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主题:茗谈(108):二次山寨 -- 本嘉明

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家园 茗谈(108)-2:海警101

(一)

日本富士新闻网6月22日报道,中国向著名的德国MAN公司订购了40台大型船用柴油机,而且很可能是2010年刚刚获得生产许可的最新型号,20V28/33D STC型柴油机。据说这批柴油机,用于新造的海警船。

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20V28/33D STC型柴油机适用于水面(轻型)快速船只或大型船只,每台功率为9100KW,每隔6小时可以有1小时的超级发挥,达到1万KW。由于船用柴油机一般是每船4台一组,那就有36000KW。

这是什么概念呢?我们不妨看看西班牙的轻航母“Príncipe de Asturias”号。该舰满载排水量16700吨,长196米,宽24米,最高航速26节,动力是2套LM2500燃气轮机组。

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General Electric LM2500目前的功率水平,每台大致在19800KW,到22000KW之间,“阿斯特里亚王子”号是1988年服役,2013年退役的,这2台机子老了点,总功率是46400SHP,约合34000KW。

就是说,如果我们未来这10艘海警船,每艘的动力系统总功率是36000KW的话,那都超出“阿斯特里亚王子”级航母了!

这真的有点惊人了。我认为这10套机组(每套4台),可能有一部分要分给破冰船啊,科考船啊啥的。不过就算剩个5套,那海警也闹大发了。

这5艘超级NB的海警执法船------我们算它们是“海警101”到“海警105”吧------守着这么豪华一个“心脏”,能长成啥样儿呢?

(二)

我的建议,还是:二次山寨。

就是以前苏联“基辅”级航母为母版,山寨缩小,设计“海警101”。

“基辅”级航母的满载排水量为45000吨,长273米,宽53米。它的模样长得固然古怪,其实倒是体现了工业之美。中国拥有一条“基辅”级旧航母,因此对于船体内部结构,已经比较了解了,具备了“二次开发”的基础。

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上图:廉颇老矣,中国多了一座主题公园。

“海警101”就是一个缩小版的“基辅”级,长180米,最宽处32米,船尾宽22米,满载排水量16000吨。左舷的飞行甲板比“基辅”级的原设计加长,达到长135米,宽13米,划为4个直升机起降区。

船的右舷,仍然有一大堆上层建筑,但不像“基辅”级航母那样武装到牙齿,因为“海警101”只是执法船,虽然个子大点,火力也不能太变态。这一堆上层建筑,分五大功能:

1,指挥舰功能:就是有舰桥,飞行控制塔,大型雷达和天线组。从而起到海警部队的指挥作用,在天基系统(卫星和预警机)的帮助下,与岸上总部保持密切联系,上下通达,指挥方圆几百公里海域内的所有海警单位,协调行动,捍卫海权。

2,补给舰功能:在这片甲板上,设有二座补给门架,一液货一干货,布局同“福池”级补给舰类似,但门架较小,受补给船也只能在右侧并排行进。“海警101”可以携带额外物资有:燃油3000吨,干货补给物400吨,淡水150吨,可以支持其他海警船和渔船,持续在海上作业。

3,医护搜救功能:有较大面积的医务区/临时乘客安置区,供急诊急救手术,撤侨,人道援助用。

4,执法功能:咱们跟Iphone一样,“打电话”功能是放在最后考虑的。这部分舱室就是海监船原有的功能,有高音喇叭,76MM舰炮,多功能火箭发射器,水枪,电子屏,外交签证办公室,非法越境分子拘留室等。

5,海上飞机维修功能:海警101上,除了物资补给站(补给门架),其他的甲板上建筑尽量建为二层,下层辟为内部全贯通的5道门直升机机库;上层为人员作业区,比如舰桥,飞行控制塔楼,海警执法舱室等。近日,广东海监又有两艘1300吨级海监船(9020,9030)入役,配套的还有一架海监直升机(AC301型,机长13米)。未来在海上为中国维权执法的公务和民用直升机,会越来越多,一旦发现有机械隐患和故障,在茫茫大海中一艘小小的千吨级母船是无能为力的。如果附近有“海警101”,就可以立刻飞去“挂号”,在甲板上机库里配置的维护工作站里“诊疗”,既确保了安全,又不耽误任务的执行。

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上图:海警101的设计。

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上图:基辅级原设计的甲板下机库和升降机。这个机库仍可以保留,但可以改得小一点,净高低一点,主要收存无人机;这个机库长40米,宽10米,7吨级的直升机(直-15),可以存放3架,比起甲板下机库,这里不必依赖升降机,出击更可靠更迅速。这样,舰体内部的空间也能节省很多,改用于补给品仓库。

除关键系统外,“海警101”大多数子系统采用商船标准,既降低造价,也便于将来向“五好邻居”们推广。

(三)

“海警101”真正的亮点,仍然是它左舷的飞行甲板。

未来的海洋,是飞行器的海洋。这已经不是“有飞机的船,干掉没有飞机的船”的时代了,而是“多一架飞机的船,干掉少一架飞机的船”的时代了。

“海警101”这个排水量,也可以中规中矩,设计成一个“坞登”的套路,但那太古旧了,太逊了,海警要个登陆舰干什么?童鞋们,要面向未来呀。

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上图:“海警101”甲板平面图,弹射道上有2架“小石”无人机。

每个直升机起降区,宽与飞行甲板同宽,13米;长16米。这样4个起降区,由舰尾向前排,只占了飞行甲板的不到一半长度(此外还有第五个起降区,是备用起降区)。现在划分的串列4个直升机机坪,每个13米X16米,对于直-15(即EC175,7吨级,长14米)或吨位更小的国产直升机如直-9,直-11,以及无人直升机,还勉强够用;但对于10吨级和更大的直升机,场地就划得太狭小了。改善的方法,是不再用传统的油漆涂出机坪区划线,而是用埋在甲板里的特种小灯泡,围出机坪区,白天用灯光频闪提醒直升机机组,晚间用强光照明。这样,有直-8等大型直升机要降落的话,只要关闭一部分小灯,点亮另一些小灯,就可以把场地较宽敞的1号,2号机坪,迅速组合为一个大型机坪。

在空出的前半段飞行甲板,我们装2条平行的电磁弹射道,长60米,每条弹射道,最大弹射重量为12吨。

由于电磁弹射器可以根据弹射的飞机自重,调节弹射力度,所以这2条弹射道,平日主要弹射的,是自重较轻的固定翼无人机。

固定翼无人机如果能弹射起飞,好处很多。一,可以省油,有利于加大航程。二,出动迅速,反应敏捷。三,可以在试用小功率弹射器中,突破技术瓶颈,为将来开发成熟安全的大型电磁弹射器,积累数据和经验教训。

但固定翼飞机的最大问题,是海上回收。载人或无人直升机,可以垂直降落,固定翼飞机怎么办?

第二个难题,是这些固定翼(有人或无人)飞机,最好是喷气动力,因为将来列国比拼海上的实力,你有飞机不难,难就难在要有高速度的飞机,能占得先机,击败敌人的慢速度飞机。

(四)

这两条弹射道,在必要时也可以弹射JL-10双人教练机(就是L-15)的舰载型,不过弹射出去后无法回收。但平时主要是弹射无人机。

可弹射的固定翼无人机,分两种。一种是螺旋桨倾转翼无人机,就是加拿大CL-84的缩微型。

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第二种是喷气无人机,这是一种弹射起飞,可以在大型航母的阻拦索装置帮助下自主降落(美国X-47已经基本能做到了),或轻载时可以在没有阻拦索装置的“海警101”上垂直降落的涡喷动力的无人机。

喷气动力的飞机要垂直降落,目前只有俄国的Yak-141和美国的F-35C,可以做到,但都需要有喷口倾转技术。中国在高性能发动机和喷口倾转技术上,目前都没有条件做到。

那么我的方法就很简单:既然喷口还无法倾转,我就把发动机整个倾转。

这在军用机(不论有人无人),做到了没有什么意义。因为即便勉强做到了,飞机剩下的载荷太小,已经构不成有效的战斗力了,至少不可能跟陆基3代机对抗。

这在有人机,做到了也没有什么意义。因为即便做到了,使用安全性是不大可靠的,飞行员可损失不起。

但恰恰是海警执法船上的无人机,既不怕摔,又没有苛刻的军用指标,正好可以拿来试水。我们先解决“有还是没有”的问题,飞机性能再慢慢提高。

这次我要山寨的对象,是美国的A-10攻击机。注意,这还是“二次山寨”,因为仿造一个1:1的A-10,是“一次山寨”,我们把它缩微成无人机,那就是“二次山寨”也。

之所以要“二次山寨”A-10,是因为它的两个发动机,装得很独特,有条件倾转。

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我们就把这个缩微无人机,叫“小石”吧。

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上图:“小石”的设计图,前面2台辅助升力涡喷,后面2台主涡喷,尾翼作了修改,以避开主发动机倾转时的尾焰。

“小石”的尺寸,差不多是A-10的50%。就是说,“小石”长9米,翼展8.8米,高2.3米,最大起飞重量2.9吨(包括燃油0.9吨,载荷350公斤),机后部左右对称装2台涡喷发动机,每台推力8.5千牛;机头处串联装2台升力涡喷,每台推力4.3千牛,垂直降落时向下喷气,提供第三股升力。前后3处发动机呈等腰三角形排列,“小石”在折叠机翼后,可以装入一个40英尺标准集装箱。“小石”的350公斤载荷,可以装备高音喇叭,信号弹,摄像机,或者挂一枚324MM反潜鱼雷(300公斤重),或一个光电搜索/取证吊舱,或者用降落伞空投淡水/药品/食品给海面遇难船只,召唤直升机来救援。任务完成后,“小石”飞回“海警101”上空,在抛空载荷,燃油基本耗尽的情况下,垂直降落到直升机起降坪。由于“小石”自重较轻,4台发动机的功率不大,喷焰对甲板的灼烧也容易处理。


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