赵军号 2008年04月10日 13:27
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| 现代级战舰 |
与传统水面舰艇相比，新世纪水面舰将具有以下突出的技术特征。
（一）向全稳身化方向发展
隐身是相对于探测手段而言的。所谓全隐身，就是将隐身性作为舰艇性能设计的一个主要方面，从设计之初就从船型、上层建筑、总布局到舰上各个系统、设备等各个方面，采取综合措施，降低各种信号特征。
过去20年来，随着电子元器件技术、计算机技术、传感器技术、通信技术的发展，把舰探测、分类、跟踪、制导技术取得长足进步，水面舰艇的风险越来越大，隐身由此也成为一个突出问题。纵观先进海军国家20世纪90年代以来推出的设计方案，从航空母舰到驱护舰再到小型舰艇都不再满足采取局部措施，有限地降低雷达反射信号、红外信号、声信号和磁信号，而是转向全面大幅度降低水上、水下各种信号特征，实现全隐身。全稳身已经成为新一代先进水面舰艇的主要技术特征。
水面舰艇形体复杂，暴露特征多，且长时间滞留战场，环境遮蔽性差，因此实现全隐身有许多理论、技术、工程问题。按照西方国家的设计观点，水面舰艇全隐身追求的目标是将本舰信号特征降低到使敌方水面和空中平台在本舰防御范围外难以发现的程度。瑞典海军的“维斯比”级轻护舰已经在追求高水平的、无隐忧的隐身性能方面做出一些卓有成效的研究与实践，代表了未来水面舰艇全隐身发展方向。“维斯比”级轻护舰的隐身性综合考虑了水上和水下两方面，为获得水面水下隐身性能的平衡，瑞典海军注意对“维斯比”级轻护舰12个方面的信号进行了细致的处理。这12个方面是：雷达反射截面积、红外信号、电磁信号（直流、交流、涡流磁通量）、水声信号特征、水声目标强度、可视信号特征、空气传志、激光反射截面积、电信号特征、水动力压力、尾迹、信号控制与定向发射。据称，在没有干扰的情况下，“维斯比”级轻护舰在恶劣海况下能被探测到的最远距离为13千米，平静海况下能被探测到的最远距离为22千米；在有干扰的环境中，“维斯比”级轻护舰在恶劣海况下能被探测到的最元距离为8千米，平静海况下能被探测到的最远距离为11千米。
（二）上部结构实现集成化
上部结构是指水线以上的船体和上层建筑结构。现代海军水面舰艇的上层建筑是由采用了先进技术的武器、电磁（EM）辐射器和其他硬件设备构成的一个集合体。为了满足舰艇雷达、电子战、信息战和通信等要求，现代水面舰艇已经到了天线林立、无以复加的地步。这样就带来严重的雷达波隐身和电磁兼容问题。而新一代水面舰艇为了满足更大的通信能力需求，特别是随着图像和数据传输能力的增加，改进上部结构设计已成为一个重要的问题，集成上部结构的设计概念就应运而生。
所谓舰艇集成上部结构就是大量减少舰上天线数量，改变舰艇上部结构的几何形状，使整个舰艇上部结构变得非常整洁，同时解决电磁兼容和隐身问题。目前提出的实现上部结构集成化的主要技术有：采取封闭式桅杆，阻挡敌方雷达波的透入，从而消除上层建筑杂散结构的雷达波反射信号；从独立天线过渡到多功能联合孔径，将不同频段和不同功能的天线合为一体，大幅度减少天线数量，从根本上解决电磁兼容和隐身问题；用固态电扫描阵代替旋转天线和其他天线，解决天线装置与上部结构一体化问题；采用多功能复合材料，满足红外抑制、吸波和上部结构构型需要。
集成上部结构设计是舰艇设计的一次革命，它充分利用并行工程和相应关键技术，使舰艇性能达到最佳化。集成上部结构设计相关技术一旦成功实现，将极大地改进未来舰艇的作战能力。目前，美国、英国、荷兰、法国和挪威等国已对集成上部结构技术进行了研究，制定了相应的先进技术开发计划，并在技术研究方面取得了突破，研制出相应系统，进行装舰试验。从国外舰艇集成上部结构技术发展情况来看，舰艇集成上部结构技术已成为一种实用技术，并具有技术的可实现性，必将成为未来舰艇上广泛采用的技术。
（三）逐步采用综合电力推进
迄今为止，水面舰艇动力装置主要采用主机与推进器直接机械连接的方式，由于大功率电机体积庞大以及调控技术方面的原因，一直没有在水面舰艇上推广。20世纪80年代之后，情况发生了变化。一方面各国对舰艇的作战能力、舒适性和操纵性等的要求进一步提高，需要寻找更为适用的推进方式；另一方面，舰用小型化、大功率永磁电机的发明以及高功率密度、高性能的电力电子器件取得了重大技术突破，并在万千瓦级以上的交流电机调速变换器上获得成功应用，有力地促进了对舰船电力推进技术的研究。
现在，电力推进概念已经脱离了最初单纯的“推进”范畴，发展为含义更广的综合电力系统概念，即舰艇主机的动力将全部用于发电，同时满足舰用所有负荷，即推进系统、日用负载、传感系统以及舰载武器需要的电力。
综合电力系统是水面舰艇发展史上的一场革命。它的一大好处是，推进器直接由电动机驱动，不需要原本船舰上占掉大量空间的传动机械。多出的空间可用于增加燃油、武器筹载量或人员居住空间。主机的安置也比以往更自由且更紧凑，不一定如同以往设于舰底。例如可将主机放置于烟囱下方，使得维修拆换更加容易，也可降低传至水中的噪声。
采用综合电力系统使得船舰不必拘泥于传统的主轴-螺旋桨-----船舵动力与方向控制配置，而可以采用新型的吊舱式推进器。吊舱式推进器是将电动机与螺旋桨的组合安装在一个吊舱里，并将此吊舱用一个旋转基座“悬吊”在船尾，而舰体只需要提供吊舱内电动机所需的电力即可。要改变船舰行进方向时，就转动吊舱推进器以改变推进方向。这种革命性的配置可取消复杂的传动机械、主轴与舵机等，不仅节省许多空间、简化系统的复杂度、摆脱传统配置对舰体设计的种种重大束缚，更能免除长久以来这些机械无法避免的噪声、振动问题，后者对于需要降低本身噪声以进行反潜的作战舰艇而言尤为重要。此外，用吊舱式推进器控制船舰行进方向也远比传统的船舵灵活，船舰回转半径大幅缩小。省去大批复杂机械后，综合电力推进系统的购置与维修成本、故障率、系统复杂度等皆可大幅降低。这种全新的设计方案可以大大提高舰艇的战斗力和生命力，并可降低费用。
此外，采用综合电力系统使得全舰上下动力来源完全一致，不再像以往分成电力、机械、液压等等，使得动力支配的效率与便利性大增。全舰包括推进和日用发电机组在内的总的装机数量可以减少。美国海军估计，在航行时，运行费用可节约36%～38%。例如某时刻，某些系统不需要全功率运作，便可关闭部分主机或者将动力移转至其他系统，因此以往船舰上空调功率不足的问题就不再重演，电子系统也可以获得较强的功率。未来如果要安装直接能量武器，例如电磁炮、激光炮等，也可以由舰上主机直接供应电能而不需为之大幅改装。
进入21世纪后，美国和英国海军相继宣布要在其正在发展的新一代驱逐舰上采用综合电力推进。德国、法国等国也正在跟进。可以预计，在本世纪的头20年内，至少美国、英国两个国家将有数十艘的综合电力推进的水面舰艇问世，其中包括采用综合电力推进系统的英国海军航空母舰。
（四）实现高度自动化
这实现快速反应、减少人员，从而降低运行费用之目的，水面舰艇的自动化和智能化成为重要发展领域。实现自动化的直接目的是减少平台控制对人力的需要，提高运行监测、控制和系统反应质量。
国外舰艇自动化发展的目标是获得舰上所有必须控制的各级各点的信息，并对其实施控制。机械系统控制和损管控制是自动化的重点，目前处于不断改进监测和信息采集技术的阶段，信息管理和控制还采用集中的方式。真正意义上的分布式自动监测、判断、反应是下一步发展的目标。
美国的“智能舰”计划是水面舰艇自动化和智能化的典型代表。它包括：综合舰桥系统、综合状态评估系统、全舰光纤局域网、舰内无线通信系统、燃料控制系统以及损管系统。今后5年内美国海军的27艘“提康德罗加”级巡洋舰将全部进行“智能舰”改进，新建的“阿利•伯克”级驱逐舰和其他新建的舰艇也将采用这种智能化标准。
（五）具备“网络中心战”能力
1997年，美海军作战部长最先提出“网络中心战”概念。意思是通过信息网络将地理上分散的传感器、作战部队和武器、不同指控决策层连接起来，使它们在各自的战位上发挥作用，形成共享式“态势感知”。以此为基础，迅速反应、合理决策、适时行动，制约敌方获得先机的可能，变集中兵力为集中战斗力，夺取战争的胜利。美国国防部已将这一概念人微言轻美国武装力量今后作战能力建设的核心。
美国海军正在实施的“协同作战能力”（CEC）计划向我们展示了未来水面舰艇编队“网络中心”化的作战能力。CEC用于水面舰艇编队防空反导作战。它通过在舰艇和收音机上加装的CEC数据处理和传输装置，将各个平台上传感器数据实时分配给所有平台，并在各个水面平台和空中预警机上融合成为一个具有火控制量的合成跟踪图，使不同位置的平台都能完整了解战场空情。这样就能将编队中不同平台各自的防空武器系统组合为一个有机的整体，有效利用防空资源，协同完成防空反导任务。这将是未来水面舰艇编队完成各种作战使命的基本模式。
（六）垂直发射装置不断普及
从20世纪80年代起，美国的驱逐和巡洋舰已经普遍安装了导弹垂直发射装置，用于防空、对陆攻击、反潜作战。其他主要海军国家由于对空防御的需要，20世纪八、九十年代以来普遍开始在新型水面舰艇上装备导弹垂直发射系统。例如日本的“金刚”级、“村雨”级驱逐舰，德国的124型护卫舰，荷兰、挪威的护卫舰等，甚至在以色列的轻型护卫舰和导弹快艇上也装备了导弹垂直发射系统。包括美国、英国、法国、德国、日本、韩国、澳大利亚在内的大多数国家未来水面舰艇都把垂直发射装置作为舰载导弹的主要发射方式。共架发射 （即一种发射装置发射多种导弹和其他有效载荷）是未来垂直发射的发展方向。此外，导弹垂直发射装置与“宙斯盾”系统的配合将被越来越多的防空型驱护舰所采用。
