隨著冷戰結束和前蘇聯強大遠洋艦隊的解體,美國海軍在全球水面上沒有任何實質性的威脅。進入21世紀,曾經縱橫全球、叱咤風云的美國海軍在日漸深入的轉型過程中越來越多地發現,與他們那些巨大且昂貴的海上作戰平臺相比,在局部戰爭中與其對壘的往往并不是正宗大牌的海軍艦隊,而是眾多“散兵游勇”、打了就跑的普通船只。的確,自1960年越南戰爭以后,除了應對少量小規模沖突以外,美國海軍至今還沒有直接面臨對抗近岸威脅。但是,正所謂尺有所短,從上世紀90年代海灣戰爭開始,美國艦隊所有的作戰海域已經是礁石和淺灘等惡劣水域環境的敵方近海,大型艦船無法靠近,不確定的危險劇增。那些停留在領海內的弱小海軍利用各類反艦導彈、岸基作戰飛機及電子戰裝備,借助淺海復雜的海況做掩護,向遠道而來的現代化戰艦群發起變化多端的“海上游擊戰”,從而給正規艦隊構成極大威脅。同時也使美國海軍引領世界海軍發展潮流的先進理論——“從海上……到前沿”碰到了前所未有的尷尬,遇到了前所未有的挑戰。因此,以美國為首的西方海軍開始及時調整近海作戰對策,欲使近海作戰高技術化,試圖憑借技術優勢打垮對方。一時間,新的海戰理論、新的技術體制、新的武器裝備紛紛登臺亮相,高速雙體船就是這種思維演化的產物。
軍事需求推動了雙體船的產生與發展
所謂雙體船,就是將兩個單船體橫向固聯在一起所構成的船。也可以將兩個以上的船體固連在一起構成三體船或多體船。目前建造和使用的基本為雙體船,三體船或多體船仍處于研究和試驗階段?,F代高性能雙體船主要包括有小水線面雙體船、穿浪雙體船、高速雙體船與復合型雙體船等四大類。不過,這種劃分并不絕對,隨著新材料技術及新船舶建造工藝的發展,以上四種船型在技術上已逐步相互融合。其中,高速雙體船是雙體船中速度較高的一類,也是當今雙體船中發展較快的一種,從外形上看,高速雙體船由兩個瘦長型的單體船組成,單體船內設置有動力裝置等設備,單體船上部則用甲板橋相連接,甲板橋上部可安置上層建筑,內設客艙等設施。
人類最早使用雙體船是由于發現將兩艘船橫向連結在一起時,在海上可承受較大風浪而不易翻船。后來又發現,與同噸位的船比較,雙體船的總寬度較大,因而往往有更大的甲板面積和艙室面積,尤其適合裝載那些體積很大而重量不大的低密度貨物,具有很高的運輸效率。
20世紀60年代,隨著人們對水面艦船規律認識的加深,發現將單一船體分成兩個,可以使每個船體更瘦長,從而有可能減小船的興波阻力,尤其在高速行駛時,興波阻力會有較大幅度的降低,從而誕生了近代雙體船。
與其它許多新技術的發展歷程類似,冷戰時期海上軍事斗爭的需要促進了雙體船的發展。20世紀60年代后期,美國海軍為對付大洋深處的前蘇聯核潛艇,迫切需要發展一種在復雜海情下既具有較高航速、又能穩定航行、并能有效地使用聲納的新型艦艇,從而將雙體船作為高性能船型列入研究計劃。1973年,美國率先建成世界上第一艘、小水線面雙體船“凱瑪利諾”號。該船排水量為220噸,船長27米,寬14米。在建成后的兩年里,它經歷了各種試驗,包括直升機的起降試驗,充分顯示出了優良的性能。接著,美國又先后建造了兩艘試驗艇,主要用于探討發展大型雙體艦艇的可行性。繼美國之后,一些發達國家也紛紛對雙體船的發展產生了濃厚的興趣,對開發這種新船型進行了大量基礎理論研究和模型試驗技術的探索。
世界上最先制造出雙體船的是美國,但讓它在軍事領域“揚名”的卻是澳大利亞海軍。其實,在上個世紀60年代末,美國海軍就已開始重視雙體船的研制。20世紀80年代中期以來,雙體船得到了進一步發展。1985年,日本建造出當時世界上最大的小水線面雙體船——3000噸級海上作業試驗船“海洋”。號。1991年,美國也建成了3400噸級大型小水線面雙體船“勝利”級。這為今后發展更大噸位的小水線面雙體船提供了可靠的技術基礎。目前,越來越多的國家和地區正在參與雙體船的研制。英國、德國、荷蘭、挪威、芬蘭、韓國、丹麥、瑞典、俄羅斯等國也都提出了建造計劃和設計方案,世界上正在掀起競相發展雙體船的熱潮。
獨特優勢使高速雙體船在多種任務中扮演重要角色
高速雙體船作為一種新型海上:作戰支援艦正受到越來越多的關注。自從澳大利亞海軍在參加1999年的東帝汶維和行動中首次把它從商場拉到戰場后,它在兵力投送和后勤支援方面的優勢開始使其“揚名”,此后,美軍連續從澳大利亞租借了3艘,歷經4年的使用驗證后,美軍甚至決定在全球部署100艘該型艦只,并希望美軍在2012年前能夠獲得近30艘組成艦隊,憑借著高速雙體船艦隊,美軍就能完成許多中小規模的軍事行動和反恐任務,借此在21世紀繼續稱霸海洋。
高速雙體船功能強大,作戰優勢十分突出。首先是耐波性能優良。由于雙體船具有較小的水線面面積,所受擾力也就相對較小,且其固有周期比常見的周期長得多,從而不易發生共振。如“凱瑪利諾”號,排水量只有220噸,卻能以25節的航速在0~6級海況下航行,并可以輕而易舉越過5米高的涌浪而不產生任何拍擊,直升機可以在該艇上安全而又容易地降落,其耐波性甚至優于4000噸級的護衛艦。
其次是快速性能顯著,操縱性能好。該型艦只速度快,依據流體動力學原理設計,最大特點是有超常的高速度,最高航速約50節,能以現有后勤支援艦4倍的速度將部隊送進戰區。據試驗統計,一艘1000噸級排水型船舶在6級海況下航行時,其航速將低40%左右,而同等大小的雙體船則僅降10%。此外,由于雙體船是雙體、雙槳,在中高速航行時航向穩定性極好,即使低速時,在波浪中也容易控制。同時,由于該船船體較寬,槳距和舵距較大,因此具有舵效快的特點。此外在微速工作時,利用兩側螺旋槳正反轉產生的正負推力差,可實現船的小徑回轉,這使其離靠碼頭變得非常容易。
三是該型艦只擁有超大的運輸能力,載重量可達到700噸,幾乎相當于自身重量,美最大的C-5“銀河”運輸機一次也不過運載兩輛M1坦克,而一艘約100米長的高速雙體船卻可運輸10余輛?!拔魈窖罂燔嚒碧栯p體船一次能夠運送360名官兵和重達800噸的各種車輛和裝備,此外還能搭載1架直升機。有了高速運輸船后,部隊機動就有了新的選擇,過去要用一整天時間將一個排的裝甲車塞進飛機,而現在同樣時間可裝載一兩個連隊。且該型艦吃水淺,這使其對港口規模的要求顯著降低,從而使美軍在全世界能利用的港口數量增加5倍。
四是甲板面積寬敞。與等排水量單體船相比,雙體船的長度可減少1/4~1/3,而寬度卻增加1倍,且上體形狀可受水線下船體形狀的影響,通常采用長方形的箱體結構,因而具有相當寬闊的甲板面積。這一特點對雙體船的甲板布置非常有利,例如作為軍用艇,可布置更多的武器裝備,提高作戰能力。美設計的220噸小水線面雙體船“凱瑪利諾”號就實現了搭載直升機,而這是同等排水量的單體船無法比擬的。此外,雙體船還有其它一些優點,如艙內容積利用率較高;螺旋槳噪聲和興波噪聲較?。环€定性、抗沉性較好等。
高速雙體船是現代海軍武器史上用途最多的船只,符合美軍多功能作戰要求,可作為特種部隊的海上基地和運輸工具、水雷戰艦、水下掃雷艇的母船、反潛戰艦、將傷員運往醫療船的急救轉運站,還可用于海上緝毒、打擊海盜、搜尋回收階段落水的航天吊艙等各種使命。美國海軍重點發展的“海上戰士”號雙體船作為美海軍新一代水面作戰艦,在海域反恐軍事行動中扮演著重要角色。采用鋁制材料制成的“海上戰士”號可在淺海域航行對乘坐摩托艇的恐怖分子實施有效軍事打擊。“海上戰士”號高速雙體演示艦在演示階段取得了令人滿意的成績,在風平浪靜的海面上,該艦可達到50節(約為每小時57英里)的航速,可在12英尺深的淺海域航行。262米長的艦體將是美海軍在瀕海戰斗領域運用各種先進武器裝備的軍事平臺,它的甲板可沿伸,其長度相當于足球場面積大小,足可以停放兩架直升機。同時,艦船尾部可放置有人或無人駕駛微型潛艇和小型劃艇?!昂I蠎鹜痢碧栠€不啻為美海軍優秀的中程軍事攻擊平臺,它可以裝配數百枚巡航導彈對數百英里以外的目標進行攻擊。
快速靈活集成多種武器。衍生出龐大的雙體船家族
傳統的驅逐艦通常裝配許多傳感器和武器裝備,讓整個艦體顯得十分臃腫,而高速雙體船的艦體卻是“真空的”,其整體重量可根據不同任務進行配置,如“海上戰士”號總重量只有1000多噸,只是其它新型驅逐艦重量的十分之一。真空型的艦體為高速雙體船帶來了許多便利,不但可裝載多個20英尺高的集裝箱,依據軍事任務的不同需要,集裝箱內可放置反潛武器、水雷探測裝置等各種武器裝備,經艦船上的移動起重機能夠快速重新裝配并投入戰斗使用,為不同的軍事作戰環境帶來了靈活性。
由于雙體船所具有的這些優良性能,在軍事的用途非常廣泛,并衍生出了龐大的雙體船家族。如北約組織通過研究認為,雙體船最適用于3000~6000噸左右的反潛護衛艦、6000~12000噸左右和12000~24000噸左右的航空母艦,此外,也可用于1500~3000噸左右的海洋作戰艦。
雙體型航空母艦航空母艦為保障艦載機的正常起降,必須具有較好的耐波性能。解決這一問題的途徑一般是建造大噸位的航母,如美國新一代航母排水量已達到10萬噸。但是巨型航母技術復雜、耗資巨大,并非每一個國家都能承受得起。在這種情況下,發展雙體型航空母艦成為一個有效的解決辦法。在同等噸位下,雙體船具有船體平穩、甲板面積寬敞的特點,適合作為艦載機的起降平臺。據美國研究機構計算,一艘12000~24000噸的雙體型航母,其耐波性相當于當前最大的常規航母,其甲板面積和可以容納的艦載機大于相同排水量的常規航母,而且雙體型航母在惡劣的海況中對艦載機起降不會有明顯的負面影響。
雙體型護衛艦 驅護艦由于耐波性能差,一般在5~6級以上海況條件下航行時要降速。對載有直升機的艦艇,由于受海浪顛簸的影響,直升機的起降受到一定限制。此外,單體反潛船船殼聲納在高海況中容易露出水面,艦體的顛簸也比較不利于拖曳聲納的工作。而雙體部憑借其在波浪中航向、航速比較穩定的特長,可以彌補單體船的上述不足,從而可保證艦載設備和人員在海情惡劣的條件下正常工作,尤其是對反潛型艦艇更具有實際意義。
雙體型掃雷艦艇 為了減小磁場和水壓場強度,掃雷艦艇的排水量一般都盡可能做得小一些,但從工作的性質來看,要求在風浪中具有良好的耐波性能和航向穩定性能;此外,還需要有較寬敞的甲板作業區,在風浪中能維持一定的掃雷拖帶航速,以提高其執行掃雷任務的出航率。這些要求正好都是雙體船的特長。
雙體型巡邏艦艇 根據巡邏艦艇的任務,提高巡邏艦艇的適航能力具有特殊意義。但由于受到排水量的限制,其適航能力已不可能有太大的改善。雙體船卻能較好地解決這個問題。由于卓越的耐波性,雙體船有可能在海浪中完成常規船所不能完成的更多任務。由于其甲板面積和內部容積大,并有優越的耐波性,為在小艇上使用直升機創造了條件,使艇上武器裝備和探測設備的使用效果得到了改善,艦員的精神狀態和工作效率也有所提高,從而使整個作戰能力得到增強。
雙體型運輸船 雙體船所具有的機動能力強、裝載蓄量大、適應能力強的特點,適應現代海戰機動靈活反應快速的要求,目前已成為軍用運輸船只的一個重要發展方向。高速雙體船具有多種用途:作為特種部隊直升機的基地和運輸工具;作為清掃水雷、水下船只的母船;作為將傷員運往醫療船的急救轉運站,等等。美國海軍武器開發司令部發言人稱,高速雙體船最重要的用途就是以較高航速在長距離或短距離運送裝備和人員。
雙體型隱身艦艇 由于雙體船上層結構受水線面以下船體限制,可以構筑成較為特殊的幾何形狀,特別適合于現代隱形技術的發展。1993年,美國海軍首次向世人公布了長期處于秘密研制中的560噸“海影”號隱身試驗區,引起了世界各國海軍的極大關注,該艇艇體采用了特殊的A形構架,外形十分奇特。試驗表明,這種構架使艇體的雷達有效反射面積僅為同等噸位其它艦艇的1%,而且在相同的波浪周期和海情下的運動也大大減小。該艇的研制全面評估了小水線面雙體船的性能及控制、結構、自動化、耐波性和信號特征控制等先進技術對未來海軍艦船的作用,它的建成為先進技術,特別是小水線面雙體船技術應用于未來海軍艦船開辟了廣闊的前景。
挑戰傳統。高速雙體船發展前景喜憂參半
近幾年的戰爭實踐表明,即便是像美國這樣的超級大國,它的重型軍事物資的運輸也常常需要耗費幾個月的時間。在美國國防部長拉姆斯菲爾德不斷揚起鞭子讓后勤部門跑得更快的情況下,美軍的高層不得不多方尋求解決方案,其大型軍用飛艇、大型海上軍事浮動基地的概念都是這種作戰要求逼迫下想出的絕招。高速雙體船的研究和應用之所以如此受美軍重視,關鍵在于它既能“多拉”又能“快跑”。這兩項優勢使它恰好滿足與美軍的快速部署與瀕海戰斗戰略的要求。在美軍近兩年的軍事戰略大轉型中,“快”字是美軍目前追求的最高目標,美國國防部長拉姆斯菲爾德要求美軍能夠在96小時內將一支作戰旅、在120小時內將一個作戰師、在30天內將5個作戰師投送到世界任何角落。要做到如此快速的機動部署能力,除了依靠空運和地面運輸力量外,快速靈活的海運能力也必不可少,而高速雙體船的兩點優勢正好彌補了美軍目前海上運輸能力不足的缺陷。
從雙體船誕生至今的30多年里,其在美、日等一些發達國家中取得了長足的發展,特別是近10年來,雙體船作為一種充滿生命力的新船型,正在引起越來越多國家的興趣。展望未來,雙體船的發展趨勢具有以下特點:
一是大型化。小水線面雙體船的噸位已從20世紀70年代的二三百噸發展到80年代后期的3000噸,并有繼續增大的趨勢。這表明,建造未來更大排水量的小水線面雙體船的技術基礎業已形成。預計在一些關鍵技術取得突破后,發展更大噸位的小水線面雙體船很快就會成為現實;二是三體化或多體化。由于多體船水線面橫向寬度大、穩定性高是執行多種任務的理想平臺,正越來越引起高度重視。研究與其它船型原理相結合的高性能雙體船,將雙體船型的航行穩定性和其它非排水型船型的低阻力特性相結合,是高性能船舶發展的一個重要方向。
當然,對新事物的產生也不是人人都能接受的。對于雙體船今后的發展,部分持批評觀點的人士對其發展前景并不樂觀,美國國會責任監督辦公室的弗朗西斯認為大型作戰艦是控制海域的主要軍事力量,如果今后美海軍需要大量的小型作戰艦,而減少大型作戰艦的需求,這將是一個很嚴肅的話題,必須經過認真地討論。負責美國“海上戰士”號測試審核的美國海軍研究辦公室的科恩少將也指出,的確,“海上戰士”號發展前景看好,但是該軍艦是否能夠投入服役,還得進一步地進行性能測試。
想當主力還須彌補諸多缺陷
盡管高速雙體船在快速支援方面能力突出,但若要在海戰中廣泛應用還須做出相當的改進。
首先,它的續航力不足限制了高速雙體船在海戰中的推廣使用。高速雙體船發展的出發點不是要解決遠程運輸問題,而是解決兩個港口之間的近程高速運輸問題。其航速非常高,未來實現60~70節的高航速也是有可能的,但其航程非常有限,通常只有500~1000海里左右。但如果用于遠程支援作戰,則必須保證在不加油的情況下高速航行幾晝夜到幾十晝夜,航行數千海里,這對于目前的高速雙體船來說,還遠遠達不到。針對此狀況,有軍事專家就提出了加裝遠程燃油箱的解決方案,在美軍的“合資企業”號上就已安裝有遠程燃油箱,它可額外攜帶24萬升燃油,此舉使它的航程從400海里提高到了1250海里。
其次,目前的高速雙體船的適航能力不足。澳大利亞海軍在使用“杰維斯灣”號的過程中發現,由于受船體結構的限制,該船在浪高超過4米,風速超過33節,或者海況超過5級時,將無法正常運行。鑒于上述局限性,澳大利亞海軍已經不再打算使用高速海運船。不過,美軍依然期望通過技術改造使其達到作戰要求。
另外,由于高速雙體船的船體采用鋁合金材料,這使得其在海洋中航行時的安全和抗打擊能力大打折扣,若要將其在遠程作戰中大規模使用,船體的結實度必須有效提高。