淺述國外海軍海上補給技術現狀及發展趨勢

王利偉，　韓　霖

(1.91404部隊91分隊，河北 秦皇島 066001；2.上海船舶運輸科學研究所 航運技術與安全國家重點實驗室，上海 200135)

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淺述國外海軍海上補給技術現狀及發展趨勢

王利偉1，韓霖2

(1.91404部隊91分隊，河北 秦皇島 066001；2.上海船舶運輸科學研究所 航運技術與安全國家重點實驗室，上海 200135)

摘要:為保證艦船，特別是中小型艦船在海上正常航行和作業，對國外海軍的海上補給艦船、物資補給方式及補給技術與裝置進行研究。在此基礎上，進一步指出國外海軍海上補給技術的發展趨勢，為了解和掌握國外海軍海上補給提供技術支撐。

關鍵詞:補給方式；補給裝置；補給技術

1綜述

艦船在遠洋航行和海上作業時會不斷消耗其儲備的食品、燃油、淡水及武器彈藥等物資，因此為保證艦船，特別是自持力相對較弱的中小型艦船正常作業，須迅速補充上所消耗的物資。受港口、航道及海況等多方面因素的影響，通常不得不采用海上補給的方式。

未來的海戰(尤其是遠洋作戰)對海上補給艦船的需求量將越來越大，對艦船的速度要求也將越來越高，世界上許多國家都已將海上補給與武器裝備同時納入到海軍總體發展戰略中去，其中補給艦船的性能、數量和噸位是衡量海上補給能力的第一標志。艦艇編隊在執行海上任務時持續時間長、物資消耗量巨大，需對其進行較大規模的海上補給。因此，海上補給性能的優劣已成為衡量編隊海上持久作戰能力和機動能力的標志之一，對國外海軍的海上補給進行研究具有重要的指導意義。

2國外海軍海上補給的現狀

2.1補給方式的現狀

2.1.1航行縱向補給方式

目前各國較普遍的海軍海上補給方式是海上航行縱向補給方式。采用該方式補給時，補給艦船和接收艦船編成縱隊同向航行，在保持同向、同速航行過程中，通過跨接于兩艦船之間的縱向補給裝置進行物資補給。由于該補給方式存在補給品種單一、效率低等不足，在現代海戰中極為受限，因此大有被航行橫向補給方式取代之勢。

2.1.2航行橫向補給方式

采用航行橫向補給方式補給時，補給艦船和接收艦船編成橫隊并向航行，在保持同向、同速航行過程中，通過跨接于兩艦船之間的補給裝置進行物資補給。橫向補給能在6級海況下進行，具有品種多、效率高等優勢，因此在補給方式中占主導地位。美國海軍目前主要采用橫向補給方式，其主要補給艦船均裝有現代化橫補裝置，可兩舷同時展開，并能通過專用補給站快速、高效地為航母補給物資。此外，美軍中型以上作戰艦艇也都裝有橫向接收裝置。

2.1.3航行垂直補給方式

航行垂直補給方式是近期被各國認作最為迅捷、有效的物資補給方式，該補給方式可實現遠距離、多艦船同時迅速補給，在現代海戰中得到了廣泛應用。1959年，美國海軍首次利用直升機成功完成應急物資的運送；目前其補給艦船均搭載有運輸直升機，且大中型作戰艦船所載作戰直升機在必要時可用于垂直補給，從而使其重垂補數量占到干貨海上補給總量的30%以上。因此，盡管垂直補給方式所需費用較高，但因占據時空優勢而成為美國海軍海上補給的主要手段。

2.1.4靠幫補給方式

靠幫補給方式是目前最為古老的海上補給方式，即在漂泊或錨泊狀態下并靠系留，通過簡單物資設備進行物資補給。這種補給方式雖安全可靠，但在高海況、深水區作業時難以控制，尤其是遇敵情時不易機動展開。因此，該補給方式只被第三世界國家的海軍大量采用。俄羅斯海軍的海上補給工作起步較晚，不僅仍將縱向補給方式作為主要手段，而且靠幫補給方式也占相當大比重，在近年海上演練中頻繁被采用。

基于以上分析，得到各種補給方式的優點和缺點見表1。

表1　各補給方式的優點和缺點

2.2補給艦船的現狀

以國外幾個主要海軍大國為例，其補給艦船的現狀見表2。

表2　國外幾個主要海軍大國的補給艦船現狀

2.3補給技術與裝置的現狀

2.3.1縱向補給技術與裝置現狀

縱向補給裝置是傳輸液體的管道系統，可根據海況的不同采用海面上補給和海面下補給兩種形式。該縱向補給裝置結構簡單，制造和使用方便。

2.3.2橫向補給技術與裝置現狀

(1) 平衡重塊傳送系統。該系統是美國海軍發展起來的，采用了一個平衡重塊，用其自動調節高架索中的張力可達到平穩傳送的目的。該系統可很好地解決常規彈藥和普通干貨的補給，但在導彈傳遞過程中對穩定性的控制不好。

(2) 高速自動傳送系統(FAST)。該系統是美國海軍發展起來的，分為發送裝置和接收裝置兩部分。導彈從補給艦船的導彈艙中取出直到傳送至接收艦船的儲存艙內就位，整個傳送過程均能得到有效控制，無需人工搬運，具有很高的補給效率和能力。但是，該系統結構較復雜，維修較困難，推廣使用受限。

(3) 標準橫向補給系統(STREAM)。美國海軍于20世紀70年代放寬了對干貨補給從艙到艙完全自動化的要求，取而代之的是以適當的人力操縱，增強了系統的實用性和可靠性，即將FAST系統簡化為STREAM系統。STREAM系統的組成與FAST系統大致相同，主要特點是所屬設備多為標準化設備，將復雜的液壓傳動裝置組裝化、干貨補給貨盤化等，提高了設備的通用性、互換性和可維修性，是目前其他國家廣泛采用的方式。

(4) 新概念航行橫向補給系統。該系統又稱為重型航行補給系統，采用恒張力絞車進行張力補償，可在90 m的橫向距離下載重5.4 t物資。從美國海軍橫向補給系統的技術演變方面看，在橫向補給領域絞車恒張力控制技術最為先進。因此，加快對絞車恒張力控制技術的研究具有重大軍事意義。最具代表性的高架索補給裝置結構見圖1。

注：1為張力索絞車(恒張力液壓絞車)；2為外牽引絞車(液壓絞車)；3為內牽引絞車(帶補償液壓絞車)；4為流浪補償油缸(液壓油缸)；5為吊鉤裝置；6為液壓動力站

圖1高架索補給裝置結構

2.3.3垂直補給技術與裝置現狀

垂直補給是一種立體式補給方式，既能在航行狀態下應用，又能在漂錨泊狀態下應用。自1959年美國海軍率先成功利用艦載直升機完成垂直補給試驗以來，垂直補給方式被認為是當代最有效、最現代化的補給方式。垂直補給的能力主要依賴于直升機的性能。

3國外海軍海上補給的發展趨勢

3.1海上戰略思想的演變與補給力量的發展

美國海軍現行的海上補給體制雖然在保障作戰艦船遂行任務方面發揮了重要的作用，但仍將發生重大變化。其主要發展趨勢是減少中間環節、精簡機構及提升海上補給實體的信息化水平等。

3.2補給方式的發展趨勢

海上航行補給方式仍將以橫向補給方式為主，輔以垂直補給方式。

3.3補給艦船的發展趨勢

補給艦船將發展為多用途補給艦船，并向快速化、靈活化方向發展，進一步提高航速和自衛能力。

3.4補給技術與裝置的發展趨勢

3.4.1補給裝置的發展趨勢

在補給裝置上，美國海軍將通過改善補給纜索操縱方法、減少補給索具及增大傳輸負載等手段改善補給裝置。為解決垂直發射導彈補給問題，美國海軍正致力于重型海上補給系統的開發，設計能承載10～15 t集裝箱的海上補給系統。研制并靠物資補給系統主要包括研制新型波浪補償起重機、新型防撞材料、近距離的油料傳輸系統和艦對艦并靠的安全系統等。在液貨補給方面，改進現有的海上加油系統，并采用自動尋的技術研制船尾加油系統。在STREAM系統的基礎上研究新型張力軟管海上加油系統(THFASS)，該系統采用輕型、高強度軟管和先進的絞車驅動系統，可明顯減少甲板上的重量、節省甲板空間及增大補給艦船與被補給艦船間的距離；此外，該系統模塊化的設計可使其快速安裝到任何可為其他艦船加油的海軍艦船或商船上。

3.4.2補給技術的發展趨勢

在補給技術上，國外海軍將進一步完善橫向補給方式，美國海軍還將實現絞車機組組合化、電器組件集成化、干貨補給橫向化(專用集裝箱化)和液貨補給快速化。新的補給應用技術主要包括以下3個方面。

3.4.2.1補給綜合監控系統

海上補給綜合監控系統由監測系統、控制系統和應急安全保護系統等3個部分組成；數據采集系統由傳感器、測量模塊、總線數據采集器、網絡交換機和監控主機組成。通過采集工作狀態的各種參數，輔助攝像頭實時拍攝清晰的畫面，進行綜合分析控制；當發生應急情況時，可進行一些應急操作，以保護補給物資和艦船的安全。補給綜合監控系統原理見圖2。

3.4.2.2綜合決策系統

高海況下，受補給區域海洋環境以及補給任務的復雜性的影響，單純依靠補給人員的經驗和補給規范很難給出兼顧補給效率和安全性的恰當補給間距。

(1) 從艦船操縱性安全方面考慮，希望補給間距越大越好，這樣既能保證補給安全，又有利于補給過程中設備的操作；

(2) 從補給裝備本身設計的角度出發，考慮到高加索補給裝置的力學性能，希望補給間距越小越好，這樣既保證裝置的經濟性，又可獲得較高的補給效率。

根據船型信息建立高加索系統的力學模型，檢測艦船運行海況、艦船所處波浪位置、運行速度及艦船操縱性模型等可決策分析艦船補給安全距離和最佳距離。結合通信系統，補給艦船與接收艦船之間協調操縱彼此間距。補給綜合決策系統原理見圖3。

圖2　補給綜合監控系統原理

圖3　補給綜合決策系統原理

3.4.2.3基于模糊控制理論的預測控制

通過建立艦船的力學模型和運動模型，基于模糊控制的理論設計航跡跟蹤控制器。此外，還可設計超前預測控制，利用數據庫記錄分析各個運行狀態量，進行自學習控制等。

4結語

在未來的海上局部戰爭中，海上機動作戰將是主要的作戰形式，各種機動樣式運用頻繁，對后勤機動保障力量建設提出了很高的要求。因此，必須有強大的海運和空運的立體運輸手段，以提高戰斗艦船的作戰半徑和部隊持續作戰能力。海上補給性能的優劣在衡量編隊海上持久作戰和機動作戰的能力方面具有重要意義，研究國外海軍海上補給的現狀和發展趨勢有助于完善我國海軍后勤保障技術體系，借鑒經驗、拓寬研究視野，具有重要的指導意義。在當前的國際形勢和裝備發展趨勢下，海軍后勤建設必須適應近海作戰的需要，并結合海軍作戰機動性較強的特點加強我國海上機動保障力量的建設。

從海上航行補給技術方面看，未來物資補給方式必將是橫向補給和垂直補給并舉。橫向補給技術將會有很大提升空間，補給綜合監控系統、綜合決策系統及預測控制等現代控制理論將得到廣泛應用。

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A Review of Underway Replenishment Technology of Navies Abroad:Situation and Development Trend

WANGLiwei1，HANLin2

(1. Unit 91404， Qinhuangdao 066001，China；2.State Key Laboratory of Navigation and Safety Technology, Shanghai Ship & Shipping Research Institute, Shanghai 200135, China)

Abstract:This paper put forward the overseas technology development trend of naval underway replenishment based on comprehensive investigation of the supplying ships, the supply modes, and the supply technology and equipment. This study can serve as the technical support for understanding and borrowing overseas naval underway replenishment technology.

Key words:supply mode; supply equipments; supply technology

收稿日期：2016-05-04

作者簡介：王利偉(1981—)，男，工程師，碩士，主要從事機電一體化研究。

文章編號：1674-5949(2016)02-0077-04

中圖分類號：U674.7

文獻標志碼：B