麻雀虽小,五脏俱全,三类美国海军战斗快艇简介
美军向来以先进的军事装备而著称,对于这样一个军事大国,怎么可能不重视海军武器装备的发展呢?对于一些大中型的战舰,想必大家早已领略了它的尖端技术,除了这些以外,美军也少不了一些技术流的战斗快艇,下面就带大家一起领略战斗快艇的风采。
首先介绍的是原本为海军海岸作战单位IBU使用的34英尺“海上方舟”巡逻艇,可谓是海军将沿岸港口安全部队和潇洒部队合并之后 ,带入江河部队的,是汇总部队四大主力船型的一种。
这种战斗快艇有两大鲜明的特征,艇艏重机枪位置属于半下沉站位,还具有带驾驶室的全铝合金船体。它的主要任务是进行部队防御并防范恐怖袭击的,具体涉及到港口防御、巡逻、沿岸监视、联合行动。此外,还要参与类似于搜救、EOD排爆潜水支援、渗透、撤出等次要任务。
接下来我们再来看看这艘33英尺江河突击艇,它艘战斗快艇并无驾驶室,船体采用铝合金材质建造,无橡胶包边,采用了V型船底滑行艇设计,主要在江河以及濒海地区执行短距离的渗透与撤出任务。
该战斗快艇拥有125海里的续航里程,武器采用了江河特战标准配备,即2挺通用机枪,1挺重机枪,2艇榴弹发射器,装甲板部分可以翻起来,重要部位能放7.62mm枪弹。
最后我们再来看看这艘39英尺江河巡逻艇,它拥有简易的驾驶室,艇艏有登陆跳板,船体由铝合金打造而成,带有刚性防弹泡沫护圈。可搭载16名士兵,续航里程达275海里,设有多个武器站,搭载有M44,M2,M240机枪以及烟雾发射器。
这艘39英尺江河巡逻艇之前是由特种部队使用,被称作SURC小部队江河艇,如今则是由海军江河部队,陆战队使用。执行的主要任务有巡逻、防御、监视、联合行动等防御恐怖袭击以及部队防御任务。
次要任务则是渗透、撤出、搜救、EOD排爆潜水支援等。和34英尺“海上方舟”巡逻艇所执行的任务差不多,所不同的是,它可以采用直升机吊运。美军除了拥有实力惊人,技术先进的军舰以外,就连战斗快艇也拥有不俗的实力,虽然没有大型军舰那么显眼,但也是麻雀虽小,五脏俱全了。
天下有警,中国第一家警察文化自媒体
现役的是俄罗斯的阿尔法级核潜艇,水下航速高达42海里/小时左右,一度成为世界上跑得最快的核潜艇。它把攻击型核潜艇的耐压指挥围壳设计成战斗机舱盖形状,并把围壳舵移至船首,减小了水的阻力,加之钛合金的船壳很轻。
退役的是俄罗斯的P级(神父级)巡航导弹核潜艇,水下航速可达到44节以上。
潜艇航速
一般地讲,物体在地面的行进速度要比水下快,因为空气的阻力要大大小于水的阻力,许多人在水中行走时有这种感觉。然而,潜艇却相反,在水下航行的速度要快于在水面的航行速度。
潜艇在水面航行时,影响航速的阻力一般有摩擦阻力、漩涡阻力、兴波阻力、突出体阻力和空气阻力,这五种阻力随着航速的增加而变大。潜艇在水下时空气阻力就不存在了,由波浪造成的兴波阻力也会随着潜艇的下潜深度的增加而减小,水面惊涛骇浪时,水下可能风平浪静。这样,影响潜艇水下航速的阻力就只剩下摩擦阻力、旋涡阻力和突出体阻力,当然还有一些兴波阻力,只是非常小接近0,通常忽略而已。
如果潜艇都是以同样的低速航行,其在水面所受到的阻力要小于水下受到的阻力,航行速度以水面为快。这是因为潜艇低速在水面航行时,其兴波阻力和空气阻力都相当小,所面对的只是摩擦阻力、突出体阻力和旋涡阻力。而潜艇在水下低速航行时的主要航行阻力虽然也是这三个阻力,但因潜艇在水下状态时浸水表面积大大增加,会使磨擦力较水面增大许多。同时,由于潜艇在水下时一些突出体(如指挥台)入水后会加大突出体阻力,所以潜艇水下低速航行时的阻力要大于水面低速航行时的阻力。也就是说,低速水下航行比低速水面航行要消耗更大的功率,其航行速度自然低于水面航行。
潜艇在高速航行时,就会出现与上面所讲的完全不同的状态。随着航速的增加,潜艇在水面上的空气阻力和兴波阻力将大大增加,使其总阻力值大于在水下高速航行的潜艇的总阻力值。据计算,当潜艇的速度达到一定值时,水面阻力甚至是水下阻力的两倍,其结果也就可想而知了。而潜艇不管是水面航行还是水下航行都采用同一动力装置,在相同的额定功率下,在水面和水下就会产生出不同的最大航速值。此外,因潜艇的主要活动是在水下,在动力装置的设计上主要考虑的也是尽量减少水下阻力。所以,潜艇的水下航速会高于水面航速。 1.世界最快的船被命名为Earthrace。Earthrace是一艘78英尺长的船,使用完全可以替代的生物燃料。该船的引擎动力,完全由生物柴油燃料来提供。“地球竞赛”号被称为世界上最快的生态船,造价240万美元,融合多项高科技。“地球竞赛”号长约23.8米,形似一只展翅欲飞的天鹅。船身有三层外壳保护,内有两个功能先进的发动机,最高时速可达每小时40节(约74公里),即使航行在巨浪中,速度也不会减慢。
2.海军工程大学董文才博士研究的一种“气泡船”,实艇时速可望突破100公里,成为世界上最快的船。据介绍,水的阻力是影响舰船航速的主要因素,减小阻力,就能有效提高航速。如何通过气层减阻提高航速,一直是各国舰船专家攻关的重要方向。经过大量研究试验,董文才在高速艇气层减阻理论研究上取得重大突破:在运动船体和水面之间制造一层薄薄的气泡(空气和水的混合体),如同在两个摩擦体之间抹了一层润滑油。采用该项技术后的高速艇,又称“气泡船”,阻力可减少25%,航速大大提高。
3.2014年5月12日,中航工业兰翔常州玻璃钢造船厂有限公司(简称常玻公司)第一艘时速
达62节(115千米/小时)的铝合金巡逻艇研制获得圆满成功。此款铝合金高速艇型号为CB1800H,是常玻公司自主研发的具有独立知识产权的全铝合金新产品,已刷新国内高速快艇航速新记录。 美国《世界论坛》网站10月28日发表克里斯托弗·霍尔顿的一篇文章,题为《美军将迅速配备新的高科技高速水面支援舰》
从“沙漠风暴”到“自由伊拉克”行动,我们的军队已经展示了改变战争面貌的科技成果。美国人的电视屏幕上充斥着这样的画面:在黑夜中各种复杂的精确制导弹药被同样复杂的隐形飞机投向目标。由于技术的进步,美国军队在战斗武器领域取得了突飞猛进的发展。尽管有这些发展,但是五角大楼把作战物资运送到远离本土万里之外的作战战区的能力还停留在上个世纪60年代。空中运输补给能力受到严重制约———在把足够的战争资源输送到世界各地方面,空中能力总是有严重的缺陷。海上运输补给能力更糟糕。我们的大部分海上远航补给运输船舰的航行速度还停留在上一代人的水平。从最初的“沙漠风暴”到最近的“自由伊拉克”行动,我们需要花一个月的时间才能把重型物资运到战场。信不信由你,运送重型物资航速16节的远航船只竟然比空中运输还快。博林杰/因卡特(Bollinger/Incat)公司已经找到了一个解决问题的有趣办法而且把它提供给了美国军方。这个办法就是高速穿浪双体船。博林杰/因卡特公司是一家合资企业,是由为美国海军和海岸警卫队生产各种高速巡逻战斗艇的博林杰造船公司和世界上最快的渡轮制造商澳大利亚的因卡特塔马尼亚公司联合建立的。它们建造的这种高速船只已经通过了审验而且多年来在全世界各地的上百个项目中得到使用。因为它是“现货”,博林杰公司说在相对短时间内就能准备妥当交付美军使用。而且美国海军、陆军和海军陆战队已经在各种作战环境中试验了这种革命性的双体船,包括对“自由伊拉克”行动的作战支援。国防部已经租借并且测试了两艘高速双体船。第一艘是高速运输舰(HighSpeed Vessel)HSV-X1“共济”号,另一艘是战区支援舰(Theater Support Vessel)TSV—X1“先锋”号,第三艘高速双体船高速运输舰HSV—X2“迅捷”号也已经于8月12日交付使用。这三艘高速双体船采用了同样的船体基准线设计。如果加以研发和改装,这种船体基础设计可以适应几乎所有美国海军中的舰船任务,包括后勤供给、海上运输、布雷、反潜作战、巡逻、特种作战和两栖突袭。这种设计可以改装成大型甲板航母之外的任何船舰,甚至可以改装成水面控制舰或者短距离起飞和垂直降落的小型航母。总之,高速双体船是现代海军武器史上用途最多的船只。高速双体船的性能远远优于目前使用的任何一种舰船。它的首要优点就是速度。其它辅助舰船在天气良好的情况下最高时速在20节左右,而双体船的时速可以轻松地达到42节,超过世界上任何一种运输船。事实上HSV—X1“共济”号在冬天里仅仅用了5天17个小时就横渡了北大西洋,平均时速27节而且没有中途加油。最新的“斯威夫特”号在试航中时速达到47节。负责美军运输战斗发展的迈克尔·托尔中校指出战区支援舰的速度在不安全的环境下是最宝贵的财富。他说:“你买不回时间,机不可失,时不再来。”航行距离和耐力对高速双体船来说也不是什么问题。它的设计巡航距离是以20节的时速航行4,000海里,而且可以在海上加油。“共济”号在7个月的时间里用了31个航行日环游了全世界。它从澳大利亚起航,经巴拿马运河到美国海岸,用了不到6天横渡大西洋到达英国然后沿着挪威的峡湾和海岸在恶劣的天气条件下进行了测试演习。之后它受命参加反恐战争,从直布罗陀入地中海,过苏伊士运河到达吉布提的反恐联军指挥部,然后进入波斯湾。在海湾服役之后它跨过印度洋回到了美国西海岸。美国陆军、海军和海军陆战队正在考虑使用高速双体船作为快速海上补给运输船。目前为止陆军对它的测试最为彻底,而且把它改装成了新的战区支援舰。战区支援舰是美国军事转型计划的重要组成部分。这种新型高速舰着重强调对全球美军作战部队跨战区的部署和后勤支援。战区支援舰的能力(航速超过40节)、货物装载量(1250吨)以及灵活性高(吃水深度只有15英尺)将使美国陆军拥有可以迅速部署的能力以应对发生在全球任何地方的危机。运送士兵、武器、装备和给养到达战场是一项困难和艰巨的任务。和传统的海上运输舰船相比,战区支援舰的主要优势是速度快、吃水浅。和空中运输相比,它也有很大的优势。美国空军机动司令部最大的运输机C—5银河一次能够装载两辆M1“艾布拉姆斯”坦克,而98米的战区支援舰一次可以运输10辆。112米的战区支援舰一次可以运输16辆。而美国空军的C—17一次只能运输一辆,C—130则无法运输M1坦克。不仅如此,战区支援舰可以连坦克一起运输坦克乘员而不需要任何特殊的准备,也就是说坦克可以在抵达目的地的时候直接开动做好战斗准备。C—5和C—17可以装载2辆M2/M3“布雷德利”战车。而98米的战区支援舰一次可以运输20辆。112米的战区支援舰一次可以运输32辆而且包括战车人员在内。另一种为美国陆军转型设计的新型“斯瑞克”战车如果依靠美国空军机动司令部来进行快速部署,情况比现在的重型装备也好不了多少。C—5一次可以装载4辆“斯瑞克”战车,犆—17可以装载2辆。而且“斯瑞克”战车空运需要部分拆卸,到目的地后再组装。而98米的战区支援舰一次可以运输34辆。112米的战区支援舰可以运输47辆。美国陆军的赫纳罗·德拉罗科中校说:“这种高科技船的奇妙在于我们可以运送一支可以立即投入战斗的部队———士兵整装待发、全副装甲、弹药齐备、对周围环境有侦察能力而且全部指挥员到位。没有其它任何作战平台可以做到这一点。”战区支援舰和传统空中运输和海上运输工具相比还有一个优点就是它不需要大量的物资装卸设施。大型海上运输舰需要深水港码头设施或者现场照明才能装卸货物。空中运输工具则需要跑道和机场设施,而这些都是战区支援舰根本不需要的。在反恐战争和非对称性战争中,尽可能多的使用港口对作战部队十分重要。而在第三世界的伊斯兰国家大型深水运输舰通常受限于在人口密集城市的大型港口。这样就让作战部队的考虑更多,事务也更为复杂。依靠战区支援舰,作战部队可以在恐怖分子肆虐的远离人口中心的地区进行快速部署和快速装卸作战物资。战区支援舰有很大的两栖作战潜力。美国海军海运司令部已经注意到它的这种能力。海军陆战队已经开始对它进行“全天候和全地点”的测试。在测试过程中,战区支援舰已经证明可以搭载海军陆战队的CH—46E“海上骑士”、UH—1N“休伊”、AH—1“眼镜蛇”直升机和海军的SH—60“海鹰”反潜直升机和陆军的MH—60“黑鹰”直升机。战区支援舰的液压传动甲板可以把所有的军械车辆送上岸,包括70吨的“艾布拉姆斯”坦克。海军陆战队正在把战区支援舰装备到两栖作战部队。和其它高科技两栖作战舰艇一起,高速双体船会大大增强海军陆战队的两栖作战速度和能力。
作战理念转变
20世纪末以来,随着美国海军的作战环境、作战对象的巨变,美国海军逐渐认识到“今天的战场在濒海,在五大洲陆海交界的地方”。为此,美国海军不断地调整军事战略,先后提出了“由海向陆”、“前沿存在”等战略思想。近年来,美国海军又提出了“海上打击、海上盾牌和海上基地”概念,标志着“近海战略”正式替代了“远洋战略”。
为适应军事战略的这一重要转变,美国海军在2005年3月下旬向国会提交了《未来30年部队结构发展计划》的文件。根据这项包括两种不同方案的计划,美国海军将在2035年前进一步缩减大型战舰的规模,而将舰艇发展的重点转向以濒海战斗舰为代表的小型战舰。美国海军此次“瘦身”计划正是贯彻五角大楼新《国防战略》和《国家军事战略》的实质性动作,凸显了美国海军作战理念由冷战时期的“远洋”向反恐时期的“近海”的重大转变。
战略转型催生
美国海军从二战以来到冷战结束前一直是一支远离本土、横跨大洋进行作战的远洋攻击海军,所追求的是在全球海洋中部署大型战舰以拥有海洋控制权,但随着冷战的结束,苏联迅速崩溃,美国海军面临的威胁大都来自近海,作战区域也主要集中在许多国家的濒海海域。
从上世纪90年代海湾战争开始,美国舰队开始在敌对方海岸水域进行军事行动。所有的作战都是近海,并沿着海岸,威胁日益增多。除了恶劣的水域环境,主要还有敌对武力大量数目、种类繁多的武器。美国海军舰船在最近30年损坏5艘,都发生在近海水域:
为此,在未来作战中,美军需要在濒海区域安全介入。濒海战斗舰的入役既能保障美国海军在濒海区域的安全介入,也能够保证其他作战舰艇从事其主要的作战使命。在美国海军构想中,濒海战斗舰必须具备大洋航行能力,能远距离到达全球需要部署的地方,在世界上任何地方不超出近海几百海里区域内,联合特遣部队提供快速机动的高精确度、强火力打击来支持军事行动。濒海战斗舰将在美国海军“未来30年发展计划”中扮演主力角色。为满足未来全球海上战略的需求,美国海军计划在2035年之前采购至少50—60艘濒海战斗舰,其总价值高达120亿美元以上。
技术性能卓越
快速的机动能力“自由”号濒海战斗舰具有高度的自动化设计,舰员编制控制在50人以内,舰体吨位为2840吨,动力系统采用两台罗尔斯罗伊斯MT-30汽轮机作动力,最高航速可达到60节,并能够在两分钟之内从0节加速到最高45节,巡航时速可达到30节。能够在两艘船的距离上从30节的航速立即停泊,在3艘船的距离上以30节航速突然转弯,全速航行时,可在7个船长的距离内作360°的回转。吃水深仅为3.65米。
另外,该舰比美国海军要求的运载能力也要高出50%%,其尾部的起降平台还可为直升机和无人机提供作业,堪称高速“海上卡车”。该舰的舰体采用模块化结构,舰体材料先进,航程6900公里以上。
崭新的概念技术在船型方面,舰壳和上层建筑的材料为高级铝合金,但主要结构采用钢制材料,一些部位采用复合材料。该舰外形采用内倾形式来减少雷达反射信号,并采用全封闭的上层建筑和通信/传感器桅杆,提高了生存能力。在恶劣海况下具有更好的低速航行性能,从而有利于直升机/无人机的安全起降。该舰也装备高速拦截艇的下水和回收设施,以支持特种作战。直升机甲板下部还装备有折叠跳板,可以进行轻型装甲车辆、火炮等装备的滚装运输。
强大的战斗系统为满足濒海战斗舰的火力需求,美国海军将以很快投入实用化的电磁轨道炮作为构筑整体战斗系统的核心。另外,美国海军还选用了西班牙伊萨尔船厂生产的“多娜”舰炮火控系统,以及美国联合防务公司生产的可发射精确智能弹药的MK110式57毫米隐形舰炮系统。美国海军还计划装配“未来战斗系统”的非直瞄发射系统。该发射系统可装载15枚垂直发射的精确攻击导弹,能攻击40公里内的静止和移动目标。海军正在加紧开发“翠鸟”Ⅱ武装无人机,该无人机将装备可监视和侦察传感器、主动声呐、2枚Mk54鱼雷或者4枚“海尔法”导弹,并能安装一门7.62毫米机枪,以使濒海战斗舰免遭小型快艇和潜艇的攻击。
承载四大使命
根据美国海军提出的设计要求,濒海战斗舰主要用于全球沿海水域作战,是一种快速、机动、吃水浅的水面舰艇。其舰体结构采用可重新组合的开放式结构,能根据任务需要组装、搭配不同的武器模块系统并实现“即插即用”。这种“可配置使命模块”使其在反潜艇、反水雷和反水面作战的技战术性能方面有质的提升,对面临的各种威胁做出反应。主要承担反潜战、反水面战、水雷战和协助特种作战四大使命。
反潜战模块以切断潜艇接近的途径为主。其配置包括一架配备声呐、声呐浮标和鱼雷的MH-60R反潜型直升机和配备了改进型鱼雷系统反潜型无人机、回声测距系统、可携带传感器和发射武器的RQ-8型“火力侦察兵”无人机和安装了雷达潜望镜探测系统的垂直起降无人机,用于探测潜艇潜望镜。
反水面战模块能攻击和躲避水面舰艇特别是高速密集小艇。其配置包括一架安装有光电/红外传感器和“狱火”导弹、机枪、火箭弹的MH-60R直升机。舰上搭载的垂直起降无人机和无人水面航行器也将配备光电/红外传感器和武器。电磁轨道炮是美国军方“重要的超远程火炮科学技术项目”的核心项目,将为美军濒海战斗舰提供主要火力构成。
水雷战模块可避开水雷从容地进行反水雷作战。其配置包括一架“黑鹰”直升机、无人水面航行器(USV)、WLD-1遥控猎雷系统(RMS)、战区预备自动水下航行器(BPAUV)和REMUS无人水下航行器(UUV)。水雷战濒海战斗舰也同样将搭载垂直起降的无人机(VTUAV),为反水雷的爆炸处理小组提供支持。
“非对称作战”能力濒海战斗舰具有极强的隐身能力,装备有先进的传感器系统和电子设备,能在近海浅滩航行,具有敏捷、灵活的操纵性能,能秘密行驶至敌方海岸线附近协助“海豹”特种部队登陆或其他的海陆装备突击队型部队执行秘密任务。此外,濒海战斗舰还可以广泛地应用到非军事领域,用于打击走私、缉毒等任务。
未来海战先锋
美国海军大力发展高速“濒海战斗舰”,将是美国军事力量网络化和全球化作战的重要组成。即把海洋、陆地、天空、太空和计算机网络空间,以前所未有的程度综合到一起。“濒海战斗舰”是美国海军军事战略由远洋走向近海的重要标志,是美国旨在统治世界近岸水域的重要海上力量,堪称是革命性的新一代海军舰艇。
目前,世界各国目前都在积极发展下一代海上舰艇,一些国家正在发展的濒海战斗舰将会利用新一代船体线型,使濒海战斗舰能够有效地在沿海地区防御和作战,包括应付水雷、快速的群集小艇和潜艇等诸多威胁。有关专家认为,随着近海战舰技术的不断进步,濒海战斗舰在军事领域将大有作为。
新闻缘起
据美国《防务新闻》二○○六年一月九日报道,洛克希德·马丁公司为美国海军建造的第一艘濒海作战舰(LCS)“自由”号将按计划在二○○六年夏天下水,二○○七年二月交付使用。其建造费用将控制在原计划二点二亿美元的最高成本之内。
1.概念:
现代护卫舰已经是一种能够在远洋机动作战的中型舰艇,一般护卫舰的标准排水量可达2500吨~4000吨,航速20节~35节,续航能力2000海里~10000海里,主要装备57mm-127mm舰炮,反舰/防空/反潜导弹,鱼水雷,还配备有多种类型雷达、声纳和自动化指挥系统、武器控制系统。其动力装置一般采用单独采用燃气轮机或者柴油,又或者柴油-燃气轮机联合动力装置。
它可以执行护航、反潜、防空、侦察、警戒巡逻、布雷、支援登陆和保障陆军濒海翼侧等作战任务,曾被称为护航舰或护航驱逐舰,现如今随着护卫舰大型化,与驱逐舰的界限日渐模糊。
在现代海军编队中,护卫舰是在吨位和火力上仅次于驱逐舰的水面作战舰只,但由于其吨位较小,自持力较驱逐舰为弱,远洋作战能力逊于驱逐舰。护卫舰和战列舰、巡洋舰、驱逐舰一样,也是一个传统的海军舰种,是当代世界各国建造数量最多、分布最广、参战机会最多的一种中型水面舰艇,某些国家完全装备护卫舰取代驱逐舰。
护卫艇以导弹和小口径舰炮为武器,用于海岸巡逻、护航的小型水面舰艇。又叫 护卫艇、炮艇、巡逻艇。现代护卫艇排水量数十吨至500吨,多数不超过300吨,最大航速15~45节(水翼护卫艇可达50节左右),自给力3~7昼夜。
武器有37~76毫米单管或双管舰炮1~2座,机枪数挺,反舰导弹2~4枚,以及深水炸弹等。装有火控系统或综合武器控制系统。动力装置大多为柴油机,也有采用燃气轮机或柴—燃联合动力装置的。艇型有排水型、圆舭型、深V型和水翼型等。船体多为焊接钢结构,部分采用铝合金结构。还装有通信设备和导航雷达等。护卫艇体积小,速度快,机动灵活,有较强的火力。但续航力小,适航性差,防护力弱。
护卫艇以小口径舰炮或导弹为主要武器,用于近岸海区巡逻、护航、护渔的小型水面战斗艇只。亦称炮艇或巡逻艇。排水量数十吨至500吨,航速10~45节,水翼巡逻艇可达50节。装备有37~76毫米单管或双管舰炮1~2座,机枪数挺,舰舰导弹2~4枚,以及深水炸弹等武器。
区别:
1.护卫舰比护卫艇吨位大得多,无论是舰员数量、载油、物资、武器装备都能搭载的更多,所以护卫舰能在海上执行任务的时间更长;同时由于更大的舰体,护卫舰的适航性更好,因此护卫舰能在远洋执行任务,而护卫艇只能保卫近海和港口。
2.由于护卫艇较小的艇身,只能搭载小口径舰炮以及少量导弹,火力弱;而且局限于自身高度和发动机功率,无法把大功率雷达安装到高处,雷达搜索能力差;护卫艇没法安装性能优异的声纳,这就限制了它的反潜能力;局限于有限的吨位,无法为艇身安排足够的防护,最多配备便携式防空导弹,而且灌进同样数量的水后更容易沉没。所以说护卫艇的攻防能力弱,无法成为海军主战军舰。
3.两者目标定位不一样:护卫舰能执行的任务,护卫艇能够做一些,如防空、反舰,但不如护卫舰做得好,更别提护卫舰可以执行远洋任务;护卫艇还是适合在近海执行任务,布雷、侦查、护渔。
ABS负责政府事务的副总裁格伦·阿瑟表示:“美国海军不仅在技术越来越复杂的军船设计和建造中使用船级标准,而且在军船服役期间一直保留在船级服务中,按照适用的船级规范和要求进行维护,并接受船级检验。”阿瑟表示,军船入级有五个关键要素必须考虑:
建立适当的技术标准。军船规范必须考虑到海军船只的特点,这些规范还必须不断进行维护和更新,以反映与军船相关的最新技术。
发展和培养技术人员、工程师和验船师,由他们负责验证与军船规范的符合性。技术人员必须熟悉针对军船特别制订的过程和程序的运用。就ABS而言,审图与检验的基本入级功能已特别面向其军船规范的要求。
针对参与新船设计、建造和运营的海军组织、船级社和建造厂,制定明确的角色和职责分工,防止不必要的重复劳动,促进相互理解。
向海军人员、设计人员和船厂人员提供军船规范培训,确保所有参与方对规范和适用的各入级过程理解透彻。
通过专项研发计划和对教训和系统失败情况的调查,继续更新规范中的技术标准。ABS建立了一个专门的军船技术委员会,来协助制定和通过新的规范要求。该技术委员会的成员来自军方、造船厂、设备制造厂、学术界以及美国参与军船设计的主要造船工程公司。规范编制
军船入级过程与商船基本一致。军船和商船唯一的区别在于船舶的使命不同。这将不可避免地产生更加复杂的设计和安装过程,以及与授权署名、残存能力和履行使命所需能力等相关的诸多问题。
阿瑟强调:“对于船级社来说,重要的是在概念设计阶段就要尽早与海军机构共同研究,以便针对特定船舶使用正确的船级标志和符号。”船级要求应重点放在船舶的设计寿命,包括疲劳分析要求、推进系统冗余、防火和其他辅助系统的独特要求,以及任何舾装和居住适宜等特殊要求。阿瑟说:“持续发展军船规范需要在船级社和海军相关机构之间建立紧密的工作关系,同时也需要业界提供输入信息和意见。ABS军船技术委员会为我们提供了这样的一个平台。”
自颁布2003版高速军船指南和2004版军船规范以来,ABS一直在定期进行更新,纳入军船技术委员会的输入和审查意见。“持续改进规范的总体目标就是要迅速把握新技术,阐明和写明要求,纳入经验教训。” 阿瑟解释说,“某些情况下,规范修改可能就是对船舶实际事件的风险和失误分析调查的结果。”持续培训
对于ABS从事军船项目的人员来说,重要的一点就是持续培训和合格资质。这一点同样适用于从事审图的工程技术人员和驻船厂的现场验船师。目的是提供对规范、过程和程序的必要理解,以便相关要求得到清晰和一致的实施。
“非常重要的是,在可能的情况下,这种培训和熟悉过程还需包括来自各军方机构的人员。” 阿瑟说,“这有助于建立双方的关系和对所需要求能更清楚地理解。”ABS最近在印度新德里举办了一次军船入级研讨会,促进对印度军船和美国海岸警卫队船舶的概念应用的理解。印度船厂代表也参加了该研讨会。
部分培训计划和研讨会包含对每个参与方的角色和职责的规定和阐明,以及他们如何对阿瑟所称的“发证矩阵(certification matrix)”做出贡献。
如阿瑟所解释:“既然船级社的重点在于船体结构、稳性、机械、推进系统、辅助系统、防火系统和居住适宜性要求,发证矩阵就要使用船舶任务分解系统,明确规定船舶每个要素的技术要求,并识别出主要的发证机构。譬如,某军方机构将对武器系统发证,而船级社将对支持结构、液压系统和电气系统载荷以及相关防火系统的标准负责。”
发证矩阵还应尽可能识别出各个机构的联络点,以促进沟通和避免重复工作。该矩阵如在计划初期就能制定出来并提供给造船厂,让每个发证组织的职责都能被明确理解并避免不必要的重复劳动,那将会是非常有效的。汲取教训
在争取并保持军船入级的整个过程中,ABS一直在寻求能够不断改进入级规范、过程和程序的方法。其中一个主要组成部分,就是在整个入级过程中总结教训,包括从最初的概念设计,到后来的军船整个生命周期,直至军船报废。这个过程要求所有各方致力于公开沟通,包括早期的设计者、舰船保养机构和在整个军船服役期与舰船相关的任何其他参与方,当然也包括重要设备供应商。对教训的分析可能直接导致规范修改或导致基于专门研究开发的规范修改,使问题继续存在的可能性最小化。
阿瑟表示,“在将ABS入级服务运用于世界各地交付的诸多高速军船时,我们利用获取的教训不断地改进规范、过程和程序。”根据到目前为止的证据,ABS坚信军船入级将继续有助于减少军船建造成本和整个生命周期保养成本。阿瑟认为:“根植于商船建造方法的入级过程和要求与军船的高技术标准的结合,将被证明是一个有效的联姻。”
英国劳氏船级社(LR)负责军船业务的经理鲍勃·辛普森表示,自从《军船技术》上次回顾军船入级活动以来,发生了很多事情。LR军船小组一直忙于编制《北约军船代码》,并向更多感兴趣的海军宣传军船入级的好处。“另外,我们一直在加紧强化针对英国最大军船项目活动,即两艘新的航空母舰;同时确保在英国、澳大利亚、新西兰、加拿大和其他地方的现有活动,也满足客户的期望。”
《军船代码》(NSC)输入已包括了参与文件草拟工作组的直接贡献,以及与挪威船级社(DNV)合作共同为成立国际军船安全协会(the International Naval Safety Association – INSA)所提供的秘书服务。
国际军船安全协会将负责推动《军船代码》(NSC)获得通过。与此相关,LR一直在向英国国防部提供军船发证支持:直接提供支持,或通过军船安全担保支持服务(the Naval Safety Assurance Support Service)提供支持。该服务是与英国海事技术(BMT)联合进行。
辛普森先生说:“从《国防管理杂志》(Defence Management Journal)最近的一篇社论中,我注意到《军船代码》(NSC)的引入并不是没有挑战,随着入级规范被用来验证代码中的目标是否被实现,每个船级社需要对其规范与代码进行差距分析。对于使用多家船级社入级规范的海军来说,同样需要确保对代码有共同解释。”开展有针对性的研讨会
正如ABS强调的,宣传军船入级理念仍然需要做出重要努力。考虑到这一点,LR最近在多个会议场合进行了宣介。“我们目前正在向希望深入了解如何将入级过程与自身过程结合起来的海军开展有针对性的研讨会。这些研讨会到目前为止已经在英国、荷兰和智利进行过,”辛普森先生表示,“我们也受中国船舶工业集团公司的邀请于2009年1月提供一个类似的研讨会。”
然而,对于LR来说,最大的挑战莫过于英国皇家海军未来航空母舰(CVF)计划,合同价值39亿英镑(57亿美元),包括两艘船舶,系皇家海军迄今为止建造的最大船舶,每艘船舶排水量约65000吨,飞行甲板长度277米。建造任务将在4个主要中心进行。当然,在建造过程中还会涉及一系列其他小型设施,同样会涉及到全球诸多设备供应商。到交付的时候,这两艘航母将具有迄今为止最多的船级符号。因此,为确保LR服务实现一致性,已要求项目经理提供重要输入信息,验船师小组也将不断扩大。
此外,英国皇家海军的第4艘45型驱逐舰已经下水。为澳大利亚皇家海军建造的两艘直升机登陆舰(LHD)已经在西班牙费罗尔港开工,越来越多的专用验船师已进驻Navantia船厂开始工作。在澳大利亚和新西兰,LR即将看到为新西兰皇家海军建造的濒海巡逻舰(OPV)和近岸巡逻舰(IPV)的首批交船。资金价值
军船入级是有价值的并且具有成本效益,最近这样的认识改变了英国国防部(MoD)与LR的服务合同方式。新合同既规定了关键业绩指标(KPI),又为业绩好坏规定了奖惩措施。这种做法有可能会在其他地方得到效仿,因为它可以使某国海军只与同一家船级社建立长期谨慎的商业关系。
面向未来,还有很多大大小小的军船项目在考虑。在许多项目将面临当前全球金融危机影响的同时,其他一些项目对处理当前世界面临的诸多海事挑战至关重要,如海盗盛行、海洋资源保护等。“就LR而言,我们相信船级社与海军之间的合作活动将继续发展,并迅速成熟到10年前梦想者们期望最终可以达到的程度,”辛普森先生表示。
法国船级社(BV)军船部经理简·弗兰克斯·塞格瑞汀也认为:军船入级虽属新业务,但随着海军感受到依靠船级社所具备的专业技能可以获得好处,船级社正在迅速扩大其支持性服务。2008年,BV进入了一个全新的领域,颁布了海军潜艇的入级要求,并在规范中纳入了来自海军高级人员的意见。BV的军船规范于2006年进行了更新,增加了护卫舰和航空母舰的新要求。随后,在2008年,BV又颁布了轻型巡洋舰和潜水艇的新规范。目前,对所有这些舰型的新建项目的入级研究正在积极进行中。
由法国国有船舶制造企业(DCNS)为法国和摩洛哥海军建造的FREMM级系列护卫舰的订单将入BV船级;正在Navantia船厂为西班牙海军建造的近海多用途舰也将入BV船级。新的海军潜艇规范已经提供给船厂和海军,将在考虑用户和相关方面的使用反馈意见后,进行更新并于2009年正式颁布。
潜艇入级规范是新的举措,因为它覆盖了一种新的船型(当然,个别船级社,如德国劳氏船级社(GL),也颁布了潜艇规范)。即便如此,塞格瑞汀表示,潜艇规范的目标如同BV制定的其他规范一样,就是通过制订和验证最低标准来保护船员和环境安全。正如塞格瑞汀先生注意到的:当前大多数潜艇是在竞标的情况下建造的,但又必须在一个对船员和环境保护要求高标准的世界中运营。对海军来说,订购潜艇入级意味着一个独立、可信的第三方机构可以保证潜艇能够按照一套业经认可和颁布的标准建造,且使其符合国际安全和环保标准。另外一项好处就是,按照船级规范建造,设计商和船厂可以省时省钱,并受益于纳入到详细规范中的船舶建造和操作方面长期积累的经验。船级社规范,涵盖船舶结构和设备,使用范围详细,适用于每种船型的特殊情况,并根据营运经验反馈,进行持续更新。第三个好处是,如果在舰船整个生命周期保持入级,海军就可享有独立验证权,使其舰船得到正确保养。
对BV和使用船级的海军来说,挑战在于如何将潜艇的功能性要求,传达给船级社,以使船级社能够制定出有意义的标准。这一点由军船委员会通过联络得以解决,军船委员会同样强调建造标准和在役检查的重要性。潜艇的特殊问题涉及受力舰体、在下潜或上浮条件下的稳性要求、舰船在正常和紧急情况下的舱内大气控制等。对于安全分析和逃生程序给予了特别考虑。
“BV军船委员会已经被证明是使BV军船规范展现优势的一个有力手段,” 塞格瑞汀先生表示,“在海军上将简·弗兰克斯·鲍德先生的领导下,该委员会利用其集体专业技能,要求BV改进某些领域的规范并研究新的领域。”该委员会成员包括来自西班牙、法国、意大利海军的数位海军上将、法国国有船舶制造企业(DCNS)、Navantia船厂有关专家以及其他相关机构的代表。
军船委员会最近审查了BV水面舰艇军船规范,涉及到航空母舰的消防和疏散要求,澄清了针对推进系统冗余的船级附加标志(AVM-IPS)要求。考虑到舰船操纵性,军船委员会特别要求BV考虑用船舶操作的最低价值函数和轴线数,来替代七海里最低航速。应各海军的请求,军船自愿环保船级符号也在考虑之中。BV将特别研究燃气涡轮机的SOX和NOX排放问题。深度支持
意大利船级社(RINA)军船业务高级经理索罗·卡佐里说,两件事可以展现RINA 2008年的军船工作。第一件是其服务在全球范围内延伸,为芬兰、印度、伊拉克、利比亚、土耳其和其他国家的军船提供入级服务,以及为意大利海军和其他政府的武装部门,如海岸警卫队、海关等,提供军船入级服务。第二件是RINA加深对海军的支持工作:已经超越传统的结构问题和规范,为意大利船队提供关于石棉和健康与安全问题的风险分析。
RINA过去12月继续强化其在军船领域的地位。期间,RINA 2007版军船入级规范和新的快速巡逻艇规范(FPVs)已生效。
意大利作为全球最大的小型军用快艇制造国地位对RINA来说非常有利。由此,RINA与所有建造军船的船厂,无论大小,都保持着紧密的关系。虽然,RINA入级的军船可以大到航空母舰,但从数量上讲主要还是快速巡逻舰。实际上,RINA入级了大约300艘这种舰艇,长度从10米到55米不等。2007年签订了一个为意大利客户订造的23艘巡逻舰订单。去年,RINA入级27艘快速巡逻舰。目前,订单还有45艘。
“2007年我们颁布了新的快速巡逻艇规范,”卡佐里先生表示,“因为RINA军船规范主要用于大型军舰,许多适合于军舰的要求不一定适用于尺度小、性能高的快速巡逻艇。”“重要的一点是,正常的军船规范是针对钢质船舶,而多数快速巡逻艇是用铝合金、玻璃钢或合成材料建造的,因此快速巡逻艇规范需要有其特殊性。很多情况下,大型游艇和快速巡逻艇规范是相似的。RINA在大型游艇市场的绝对优势有利于促进其入级快速巡逻艇。”
“先前,我们颁布了特别针对意大利海岸警卫队船舶的规范,但这些需要更新,而且只有意大利文本。全球对快速巡逻艇的需求在增长,因此我们更新了规范并用RINA标准格式用英文出版,以向快速巡逻艇建造厂提供真正的国际技术参考。我们还包含了新的航行能力符号,取代以往用离岸距离规定操作限制,我们针对船舶抵御特定海域和天气状况的能力进行规定,” 卡佐里先生说。
意大利海军3艘军舰,总计约55,000总吨,已经入RINA船级,其中两艘于2008年交船。阿根廷海军的一艘主要军辅船已经入RINA船级,另一艘正在入级过程中。10艘主要新建军船,约50,000总吨,正在接受RINA检验,包括Horizon级护卫舰(Caio Duilio)、意大利第一艘FREMM级护卫舰(Bergamini) 、4艘伊拉克海军50米长巡逻舰、2艘在意大利Intermarine船厂为芬兰海军建造的反水雷船以及土耳其海岸警卫队第一艘88米长的濒海巡逻舰。有45艘在建快速巡逻艇入RINA船级,长度从10米到35米不等。RINA资料中还有10艘计划的主要军船,约合60,000总吨。这些数据包括意大利FREMM级护卫舰项目的完工、芬兰海军的第3艘反水雷船和土耳其海岸警卫队的另外3艘濒海巡逻舰。
过去12个月中,主要交付的RINA船级的军船包括意大利海军航空母舰(Cavour)和Horizon级护卫舰(Andrea Doria),皆由Fincantieri船厂为意大利海军建造。其他工作包括为意大利海军舰队和军辅船,进行石棉检测以及开发一个原型健康与安全风险评估计划。
“展望未来,RINA很快将看到交付第二艘Horizon级护卫舰(Caio Duilio),以及为芬兰海军交付的第一艘反水雷舰(MCM),”卡佐里先生最后总结说:“随着首批主要入级舰船进入服役阶段,接下来对航空母舰(Andrea Doria 和Caio Duilio)的维护,将是RINA和意大利海军需要共同面对的问题。”译自《军船技术》2009年第1期
2012年8月8日,中国首艘318B型巡逻艇正式从中船桂江造船厂移交至广东省东莞市公安边防支队。当日上午,这个支队在虎门镇木棉岛边防码头举行新建巡逻艇交接仪式,这标志着珠江入海口海域最大最先进的海上执法巡逻艇将在东莞服役。
据了解,该艇长46米、宽7米,艇上装备精良,是集巡逻、执法和救援于一体的综合性复合型执法舰艇。该艇马力大,最高时速是东莞海域原有最先进的丙级巡逻艇(已装备使用15年之久,吨位只有85吨)的两倍以上,可在蒲氏9级的风中安全航行,强大的自持力也可保证艇上能够满足几十名官兵不靠岸连续生活7天。艇上装备精良,舱内安装有岸基雷达、GPS全球导航定位系统、高频通讯电台、全球海事救助呼叫电话,以及搜索取证系统等先进设备。前甲板装备有一架14.5mm高速机枪和两架大功率高压水枪,后甲板装配有附属艇和救生筏。舱室功能齐全,有会议室、卧室、装备室、厨房、卫生间等,是集巡逻、执法和救援于一体的综合性复合型执法舰艇,可全方位辐射东莞海面的每个角落。318B型巡逻艇在东莞海域服役,与丙级巡逻艇以及附属快艇协同作战,有助于边防官兵对东莞海域周边各个方位实施更加精准、高效、实时的观察和监控,大大提升部队的快速反应能力和动态作战能力。
图为移交至广东省东莞市公安边防支队的318B型巡逻艇(舷号44968)在东莞海域行驶。
056型轻护卫舰(英语:Type 056 Corvette)北约代号:Jiangdao Class Corvette(江岛级轻护卫舰)是中国人民解放军海军于2012年下水的新一代多用途轻型护卫舰。
本级舰采用深V、长桥楼船型,适航性较好,可提供较大的舰体空间。采用隐身设计,舰体外飘,上层建筑内倾,形成一条贯穿舰体前后的折线,舰面上的设备如小艇、鱼雷发射管都遮蔽处理,雷达隐身效果良好。舰艉部有直升机甲板,有直升机操作能力,但没有设置机库。
中国海军建造056型主要用于近海防御,担负日常巡逻任务,为相关海上执法部门提供支持保障,以替换之前舰龄较长,战术技术指标较低,武器及设备已经落后,人员工作和居住环境较差,难以适应新时期的作战任务的053H型护卫舰系列和037型猎潜艇系列。
舰体设计
056的体型与排水量比江湖级还小一些。056采用中央舰桥设计来扩充上层结构容积,但舰桥的高度似乎明显刻意压低,可能是为了降低舰体重心,利于增加舰艇航海时的稳定性,舰体设计也一定程度考虑到雷达隐身性能,采取全封闭舰桥,舰桥前方两侧有三角形的倾斜平面;此外,舰艏干舷较为低矮,单一的烟囱设置在舰舯,而舰尾直升机起降平台则比舰尾主甲板高出一层,这些特征与新世纪中期中国为泰国建造的两艘北大年级(Pattani class )巡逻舰相似,显示两者之间技术发展似乎有连续性。
056型护卫舰舰尾直升机平台的舱房,舰尾为开放式,不过有半透光的遮挡帘将之封闭。其上层结构的材料色泽应为轻质的铝合金。由于056属于低档的二线舰艇,因此主机显然是技术成熟且较为经济的柴油机,着重续航性能。056采用双轴推进,舰体两侧设有一对稳定鳍来强化航行的稳定性。056水下船型采用类似半滑航船体的设计,舰首为深V字船型,但后面到前船楼下方就有明显的折线,其后舰底吃水骤降;此种设计是针对高速航行时,船体能一定程度地被抬升,进而降低吃水面积而减少阻力。056的深V字船型适航性能较佳而且利于快速航行,并能在8级海况下航行。
武装设计
武装方面,056的舰艏配备一门中国在本世纪初仿自俄罗斯AK-176的PJ26型单门76MM隐身舰炮,这是一种全封闭式自动舰炮,由俯仰部分、炮架部分、供弹系统、瞄准随动系统、电气控制系统等部分组成。该炮主要用于对海上和空中的目标进行攻击,初速980米/秒,射速分30发、60发、120发三档可调,最大射程17000米,特点是射速高,可靠性好,不仅具有较强的对海射击能力,也具备较强的防空能力。舰舯主桅杆与烟囱之间设置两组双联装鹰击83反舰导弹发射器,该型导弹为海军驱护舰在21世纪前十年的标准配备,最大射程150-180千米。
056的上层结构前部两侧各装有一座H/PJ-17 30mm遥控机炮武器站,该型炮首见于2010年中完工试航的中国海军新型电子侦察舰853天王星号上,装备有光电射控装置,可全自动遥控射击,也可以在炮旁人工操纵。据悉其射速为320~350发/分,待发弹数量为100发。属于低成本、中/低威胁强度使用的轻型近距离武装,主要用于水面巡逻护航、近接与驻泊自卫等任务;除了打击近距离小型水面目标之外,也具备有限度的防空能力。炮身右侧整合有一个可旋转俯仰的光电射控仪,炮弹箱挂在武器站左侧;炮位右侧设有人工操作席,以动力控制操炮,以操作席前方的直接瞄准仪目视射击,后甲板两侧安装有两门89式12.7mm重机枪。
056的舰尾并没有设置机库,仅有一个起降平台,可供一架直-9直升机进行起降,该平台设有鱼叉着舰系统,可保障直升机在恶劣天气起降 。舰桥后方设有一个塔式桅杆,上面设置一个朝前方的射控雷达(用于导控76mm舰炮)以及一个对空/对海搜索雷达天线, 舰桥顶部还有一个球型的光电侦搜/射控仪;此外,舰首前端设置一个主/被动声纳。此外,056还装备两组三联装324mm鱼雷发射器,设置在舰尾结构内部两侧通道,平时由侧舷的舱门隐蔽,发射时才打开舱门并将鱼雷管朝向舷外。另一项值得注意的是,056并没有安装中国近海舰艇惯用的反潜火箭发射器。
056舰尾楼上方配置了一座中国航天科工集团设计生产的FL-3000N近防系统;类似于美国的拉姆短程防空导弹系统。这种新防空导弹的中国制式编号是海红旗-10(HHQ-10)。在2011年初,在大连造船厂改装的辽宁号航空母舰上现了一种构型类似的导弹发射器;此后也出现在华罗庚号综合试验舰上,舰艏与舰尾各装一个构型不同的FL-3000N导弹发射器,分别是24联装与18联装。而056安装的发射器则载弹量较低的轻型版本,发射装置采用了3-2-3共装8枚防空导弹。
技术数据:
排水量
1300-1400吨
舰长
89米
舷宽
约12米
吃水
4米
动力
柴柴联合(CODAD) 双轴2×S.E.M.T.Pielstick 柴油机16000马力
乘员
60-80人
航速
28节左右
舰载机
无编制舰载机,有直升机操作平台
船电系统
雷达
1×SR64型对海/对空搜索雷达、1×TR47型火控雷达,其余不详 。
声纳
1×舰首主/被动声纳,其余不详
舰载武装
舰炮
1×PJ26型单管76MM隐身舰炮
导弹
1×HQ-10八联装短程防空导弹发射装置
2×双联装鹰击-83反舰导弹发射装置
近防
2×H/PJ-17型30mm机炮武器站
鱼雷
2×三联装324mm鱼雷发射管
其他
2×多联装反潜火箭深弹发射器(593后续舰)
总体而言,056并不追求复杂高档的武装配置,仅维持必要的水面战与基本的防空自卫能力,只要能满足最基本的近海巡逻、基地防御与有限强度作战能力,同时也删除让直升机驻舰的能力,显示其尽可能简化设计以压低成本,把舰上更多空间用来提供较好的适居性与自持力。对于一种担负第二线近海水面巡逻作战任务的次级舰艇而言,这些都是十分合理的考虑。相较于小型的037,056无论耐波性、自持力与作战能力都增长数倍。而相较于054A型护卫舰乃至原本的江湖级,056体型较小、吃水较浅,更利于在水浅的东海海域使用,而且价格相对低廉的056能建造更多,使解放军海军维持一支规模较大的近海作战舰队;在本世纪中国与东南亚数国对南海诸岛主权争议越演越烈之际,近海作战的056对中国海军的作用就更为明显。056或许没有采用任何突破性的新技术,但是协调各船厂同时成批建造此型舰而使相关厂商技术升级(包括设计、生产程序与制造工艺的改进以及标准化),也很具有积极意义。
护卫艇以导弹和小口径舰炮为武器,用于海岸巡逻、护航的小型水面舰艇。又叫炮艇、巡逻艇。艇上装备的主要武器有37-76毫米单管或双管舰炮1-2座,机枪数挺,以及深水炸弹等。第二次世界大战时,护卫艇的排水量为25-100吨,航速约25节。现代护卫艇,排水量有的达到500吨,水翼护卫艇的航速可达到50节,装备有速射自动炮、深水炸弹、声纳、雷达、红外探测仪等先进设备。
护卫艇排水量数十吨至500吨,多数不超过300吨。最大航速15~45节(水翼护卫艇可达50节左右),续航力600~2000海里。自给力3~7昼夜,3~4级海况下能有效使用武器,4~6级海况下能安全航行。具有任意相邻两舱破损进水不沉的性能。武器有37~76毫米单管或双管舰炮1~2座,机枪数挺,舰舰导弹2~4枚,以及深水炸弹等。装有火控系统或综合武器控制系统。动力装置大多为柴油机,也有采用燃气轮机或柴——燃联合动力装置的。艇型有排水型、圆舭型、深V型和水翼型等。船体多为焊接钢结构,部分采用铝合金结构。还装有通信设备和导航雷达等。护卫艇体积小,速度快,机动灵活,有较强的火力。但续航力小,适航性差,防护力弱。
护卫艇以小口径舰炮或导弹为主要武器,用于近岸海区巡逻、护航、护渔的小型水面战斗艇只。亦称炮艇或巡逻艇。排水量数十吨至500吨,航速10~45节,水翼巡逻艇可达50节。装备有37~76毫米单管或双管舰炮1~2座,机枪数挺,舰舰导弹2~4枚,以及深水炸弹等武器。
护卫艇是出现较早的一种战斗舰艇。中国清末海军就装备有炮艇。在第一次世界大战中,同盟国海军为对付德国潜艇,保护本国港口、锚地和商船队的安全,首先有英国继之有美国加紧发展巡逻艇,共造1000余艘。这些巡逻艇为木质艇体,排水量42~75吨,航速17~19节,装备有20~37毫米舰炮1~2座,机枪数挺和6~8枚深水炸弹等武器。其他海军国家也建造了类似的巡逻艇。
在第二次世界大战期间,护卫艇的排水量为25~100吨,航速25节,武器有20~57毫米舰炮1~2座,机枪数挺,深水炸弹30枚。
战后,许多国家仍保留有护卫艇,艇体结构、动力装置、武器和电子设备等都得到改进。苏联的“牛虻”级巡逻艇,排水量210吨,航速36节,装备有76毫米单管全自动舰炮1座,“顿河”Ⅱ导航雷达和炮瞄雷达各一部。
—以海海事巡逻艇为例
目录
摘要 3
一、智能船舶发展趋势概况 4
1.发展智能船舶的原因 4
2.智能船舶是什么 4
3.智能船舶功能模块 4
4.智能船舶关键技术 4
5.目前的技术和难点 6
6.国际上的先进成果 6
7.总论 7
二、海事巡逻船介绍 7
三、海事巡逻船的智能化 9
1.通讯与识别 1 0
2.安全与自动航行 1 1
3.船舶动力 1 3
摘要
船舶作为海上重要交通工具,其智能化成为世界各国关注的重点。本文概括了智能船舶的特点,总结已有成就并指出问题和和可能的改进措施和思路。就我国广阔的海域和现有的技术基础,探索海事巡逻艇在通讯与识别、安全与自动航行和动力方面可能解决的措施和方法。
关键词:智能船舶海事巡逻艇船舶智能化e航海
一.智能船舶概况
1.发展智能船舶的原因
近年来由于智能船舶概念的兴起以及智能船舶技术的日益发展,船舶智能化已经成为全球航运的大势所趋。出于通过船舶智能化降低船舶控制和管理难度,减少人为误操作,提高设备及船舶营运的安全,优化船舶航行,控制燃油消耗、降低成本,提高收益等目的,目前智能船舶的研究已在全球范围内开展。[]
2.智能船舶是什么
2015年12月1日,由中国船级社(CCS)编制的《智能船舶规范》正式对外发布,其中定义:“智能船舶指利用传感器、通信、互联网等技术手段,自动感知信息和数据,并通过自动控制技术和大数据处理分析技术来实现智能化运行。”智能船舶以“大数据”为基础,运用实时数据传输和汇集、大容量计算、数字建模、远程控制等先进的信息化技术,实现船舶智能化的感知、判断分析以及决策和控制,从而更好地保证船舶的航行安全及运营效率智能船舶也是《中国制造2025》中明确重点发展的领域,代表了船舶未来的发展方向,关乎航运业的转型升级。[]
3.智能船舶功能模块
中国船级社发布的《智能船舶规范》将智能船舶分为六大功能模块:智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台。
4.智能船舶中的关键技术
(1)信息感知技术
船舶信息感知是指船舶能够基于各种传感设备、传感网络和信息处理设备,获取船舶自身和周围环境的各种信息,使船舶能够更安全、可靠航行的一种技术手段。
(2)通信导航技术
通信技术是用于实现船舶上各系统和设备之间,以及船舶与岸站、船舶与航标之间的信息交互。常用的通信方式主要包括:VHF(甚高频)、海事专网、海事卫星、移动通信网络(手机网络)等。导航技术是用于指导船舶从指定航线的一点运动到另一点,通常包括定位、目的地选择、路径计算和路径指导等过程。船舶常用的导航技术包括早期的无线电导航和现在广泛使用的卫星导航。北斗卫星导航系统为我国船舶导航领域提供了新的发展契机。
(3)能效控制技术
2007年,世界海运船舶排放CO2达10.4亿吨,其中国际海运排放CO2约8.7亿吨,分别占当年全球CO2排放总量的3.3%和2.7%。为提高船舶能效、减少船舶温室气体排放(节能减排),国际海事组织(IMO)提出EEDI(新造船设计能效指数)、EEOI(船舶营运能效指数)等评价标。智能船舶的发展应顺应“绿色船舶”的发展潮流,分析通航环境、装载量、吃水、主机功率(转速)等因素与船舶营运能效指数EEOI之间的内在关系,在保证船舶安全和营运效率的前提下,通过优化控制船舶航速、装载量、吃水、航线等,以最大限度降低EEOI指数。
(4)航线规划技术
航线规划是指船舶根据航行水域交通流控制信息、前方航道船舶密度情况、公司船期信息、航道水流分布信息、航道航行难易信息,智能实时选择船舶在航道内的位置和航道,以优化航线,达到安全高效、绿色环保的目的。目前常用的航线规划方法包括:线性规划方法、混合整数规划模型、遗传算法、模拟退火、粒子群优化算法等智能算法
(5)状态监测与故障诊断技术
状态监测技术是以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术,通过了解设备的健康状况,判断设备是处于稳定状态或正在恶化。未来船舶故障诊断可考虑以大数据为基础,运用多尺度分析方法来构建设备状态监测系统。故障诊断技术就是在船舶机械设备运行中或基本不拆卸设备的情况下,掌握设备的运行状况,根据对被诊断对象测试所取得的有用信息进行分析处理,判断被诊断对象的状态是否处于异常状态或故障状态,判断劣化状态发生的部位或零部件,并判定产生故障的原因,以及预测状态劣化的发展趋势等。
(6)遇险预警救助技术
水上交通事故时有发生,尤其是碰撞和搁浅事故,往往造成严重的经济损失和人员伤亡。无论是在海上还是内河水域,船舶碰撞是最为常见的水上交通事故类型,在所有的水上交通事故中占很大的比例。船舶遇险预警与搜救技术能够有效的降低事故的发生率以及降低事故的损失。
(7)自主航行技术
《智能船舶规范》中定义,智能航行系指利用计算机技术、控制技术等对感知和获得的信息进行分析和处理,对船舶航路和航速进行设计和优化;可行时,借助岸基支持中心,船舶能在开阔水域、狭窄水道、复杂环境条件下自动避碰,实现自主航行。[]
5.目前技术发展的成果和难点
虽然GPS、AIS、电子海图、VHF 等无线电设备和导航设备等都广泛应用在现代船舶上,同时,基于各种自动化设备的综合桥楼系统、集成控制系统和机舱监测报警系统等自动化系统都已普遍应用,且技术成熟,但是,距离上述智能船舶对智能化的要求还有不少差距。无论是尚有技术难度的船-岸大容量通信技术、大数据分析技术、智能决策技术,还是现有数据的融合及转化,还是为了长远考虑必须规划和整理的相关标准,都是摆在造船人面前的艰巨任务。
建议结合E-航海、E-内河的规划,基于已有的技术和基础设施,加快关键技术的研究,扩展现有设备的智能化功能。
6.当前国际上取得的先进成果
2012 年,由德国 Fraunhofer CML、挪威 MARINTEK、瑞典查尔姆斯理工大学等 8 家研究机构共同合作的“MUNIN” 项目(基于智能化网络的海洋无人航行)[28],首次以无人散货轮为对象开展大型无人船的研究。
挪威船级社(DNV)在船体结构监测,舰船性能管理、船体集成管理等方面都持续进行研究,建立数字化船体模型,开发了相应的工具,可为世界各国航运公司提供系统监控及报告、高质量和综合性的视觉信息、全生命周期信息、通过3D 结构模型实现清晰通信等技术服务。
作为全球最大的船舶设备供应商之一,英国的罗尔斯·罗伊斯公司最近几年提出了自动船舶(Autonomous Ship),机器人船舶(Robotic Ship),无人船舶(Unmanned Ship),船舶智能化(ShipIntelligence)等概念。2013 年,罗尔斯·罗伊斯公司开展无人驾驶货船( robotic cargo ship)项目的研究,这种无人驾驶货船可以从全息控制室实现全部操作,并可以航行到世界各地。罗罗公司认为,智能船舶的下一步发展应该着眼于远程遥控和无人驾驶。该公司在2014年就开始开发名为“未来操作体验概念”(Future Operator Experience Concept)的岸基遥控系统。2016年3月,该公司又与芬兰国家技术研究中心(VTT)、阿尔托大学和坦佩雷大学人机互动研究中心结成合作伙伴,拟于2020年前推出成型产品。通过与VTT进行技术合作,罗罗公司够有效评估远程遥控自动化船舶的设计方案。[]
7.总论
总体来说,部分智能船舶相关技术理论较为成熟(环境感知技术、通信导航技术、状态监测与故障诊断技术等),已经得到实际应用,但有些技术理论缺少在真实环境下的验证(能效控制技术、航线规划技术、安全预警技术、自主航行技术等),因此,智能船舶总体仍处于快速发展阶段,还未完全成熟。随着船舶技术、信息技术的发展,以及“大数据”的智能应用,正推动着智能船舶的加速出现。船舶智能化的发展将是决定未来船舶行业发展方向的重要因素;除了信息感知、通信导航、能效管理等关键技术,自动停泊、离岸,自动维修,自动清洗,自动更换设备部件,自我防护等同样将会趋于智能化发展;随着船舶智能化相关技术的不断发展,最终可实现由智能系统设备逐步转变为会思考的智能船舶,促进船舶安全、高效航行。并为我国航运带来新的发展机遇。
二、海事巡逻船的介绍
我国是海洋和航运大国,是国际海事组织A类理事国,在和平开发和利用海洋资源、履行国际公约中发挥着重要作用。但是由于历史原因,,我国水上交通安全监督管理能力还不适应经济发展需要,与我国海洋大国和航运大国的地位极不相符。20001年,《中国海事发展纲要》提出,到2005年,中国海事将要把1000海里内的国际航线和海上设施等纳入监管范围,50海里内重要干线航道和重要港口附近的应急到达时间不大于3小时。实现这一目标的要求存在于多方面,其中一个重要原因即为具有远航能力的现代化的海事巡逻船。
海事巡逻船在海事巡航执法等诸多方面中发挥着关键作用,其任务主要包括:1、执行海上巡逻、监管、警戒、护航、交通疏导2、执法取证:处理和调查一切海上事故的必须交通工具,维护水上秩序 3、应急搜救:承担水上搜寻救助组织和海上应急值班工作,协调和指导的有关工作。
海事巡逻船上应配备的光电跟踪取证系统能够良好实现海上取证,有效地进行海上内交通事故调查和处理、搜寻和水域污染检测等活动。海上取证不似陆地证据那般固化,会随时间和海流、风向的变化而变化甚至消灭。及时准确的海上取证极为重要。因此,该系统在海事巡逻船得以应用。
海事巡逻船还有一个特殊舱室——多功能厅。此厅类似于会议室,不同的是该亭内具备巨屏显示器以及安装电脑和各种电子设备的操作台。此厅不仅用于召集紧急会议,更可以通过以太网络系统,实现现场指挥部用特殊频点甚至高频无线通话与渔政、海关船舶通信联络;也可以通过船上海事卫星系统接入全国海事网,甚至接入国际海事组织。
海事巡逻船能保证我国领海的安全,帮助我国实现海上透明化的宏伟目标。而其更智能化是海事巡逻船的发展趋势,也是我们应努力的方向。
三、海事巡逻船的智能化
基于海事巡逻船的特点及现有技术基础,实现有限度的海事巡逻船的的智能化是必要且可行的。海事巡逻船的任务及功能有其特殊性,不同于其他船种。其主要任务类型包括巡逻护航、监管执法、搜救指挥、污染防治业务和维护国家安全和利益。[5]根据《国家水上交通安全和救助系统布局规》制定的监管目标,巡逻船要能在12h之内到达离岸200 n mile内的任何水域,在90min之内到达离岸50nmile内的重点水域。该任务需求对船舶航速提出明显需求,但考虑到节省燃油,船舶日常巡航是低速航行的,仅在需要时才迅速提高航速,因而要求船舶在中低速和高速的状态下都能有较低的耗油率。同时,考虑到重大海难大多发生在恶劣海况下,要求船舶有优良的操纵性和适航性、较大的续航力和结构强度及先进的通信指挥和救援设备。表一归纳了海事履职的主要任务与船舶主要性能的相关性其中船舶生存能力主要指船舶稳性和抗沉性[6]。
针对以上对海事巡逻船的规范和要求,本文将讨论海事巡逻船在解决通讯与识别、安全和自动航行及动力方面可能的措施及思路。
1.通讯与识别
船舶间通讯主要通过卫星通讯和地面通信,关于海事巡逻船队间的通信,可以考虑移动自组网技术。自组网是指一组带有无线接收装置的移动节点组成的一个多跳临时性的自治系统。主要应用在没有网络基础设施支持的环境中或现有网络不能满足移动性机动性等要求的情况下。自组网一般采用按需路由策略,按需路由认为在动态变化的自组网环境中,没有必要维护去往其他节点的路由,仅在没有去往的节点陆游的时候才“按需”进行路由发现,拓扑结构和路由表内容是按需建立。通过上述部署可以实现编队间的实时数据交流。
关于船舶的识别,上世纪年代后期,美国、日本及西欧国家开发了基智能交通系统(ITS)现在己经趋于成熟,为该领域的发展指明了方向。船舶交通服务系统(VTS)最早在欧洲建立,起初应用于内陆水域,目前已经被沿海各国普遍应用。
对于海事巡逻船来说,它的主要执法对象既包括强制安装AIS系统的大型船舶,也包括相关水域的小型船只。基于相关情况,本文主要提出基于VTS+AIS模式(船舶交通管理系统船舶自动识别系统)和基于GPS+GIS+GPRS/CDMA系统的两种识别方式。
VTS是通过前端的雷达和后端的综合信息处理系统,将船舶的位置、速度、方向等信息显示在显示器上,并以此来实现交通流的组织、助航等服务的电子系统。这对组合的优势
在于,能够最大程度地发挥雷达和的互补作用,对于大型(等强制要求安装终端设备的船舶而言,基本上能够实现全覆盖。但船载设备设备的费用相对来说较高,因此安装的成本太大,而砂石运输船等小型船舶又属于非船舶,没有强制安装终端的要求,因此,这套方案对于小型船舶而言,不易于推广实施。
GPS+GIS+GPRS/CDMA系统定位精度比较高,分辨率可以达到15米,速度测量精度可以达到0.1米秒;能够更准确地把握周边信息,通过地图将船位置信息标注到海图上,实现对船舶的监控和管理,对沿海、内河这些移动、联通网络覆盖率高的区域,更有利于实现对船舶安全航行提供助航服务;更有利于实时通信,在移动、联通网络覆盖范围内,网络传输的速度较快,传输的准确率较高,也实现了网络化通信的目标;经济实用,性价比高,这也是与其他种船舶监控方式相比的最大优势。一些小型施工船,强制其安装价格昂贵的设备,将会给这些船舶带来巨大的经济压力。而基于的方案能够充分利用公共通信服务网络,网络通信费用较低,船载终端的成本更加低廉,不会像设备那样增加船方更多的经济负担,比较有利于推广。
由于可以通过技术的手段来转换GPS信息与AIS信息的数据格式,因此,小船的数据信息在系统可以实现集成显示。
2.安全和自动航行
智能船舶的航行对通讯的安全性和设备的可靠性提出了很高的要求。对于通讯,一般来说,一个完整的安全模型应由以下五部分组成:安全管理、入侵检测、安全保护、安全恢复、安全响应。评价一个网络安全的程度应当遵循“木桶原则”,即以最低网络安全程度作为判断的依据。因此,一个安全无漏洞的系统,应当从各个方面来加强网络安全,应当构建一个多层的安全保护网。在实现定位功能和数据传输方面,选取了信号稳定、成本较低的GPS定位系统,以及GPRS网络系统,突出了节约经费的思路;在小船监控系统应用于管理方面,通过对新系统的研究,找到了将小船AIS目标融合到目标中的途径,迎合了系统集成化的趋势;在网络架构方面,对VTS安全网络进行了较为认真的分析研究,提出了一个四层安全架
构,体现了网络安全的理念。
智能船舶的自动航行需要一系列软硬件支持,现有的一人桥楼和无人机舱的技术并不稳定,通常在实践过程中并不能发挥应有的作用。智能船舶在算法设计上系统应采用变论域模糊控制通过实时控制舵角输出实现船舶航向的精确控制。目前以专家系统、模糊控制、神经网络等控制算法为核心的第四代自动舵系统。目前比较常见的船舶航向控制系统主要由上位机、航向控制器、舵伺服系统等部分组成其中上位机作为数据参数的发送端,主要实现航向控制值的设定及当前船舶所受扰动量的输入航向控制器则在结合相关数据的基础上经过智能算法运算实现控制舵角值的输出最后由舵伺服系统实现舵机控制及当前舵角反馈,以此实现船舶航向智能控制。
智能船舶的避碰功能也是船舶航行过程中需要考虑的重要问题。不同船型有不同的回转半径,不同速度下有不同的转弯角速度。要想真正实现船舶避碰ARPA功能,每种船型的数学模型是不一样的。如果是运输船舶,不同(装载量),其特性也不一样的。换言之,船舶避碰 ARPA 软件还要具有“不断学习”的能力,以适应海事巡逻船巡逻执法的需要。与传统的“ARPA 功能”相比,新型导航雷达要与“船舶能效管理系统”有接口关系,实现自身船型特性数据的输入和实时修正。
与传统的“观察”相比,新型导航雷达要与“船舶气象仪”及其他气象设备有接口关系,获得实现天气、海浪等气象特性数据的自动输入和实时修正。根据目标的大小需要变换量程,或者需要调节增益,新型导航雷达本身能够实现自动调节。另外,借助岸基支持中心,也能遥控实现自动调节。
现代导航雷达显示器能够与“电子海图显示与信息系统(ECDIS)”和 “船舶自动识别系统(AIS)进行融合。这样的雷达画面,就是智能船舶的实时场景。与传统的“融合观察”相比,新型导航雷达能够与对外通信系统或情报系统有接口关系,能够将“实时场景”传输到岸基支持中心,以便实现岸基互动,更好的维护我国利益,实现海事巡逻船的预定功能。
[if !supportLists]3. [endif] 船舶动力
海事巡逻艇对速度有着明确的要求,要求其在指定时间内到达出事海域,同时要求起能实现长时间巡航。这就对海事巡逻艇的动力装置的性能,尤其是速度和可靠性提出了要求。当前船舶动力系统种类可分为:柴油机动力系统和燃气轮动力系统,前者优点是:安全可靠,经济实惠启动迅速功率范围大部分负载运转性能好效率可观技术比较成熟,而目前市场上半数以上船舶使用的就是这一系统;而后者具有质量轻功率大、尺寸小、环保等优良特性,但同时也有油耗高、对燃料要求高的缺点。目前国内船舶动力系统的发展趋势:双燃料单缸输出功率大的常规智能型柴油机动力系统、电力动力系统(采用交流变频技术,易于布置,节能,噪声小,易实现自动化控制)、和混合动力系统(可靠性高,常用于军船和大型远洋商船)。
在船舶汽轮机调速过程中经常采用PID控制器,这主要是由于PID算法具有结构简单、容易实现的特点,利于实现对动力系统的智能控制。但在常规PID算法需要人工试凑,不利于实现船舶的智能化。要对其进行智能化改造,采用基于模糊神经网络的模糊型PID控制器。
参考文献:
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[4].梁云芳,谢俊元,陈虎,季寒,吴鸿程《智能船舶的发展研究》【J】.中国会议论文.2017-07-01/2017-12-06
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[6].赵福波,谢新连,李猛.《海事巡逻船优化选型数学建模》【J】.中国航海20 16(1)
而特警队则是警察局的下属单位。我们常说的SWAT是指洛杉矶市警察局(LAPD)下属的特警部队,其他城市的警局也有自己的SWAT,也有不叫SWAT而叫其他名字的。
然后你要知道特种警察部队并不是特种部队,特警队的职责首先是警察的职责,然后才是解救人质、拆除炸弹、打击黑帮和毒贩这些好莱坞电影里才有的火爆任务,所以特警队基本不需要什么“重型装备”,实际上北美特警部队的武器装备在十多年前就已经开始向非致命武器过渡了,除非必要,特警队执行任务时会首先考虑泰瑟枪(电击枪)、催泪瓦斯、橡皮子弹、捕捉网这类非致命武器,而非电影里常见到的MP5和M4A1。至于装甲车和直升机,也是为了方便行动需要,一般不会加装武器的。
而且美国各个州法律并不一样,某些州甚至不允许执法机构拥有自动武器,连特警手里的冲锋枪和卡宾枪也都是特殊定制或者民用版的半自动版本,所以一般根本看不到机枪、榴弹发射器、火箭筒和手榴弹这些大杀器啦。
另外,对于河流、湖泊、海岸等区域的执法,一般由海岸警卫队来负责,需要警察局负责的,一般也有专门的下属机构(水警等等),不需要动用特警。
当然特警队肯定会有特殊的重型装备,比如防弹的运载车辆、指挥车、云梯车、用来突入和防暴的装甲车,大中型城市的警察局一般也都有多架直升机必要时供特警使用。