陈和彬+卢小校
近日,一艘快艇在美国近海“悄无声息”地进行了试航,而时间选在为B-21轰炸机刚刚公布之后。众所周知,美国空军B-2隐身轰炸机绰号为“幽灵”,却鲜有人知道美国也有一款“幽灵”号超空泡快艇。它是美国装备领域的最新力作,也是目前世界上第一艘超空泡艇。
特 点
“幽灵”号超空泡快艇在外形设计时巧妙结合了飞机和船艇的相关特性,似车似船又似飞机。从图上看,该型艇艇体更接近于双体版F-1摩托艇,外形酷似一只趴在水面上的蝙蝠。艇体为不规则的多面体结构,前部由几块驾驶舱玻璃和折板错落有致地组合拼接,表面如钻石切割般平整光滑。艇头有一个微翘的“大鸭嘴”,两舷折叠护板斜插搭于海面。“幽灵”号超空泡快艇采用小水线面船型,水下潜体部分呈拉长的纺锤形,加装水翼,采用排气形成气膜的方式减小阻力,与超空泡鱼雷相似。两个水翼支撑体较长,在浅水水域慢速航行时支撑体向上折叠收起,艇体高度降低,此时艇身全部着水,浮力增加。高速航行时支撑体能几乎完全垂直于水面,“变身”为小水线面双体形态。据报道,“幽灵”号超空泡快艇总长46.2米,宽24.3米,水线宽19.7米,吃水4.8米。
“幽灵”号艇体使用隐身的非磁性物质,涂装了神秘的隐身涂层,这种隐身涂层为高科技纳米吸波材料,能有效地将照射到其上的雷达波电磁能量转化成热能,使雷达波无法反射回去,从而达到“隐身”效果。从外观上看,“幽灵”号超空泡快艇艇体两侧的进气口由格栅遮蔽,排气口设于艇体下方,排出的废气为波浪所稀释,红外信号特征极其微弱。除了雨刷和导航雷达外并无其它过多的外置装备,当艇体降低航行速度时几乎无法被对海警戒雷达探测到明显回波信号。“幽灵”号超空泡快艇的水上部分,采用了类似美军F-I17隐身战机那样的多棱折面外形设计,可使敌方雷达发射的雷达波在到达艇体后,在多棱折面作用向多个方向反射、从而有效降低被敌方侦察发现概率。另外,“幽灵”号的动力系统在工作时所产生噪音也较相同功率的传统螺旋桨式推进系统要小得多,从而减少了被敌方声纳探测到的可能性。
从有关公开资料看,该艇可装备雷达、光电、通信、救援、对空/对海数据链等设备,有相对独立的作战指挥和控制的舱室和台位,采用“集中指挥、综合控制”的两级指挥控制体制。该艇大量采用先进的计算机、多功能标准显控台和局域网等技术,构成模块化和分布式的系统。该型艇携载重达几千磅的武器装备,可根据任务的性质进行灵活配备,包括12.7毫米机枪、榴弹发射器、火箭、Mk48鱼雷、“复仇女神”导弹等武器。Mk48鱼雷是一种重型声自导鱼雷,具有先进的声纳、全数字化的制导与控制系统、数字化引信系统和改进的推进系统,具有精度高、破坏威力大、航速高、潜深大、制导距离远、导引精度和抗干扰能力强、噪声低、尾迹小等特点。“复仇女神”导弹采用经实战检验的火箭发动机、可展开式弹翼以及GPS制导装置,可垂直发射打击12千米远的目标,具备全向攻击能力。
在动力系统方面,“幽灵”号的发动机是两个装载在浮筒中的T53-L-703涡轴发动机,其驱动位于船体前部吊舱中的旋转螺旋桨。该螺旋桨随后产生空泡效应,整艘船随后由“泡沫”而不是密集的海水携带高速航行,排水量564吨,巡航速度13节,最高速度可达50节,续航力2250海里/9节。“幽灵”号超空泡快艇安装了新型射流式空泡发生器,巧妙结合了飞机和船艇的相关特性,使其在艇体表而和水之间产生一个气体空腔,从而使艇在航行时产生的摩擦阻力比在水中小900倍。“幽灵”号超空泡快艇所用的空泡发生器由艇载电池组的电力驱动。在航行时,首先由安装在鱼雷状下艇体前部的空泡发生器产生局部空穴,然后由安装在鱼雷状下艇体中、后部的通气管向局部空穴注入气体,使之膨胀成为超空泡。通过空泡发生器的作用,“幽灵”号超空泡快艇的一对鱼雷状下艇体表面上在形成稳定的超空泡后,该艇就会逐步加速到接近200千米每小时的速度,在高速航行状态下仍能穿过3米高的海浪,并能维持长时间的稳定航行。“幽灵”号超空泡快艇要达到超空泡速度需要很大的能量,为此要装备特别的动力装置和特别的燃料。美国专家对多种动力装置和燃料进行比较之后认为:只有燃烧铝、锰或锂等金属燃料,并利用海水作为氧化剂与燃烧生成物的冷却剂的高效燃气轮机或喷气推进系统,才是推进“幽灵”号超空泡快艇实现最高速度的最佳途径。
“幽灵”号只是超空泡技术在水面载体上应用的初步尝试,其发展潜力很大。一旦超空泡技术更加成熟,那它作为小型舰艇,将比濒海战斗舰在速度、灵活性、经济性等方面要有一定优势。“幽灵”号超空泡快艇建造成本约为5000万美元,这个成本仅是美海军当前“自由”级近海战斗舰和“独立”级近海战斗舰的1/6。操作这艘快艇,在内部有人操作,或是无人遥控都可以,大大降低作战成本。
目前,朱丽叶公司正向美国海军推销“幽灵”号超空泡快艇。该公司也与其他国家讨论25艘“幽灵”号超空泡快艇的外销计划,其潜在价值约为3亿美元。“幽灵”号超空泡快艇无疑是对新船型和新作战概念的创新和探索,凭借优秀的扩展性能,以“幽灵”号超空泡快艇为原型可以进行等比例放大设计,“变身”为快速导弹攻击艇、巡逻艇甚至轻型护卫舰等不同类型的作战舰艇;在民用船舶领域最大限度地推广“幽灵”号超空泡快艇的技术成果,高速航渡船、高速客轮以及海岸警卫队巡逻执法船等多种类型船舶均可应用。
短 板
航速优势不明显。“幽灵”号超空泡快艇是由美国民间开发的试验项目,并非由军方主导,其计划性和目的性不是很强。所以自从5年前公开后,关于它后续的试验和进展情况报道较少,一定程度说明它后续研究可能乏力、进展不大。从外形上看,“幽灵”号并非完全意义上的超空泡舰船,它可能还结合了气垫船和水上飞机的有关技术,然而其目前的表现不是很突出。除科幻般的雷达隐身外形很吸眼球外,它50节的最高航速优势不强,对比某些先进的快艇近50节和军用气垫船60节的航速,优势还未得到明显体现。即使未来“幽灵”号的航速得到大幅提升,但与它同步或超前发展的超空泡鱼雷,航速和航程等很可能更强,到那时对付它应是绰绰有余。据目击“幽灵”号超空泡快艇在旧金山湾离港情景的人士称,纵摇出乎意料的大。也许防纵摇机构未能正常工作, 导致舰体和海面的角度不断变化,同时也影响隐身性能。因此到“幽灵”号形成战斗力时,采用超导磁流体技术、航速有望达到100至150节的舰艇,采用地效技术、时速在400千米左右的地效飞行器,还有其它采用新技术的“非常规”高速武器装备等等,都可能成为它的强劲对手。由于高速航行需要强大的动力,“幽灵”号高速航行的要求牺牲了载荷和续航能力。虽然13节时巡航航程约为2250海里,但45节时就只有800海里。“幽灵”号超空泡快艇的新颖设计带来了极佳的战场适应能力,但结构过于复杂,以致建造成本上升,机械强度、材料耐疲劳方面要求较高,不利于维护工作。
由于超空泡尚属于新技术,继续研发过程中需要克服的技术难点还有很多,如空泡发生器的可控性差、空泡形状稳定性差等问题。空泡发生器形状很大程度上决定了超空泡武器产生空泡的难易程度、以及所产生空泡的可控制程度。超空泡减阻的关键是在水与物体表面之间形成稳定的气层,然而对于超空泡舰艇而言,仅解决被气体包围的问题是不够的,还必须考虑超空泡条件下的转向等大幅度机动问题。在给定空泡发生器的条件,如何保证所形成空泡体周流体无压力差异是保证空泡形状稳定的关键。而存在压力差异则会导致空泡产生不稳定效应,从而影响到超空泡舰艇航行时的稳定性。超空泡由空泡发生器处开始产生在航行体尾部闭合,整个闭合区的过程是一个很复杂的水动力学问题。因为空泡表面压力的差异以及回射流的影响始终是存在的,为了形成稳定的空泡体,必须在空泡闭合处不断进行吹气或对流体进行抽吸,以补偿回射流对空泡体的影响,保持相对稳定的空泡自由表面。“幽灵”号超空泡快艇的出现,只是超空泡技术的“牛刀小试”。另外,从空泡中漏气也是影响空泡形状的一个重要因素,因而使回射流的影响和空泡的漏气之间维持一定的关系才能保证空泡的稳定。
防御能力较差。超空泡快艇还有一个致命缺陷,它无法有效防御敌方攻击。美军舰艇上一般配备区域防空弹、近程防空导弹和末端拦截武器,组成三层火力防护网,并且安装电子战设备,通过软、硬杀伤两种手段来抵御敌攻击。然而,“幽灵”号超空泡快艇容积有限,要把这些防御性的装备都放进去,那进攻性装备就没有地方安装,比如没有安装干扰设备。如果有近程导弹,没有区域防空导弹,对拦截反舰导弹的效果就不会太好。不管是搭载何种任务包,“幽灵”号超空泡快艇和其他国家执行同样任务的类似舰艇相比,在自我防御能力上有一定的局限性。高强度对抗环境下,“幽灵”号超空泡快艇的生存力主要表现在自身的低可探测性上,而在高强度对抗环境下,必须依靠航母编队的舰载机提供空中保护。另外,“幽灵”号超空泡快艇艇缺乏鱼雷探测能力。然而,近海敌国常会运用攻击快艇、常规动力潜艇等兵力,在近海海域频繁地利用难以探测的鱼雷发起攻击。
实 战
美国媒体报道称,“幽灵”号超空泡快艇是专门针对太平洋海域环境进行设计,与有关国家采取反介入作战有着密切的关系。“幽灵”号超空泡快艇折叠和拆卸部分设备之后,其尺寸大小、高度和长度能满足空运尺寸要求,可由运输机运载至全球进行作战,快速部署至全球任一作战海域。同时,“幽灵”号超空泡快艇也可由两栖攻击舰或船坞登陆舰搭载进行前沿部署。美国海军现有的多用途战斗舰艇吃水深度一般都大于10米,而“幽灵”号超空泡快艇的吃水深度却不到4.5米,使其可在全球遂行任务海域大大增多,更易于与装备小型舰艇的盟国海军在濒海合作。借助强大的隐身性能,“幽灵”号超空泡快艇可跑到对手近海进行袭扰,以其装备上的优势打击对手的轻型近海防御力量,完成多样化任务。因此,联合作战指挥官可以灵活运用“幽灵”号超空泡快艇,在战区内高速机动输送常规部队、特种作战部队、补给物资和装备。其主要执行如下多样化任务,在战时,运输、掩护特种部队,前出到敌内陆河、海岸、岛屿执行渗透打击任务,也可搭载特种部队执行封锁、登船检查任务;秘密驶至敌方海岸线附近或内陆江河湖泊地区协助特种部队登陆,遂行秘密突击任务,实施非对称奇袭作战。甚至可以执行“斩首”和“震慑”之类的高难度特种作战行动;向作战地区运送物资、载具、装备、武器、弹药和作战人员,从作战地区撤出作战人员和伤员。在和平时期,广泛地应用到濒海地带的非战争军事行动中,用于海上反恐、反海盗、禁毒、打击走私、护渔、监视非法捕鱼、环境保护、人道援助、海上搜救和海上油气平台保护等非传统军事任务;向受灾地区运送物资、载具、装备、医疗器械和专业人员,从灾区或危机地区营救伤员。
基于网络逐行集成打击任务。“幽灵”号超空泡快艇的战斗系统,突出表现在基于信息系统的联合作战能力上,依靠多种数据链联网功能,可从外部获取信息,依据使命任务和统一的全局/局部战场态势图,自主协同、相互协作,联合作战。该型艇具备较高的智能化程度和自动化水平,具有管理独立性,主要以单平台或“群”的方式协同其他平台进行海上联合作战,每个平台作为一体化网络作战体系中的一个节点而存在,实现信息资源交互共享,其高度浓缩的信息优势,可做到网络联动、快速反应、隐蔽灵活。“幽灵”号超空泡快艇能够实现联合两个其它平台之间的战术性和作战性数据交换,从而可以发挥出前方信息和指挥控制节点的作用。网络化能力使“幽灵”号超空泡快艇能够利用情报、监视和侦察数据为其他平台发挥侦察功能。但是,目前“幽灵”号超空泡快艇编制4人,要高效发挥这一作用,就要相应地增加舰员人数。
“幽灵”号在濒海环境下作战,距离大陆近,可受到己方岸基飞机和岸基防空导弹的空中保护;可召唤岸基兵力进行兵力火力支援;沿海地形地貌水文复杂,岛礁、港湾相对密集,有利于隐秘进出。它可以单舰艇或以舰艇群的形式在濒海区域巡航和护卫濒海重要海域和重点目标,在沿海独立或配合、协同大中型舰艇实施海上运动战和游击作战。战时既可混迹于舰艇编队中,充当反舰武器的发射平台,也可以小群独立配置,混杂在渔船中或依托渔港进行隐蔽,伺机发动突袭。在低烈度海上冲突中,可组成快速反应编队,以其良好的机动性和强大的反舰火力震慑对方;而在高强度海上作战行动中,又能凭借其综合隐身设计特点,充当海上突击兵力,高速隐蔽接敌,对敌方高价值海上目标实施突击。当大型水面舰艇等主要作战力量实施远程兵力投送、火力打击时,可以在编队的外侧形成一条安全隔离带,阻止敌不明船只靠近,逼迫、驱离、打击敌近岸导弹艇、鱼雷艇、攻击艇,避免不对称攻击。
相对于大中型水面舰艇(如护卫舰、驱逐舰、巡洋舰等),“幽灵”号超空泡快艇体量较小,系统备完备程度和续航力有限,持续作战能力和抗毁性有限,适航性较弱:但具有吃水浅、速度快、机动性好等特性,可在濒海区域作战中担负重要任务。随着超空泡技术的不断完善和发展,“幽灵”号超空泡快艇未来将以咄咄逼人的姿态步入海战舞台。