海軍陸戰隊登陸作戰能力的一大障礙。

  上世紀90年代中開始,在海軍舉行的大型登陸演習中,072型登陸艦搭載的一種小型氣墊登陸艇頻頻亮相。這種724型氣墊登陸艇隻能搭載人員,而且數量隻有一個班(10人左右)。這樣的裝載能力在實戰中能起到多大的作用,是很值得懷疑的。比較合理的推斷是,這種小艇主要用來替代大型氣墊登陸艇進行訓練,因為中國軍費一向處於偏低水平,難以支持大型裝備的消耗。

  從一張類似LCAC的編隊照片中,可以為這種觀點找到支持。顯然,中國海軍的主力氣墊登陸艇應該由另外一種大型艇充任。

  新型氣墊登陸艇

  很快這個推斷就得到了進一步的證實:在一次海事展覽中,江南造船廠展出了一艘大型兩棲船塢登陸艦的模型,在該模型的塢艙裏,擺放著4艘類似於LCAC的氣墊登陸艇模型。按照慣例,在一種國產裝備正式出現之前,首先會透露其模型,顯然中國的科研人員正在進行他們的美國同行在上世紀70年代末已經開始的工作。

  大型兩棲船塢登陸艦很快就出現在了江南造船廠的船塢中。2007年末,該艦完成試航,交付海軍使用,被命名為“昆侖山”號。巍巍昆侖在傳統文化中一直是中華民族的象征,用“昆侖山”來命名新一代大型兩棲船塢登陸艦的首艦,表明軍方對新型登陸艦的強大戰鬥力及由此帶來的中國海軍陸戰隊登陸戰術的革命性改變寄予了很高的期望。

  2007年12月底,網絡上忽然流傳出幾幅江南造船廠的照片,顯示了一艘未完工的新型氣墊登陸艇正被吊裝到一艘駁船上。顯然,這就是“昆侖山”及其姊妹艦將要攜帶的新型裝備。

  從外觀來看,新型氣墊登陸艇的結構布局跟美軍LCAC基本一致,可以認為其擔任的任務跟LCAC也是相當的。新型氣墊登陸艇同樣采用開放式的甲板結構,主裝載甲板兩側是機艙/駕駛艙,除駕駛艙的位置在左舷前端之外,其餘布置與LCAC完全一致。從機艙位置防水帆布的包紮方式可以看出,每側機艙安裝有兩台主機,一台通過傳動軸驅動艇尾的導管式空氣推進螺旋槳,另一台通過傳動軸驅動風扇艙裏的墊升風扇。主機的軸係與艇的縱軸平行,這意味著主機的技術水平相對較低,不能采用LCAC上的橫置發動機結構以減小機艙體積。

  在細節上,新型氣墊登陸艇跟LCAC有一些不同。首先,首推力噴管的大小和安裝位置不一樣。新型氣墊登陸艇的首推力噴管直徑較小,而且回轉軸向舷外傾斜。這意味著新型氣墊登陸艇的墊升風扇風壓較高,隻需要較小的噴管口徑就可以獲得足夠的推力,而墊升風壓的提高,有助於改善新型氣墊登陸艇的適航性。台灣海峽是出名的風急浪高的海區,顯然新型氣墊登陸艇的性能針對海峽環境進行了優化。同時,向外傾斜的回轉軸使得首推力噴管在回轉調節時,可以更迅速的提供較大的橫傾力矩,在海況較高時能夠更好的減小橫搖、穩定艇身。

  其次,新型氣墊登陸艇的裝載甲板基本上是一個寬度不變的長方形,跟LCAC的裝載甲板麵積相去甚遠。這個主要還足因為國產發動機水平一直較低,機艙沒辦法做得那麽緊湊,也就損失了大量的可用甲板麵積。但是從實際應用考慮,新型氣墊登陸艇也不需要象LCAC那麽寬敞的裝載甲板。LCAC寬大的甲板很大程度上足為了裝載輕型車輛而設置的,中國海軍陸戰隊對新型氣墊登陸艇最緊迫的需求,是用來運輸主戰坦克等重型裝備登陸。這些重型裝備實際占用的甲板麵積是比較有限的,隻要拿下登陸場,其他輕型裝備、輔助車輛可以由坦克登陸艦直接送上灘頭。以美軍的財大氣粗也隻能養得起91艘 LCAC,中國新型氣墊登陸艇的裝備數量隻會更少,如果為次要的要求來追求完美,勢必會造成研製進度的延誤和造價的進一步上升。在重要裝備應該立足國內的前提下,新型氣墊登陸艇的性能夠用就好。

  性能參數猜想

  無論如何,筆者都可以認為新型氣墊登陸艇是參照LCAC設計的。那麽利用LCAC的相關數據,再結合海軍陸戰隊的可能裝備,就可以推斷新型氣墊登陸艇的一些主要性能參數。

  LCAC通常可以裝載一輛M1主戰坦克,戰鬥全重為63噸。而在我軍的登陸演習中可以看到,經常出現的坦克是59係列,戰鬥全重約38噸。由於59係列坦克屬於戰後第一代坦克,主要戰技性能已經嚴重落後,未來裝備性能更加先進的96式主戰坦克勢在必行。

  96式主戰坦克現在缺少公開數據,但是可以參考與之類似的、出口巴基斯坦的85ⅡAP主戰坦克,其戰鬥全重約41噸,考慮到需要一定的裝載餘量,可以認為,新型氣墊登陸艇的載重量必須達到40~45噸才能滿足搭載一輛主戰坦克的要求。再看總重,LCAC的最大載重是最大總重的41%,新型氣墊登陸艇的動力裝置落後,占用了不少空間和重量,這個比值可能降到35%左右,那麽總重應為130噸左右。再看最大總重時的噸功率,LCAC足83千瓦/噸,按此數值計算,新型氣墊登陸艇的總功率應達到 10800千瓦,單機功率應達到2700千瓦。如果新型氣墊登陸艇要達到比LCAC更好的適航性,在這個功率數值的基礎上還要增加。

  由於中國海軍陸戰隊重裝備的主尺度普遍比美軍的要小一些,所以新型氣墊登陸艇的主尺度應該比LCAC稍小,估計長 25米、寬12米左右。尾門/跳板的寬度應該與LCAC一樣,也是4.5米,裝載甲板最寬處應該能夠容納兩列輕型車輛(LCAC是三列),寬度估計為5.5米,首門/跳板與之同寬或稍寬,不超過6米。至於航程, 200海裏已經足夠保障在海峽裏走一個來回,再大的話也沒有更高的效益,反而需要攜帶更多的備用燃油,造成有效載重的減少。

  至此,可以對新型氣墊登陸艇做一個小結:它的出現,標誌著中國海軍陸戰隊戰鬥力的革命性提高,使得發起一場近海兩棲登陸作戰成為可能,在未來的統一進程中將會發揮不可替代的重要作用。

  (來源:《現代兵器》)
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