[原创]新概念兵器征集方案之二——半潜打击舰

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新概念兵器征集方案之二——半潜打击舰

引言

在信息化迅猛发展的今天，精确制导远程兵器的射程和威力获得了长足的进步，只要发现目标，就能摧毁目标再也不是神话传说，“发现=摧毁”这一海战公式逐渐被人们所认可。因此海军新型水面舰艇设计出现了“隐身化”趋势，通过简洁舰面、舷侧内倾、棱角化设计，减少水面舰艇的电磁反射，通过各种遏制水面舰艇自身的物理特征值散射来提高水面舰艇的“隐身”能力，降低敌人截获概率，减少敌人的发现距离。但是，水面舰艇体积巨大，武器设备众多，很难达到理想的隐身效果，虽然船舶设计师下了很大的力气来降低水面舰艇的物理特征值散射，但是效果不尽如人意。比如法国设计建造的拉菲特隐身驱逐舰，据说采用了大量隐身设计，隐身效果相当突出，其5000吨的军舰RCS值仅相当于500吨的小艇，但是这种程度的“隐身”，在作战中效果相当有限，不论是5000吨军舰的RCS值和500吨小艇的RCS值来雷达上的反射信号只有大小的区别，作为一种对电磁反射做过特殊处理的“隐身”军舰，其特殊的雷达反射信号反倒容易被识别，这种军舰“隐身”能力主要作用也须在缩短探测方的截获距离，但是5000吨和500吨的截获距离的差异对战斗的影响实在是有限的。所以购买“隐身”军舰的台湾军方，由于“隐身”能力不是非常理想，为了提高拉菲特级驱逐舰的生存能力，不得不在拉菲特级驱逐舰上加装防空导弹，而加装防空导弹后，防空雷达为了对空警戒，不得不不断发送电磁波扫描，这等于是利用漆黑的深夜隐蔽前进的士兵，却不断挥舞着打开的手电筒一样可笑。这种“隐身”军舰确切的说，只能算作准隐身舰。这些准隐身舰是不适应“发现即摧毁”的未来海上作战的。
对于海上雷达侦查、红外侦察、照相侦察等侦察方式来说，潜艇的隐蔽性最好，但是潜艇却存在许多问题。首先，与水面舰艇相比潜艇舰体成本过于高昂，为了能够水下航行常规潜艇不得不采用柴电动力，在水面上通过柴油机为蓄电池充电，在水下采用电动机推进，因为在水下难以为热机提供足够的空气。为了承受数百米潜深的压力,降低磁场，潜艇耐压壳不得不采用大屈服度的低磁无磁特种钢材进行全封闭设计。结果导致潜艇的舰体成本远高于水面舰艇。其次，潜艇通讯困难，导致难以协同攻击，潜艇长时间在水下航行，具有优良的隐蔽性，但是海水在阻断了电磁波对水下的探测的同时，也阻断了潜艇与己方其它平台的通讯，导致潜艇一旦下潜，就失去了与外界的联络，只能各自为战，不能形成有指挥的协同攻击。虽然，长波通讯和蓝绿激光通讯可穿透十几米深的水面，但是上浮到通气管航行深度的潜艇在战时很容易被发现。这是导致潜艇不能正面与航母编队对抗的原因之一。最后，潜艇自身难于发现远距离目标，自身缺乏远程攻击能力，目前潜艇在水下进行攻击，只能借助声纳探测目标，目前性能最好的被动声纳阵列也只能探测百公里的目标，而这个距离往往在水面舰艇装备的反潜直升机、反潜导弹的反击范围之内，而在此基础上潜艇所采用的反舰武器水下发射导弹和鱼雷的射程受到了限制，虽然苏联的O型巡航导弹核潜艇据说可以携带射程500公里的反舰导弹，但是必须在其他平台的配合下才能发动进攻，比如说熊式轰炸机为O型艇提供目标诸元，以帮助O型艇装定导弹发射初始诸元，然后通过熊式轰炸机或导弹群高弹道导弹增大搜索范围等方式进行中程制导，而且 O型艇必须在水面航行或通气管状态航行才能完成这种协同攻击，那么既然潜艇远程协同攻击必须在通气管航行下进行，那么我们为什么不设计出一种专门以通气管航行的军舰呢？于是半潜打击舰产生了。

半潜打击舰的主体构想

本文所设计半潜打击舰与民用半潜舰是完全不同的。半潜打击舰的绝大部分舰体潜于水下，以半潜状态为主要巡航方式的一种新型军舰，半潜打击舰仅在水面上露出很小一部分通气管用于吸入空气，排出废气，与外界联络通讯。从外观上半潜打击舰很像一艘长时间通气管航行潜艇，但是与潜艇不同的是，半潜打击舰不需要发电机推进，也不需要蓄电池，它是以热机为主要推进动力，通过通气管吸入增压空气，然后再通过通气管将废气排出，他虽然也有水压舱，通过减少或增大水压舱中的海水来控制沉浮，但是它不能完全潜入水下，只能在半潜状态和水上状态之间调节，因为半潜打击舰需要在水面上露出通气管，所以其与外界通讯联络不像潜艇那样受到影响。
采用半潜设计的军舰，与水面舰艇和潜艇相比，具有相当明显的优势：
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半潜打击舰绝大部分舰体在水面以下，水面上仅露出体积很小的通气管，所以隐蔽性极高，隐蔽性远高于水面舰艇和通气管航行状态下潜艇，几乎相当于水下潜航的潜艇。
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与潜艇相比，不需要承受数百米的水压，所以不需要大屈服钢材构建耐压壳，成本低廉。
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于潜艇相比，由于热机能够提供足够的功率，所以半潜舰的速度应大于常规潜艇速度，其最高速度可达20节以上。
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与潜艇相比，半潜打击舰可随时接受通讯信号，可实现协同攻击。

半潜打击舰构想示意图

1、通气管
2、指挥台
3、动力舱
4、进水孔
5、尾舵
6、远程导弹垂直发射舱区

7、防空导弹垂直发射舱区
8、腹水平舵
9、尾水平舵

半潜打击舰的隐身措施

半潜打击舰通过水压舱和各种舵面的调节，根据海况气候控制通气管在水面露出合适的高度，所以半潜打击舰巡航状态时，绝大部分舰体潜入水下，在水面之上仅露出直径1-2米高度2-3米（高度将根据海况调节）的通气管，因为水上部分体积很小，目标小，不容易被敌人所截获，半潜打击舰的这种新概念的设计思路完全弥补了水面舰艇体积吨位巨大而难于“隐身”的劣势，仅需要对提及很小的水上部分进行“隐身”设计，就可得到相当理想的隐身效果，隐身设计难度大大降低。
为了对付雷达侦查，通气管应呈菱形设计，使电磁波发生镜面反射，不会将雷达波反射回接收端；进气口应作特殊处理，如隐蔽设计、栅栏状或锯齿状设计，避免内部直角结构，以免电磁波在进气口内部产生多次折射，增强反射回波；进气系统应采用增压吸气装置，这样在保证热机功率的同时，通气管体积可以设计得更小，缩小了需要做隐身处理的水上部部分体积；水上部分材料尽可能使用耐海水侵蚀的复合透波材料，如必须使用金属材料时，在表面覆盖有耐海水侵蚀的吸波材料，用于吸波。
为了应付红外侦察，露出水面的通气管的废气排出口应朝向海面，同时向温度较高的废气中淋水，降低红外辐射，在通气管水上部分加装水幕喷淋系统，水幕喷淋系统可产生变形伪装效果，对于毫米波高分辨率雷达和红外遥感甚至目视侦查相当有效。
为了对付卫星照相侦查，半潜打击舰最好采用喷水推进方式，喷水推进可以大大降低尾流长度、尾流特征与噪音，避免卫星照相侦查和被动声纳定位，避免尾流制导鱼雷攻击，半潜打击舰应采用海洋迷彩涂装，通气管水上部分必要时可采用变形伪装，伪装成海面漂浮物，避免卫星照相侦查。
为了避免被动声纳定位，半潜打击舰除了采用喷水推进方式消除常规螺旋桨产生的空泡噪音以外，还应敷设消声瓦，热机置于浮动减震阀上，这样可大大降低半潜打击舰噪音，避免被动声纳远距离定位。
采用如此多的隐身措施之后，半潜舰的各种物理特征将湮没于复杂的海面杂波背景中，敌人很难在30公里以外，甚至10公里以外通过雷达、红外遥感截获我半潜舰，而对于卫星成像、电视、目视侦查也有相当好的伪装效果，即使被照相卫星截获，凭借其高机动性，不能提供实时信息传输的卫星成像也只能大略的划定半潜舰所处海域。半潜打击舰具备较低的噪音，虽然不能湮没于海洋背景噪声环境，但是却可以减少声纳定位距离，然后再通过战术弥补（后文将详细介绍）。半潜打击舰的“隐身”能力，是任何水面舰艇所不能比拟的，其隐蔽性甚至要高于通气管状态航行的潜艇，几乎相当于水下潜航的潜艇，而由于不需要水下航行，虽然半潜打击舰采用封闭设计，也有改变浮力的压水舱，但是没有发电机组，没有蓄电池，依靠热机提供动力，也不需要采用低磁高屈服特种钢材，所以成本要远低于潜艇，而且由于布设在通气管的通讯天线露出水面，解决了潜艇固有的通讯不便，难于协同等问题，这是半潜打击舰的优势所在。

半潜打击舰的侦查防御系统

半潜打击舰的生存能力主要体现在其前所未见的隐身性能上，所以应可能地减少向外发送电磁波，作战时应尽可能地采取无线电静默，从外界被动的接受信息，非必要时不要主动向外界联络。雷达应采用毫米波等高分率低截获雷达，毫米波雷达侦查距离短，但是分辨率高，而且雷达波衰减快，不容易再远距离截获，毫米波雷达虽然不能用来搜索30公里以外的敌人目标，但是也不容易被敌人截获，暴露己方方位。而且毫米波雷达天线体积小，适合安装在通气管水上部分。半潜打击舰还应与毫米波雷达同轴安装光电侦察设备，光电侦查设备不向外发送信号，被动的接受目标信息，是半潜舰理想的侦察设备，在天气状况允许时，应尽可能使用光电设备进行侦察，只有在天气状况极为恶劣时，才使用毫米波雷达
毫米波雷达和光电侦察设备的主要作用是：
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导航，对海面进行探测，引导半潜舰规避海面上诸如冰山、岛礁、船只等进行规避。
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侦查搜索，对海、对空进行搜索，对接近到近距离的空中、海上威胁进行预警，一旦发现威胁则启动防御系统，并迅速脱离危险海域。
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引导近程防空导弹进行防空作战。
如有可能应在通气管水上部分安装无线电定位系统，通过截获无线电波、雷达波对目标进行定位，弥补半潜舰自身侦察能力的不足。半潜打击舰应采用舰壳主动声纳对水下水雷、礁石进行探测，确定安全航线，作为毫米波雷达导航的辅助手段。
由于半潜打击舰具有良好的隐身能力和机动性，传统的反舰方式将无所作为。半潜打击舰的主要威胁是：偶然遭遇执行区域巡逻任务的反潜巡逻机或反潜直升机，这些反潜平台性能不高，很少安装干扰措施，而且往往单机出动，所以很容易被击落。半潜打击舰的只需要1-2个拦截通道的点防空能力即可，半潜打击舰安装一套垂直发射的近程防空导弹，通过装在通气管上的毫米波雷达、光电侦查设备引导，发射时半潜打击舰需要浮出水面进行发射。这套垂直发射系统还可混装反舰导弹等其他导弹。
半潜打击舰一旦被发现，可通过启动综合软防御系统增加半潜打击舰的生存能力。半潜打击舰的综合软防御系统主要包括三部分：有源电磁干扰、金属箔条发射器、烟幕火箭、烟幕发生器和淋水喷雾水幕装置。有源电磁干扰针对敌方雷达波进行瞄准式干扰或全频阻塞干扰，可对敌人侦查搜索雷达、导弹制导雷达、无线电通讯进行干扰；金属箔条发射器可以发射多个箔条云，通过多个大面积金属箔条云迷惑导弹制导雷达，使导弹攻击更加明显的假目标，从而保存真目标；烟幕火箭和烟幕发生器，可在瞬间产生足够浓度的大范围热烟幕，遮蔽半潜打击舰，而淋水喷雾水幕装置，抽取海水，然后对通气管水上部分进行喷淋，形成水幕，可形成变形效果，这种对抗措施对于照相侦察、电视制导、红外侦察系统、红外成像系统十分有效。
半潜打击舰的软肋在于水下防御的薄弱，由于半潜打击舰只能近水面或水面航行，其活动范围不如潜艇，最高速度不如水面舰艇，由于水温声跃变层的影响，半潜打击舰的舰壳声纳探测能力不如可自由改变水中深度的潜艇。为了弥补此弱点，半潜打击舰可与常规潜艇一同出航执行任务，为了提高常规潜艇的水下支持力，避免频繁上浮，暴露目标，应在半潜打击舰和潜艇之间连接电缆，巡航时由半潜打击舰热机发电，提供电力，通过电缆输入至常规潜艇蓄电池，为潜艇提供充足电力，这样常规潜艇即使不采用燃料电池，与半潜打击舰共同巡航，水下自持力可超过15天以上。并且电缆可提供半潜舰与潜艇提供双工通讯，实现信息共享。这样，潜艇在水下可自由改变深度，声纳探测不受水温声跃变层的影响，弥补了半潜打击舰声纳探测能力的不足，一旦遭遇敌潜艇，可马上切断电缆，常规潜艇与敌潜艇作斗争，而半潜打击舰则高速撤离。而半潜打击舰的点防空系统，可为潜艇提供防空能力，避免常规潜艇遭受水上巡逻机、反潜机、直升机的威胁。而常规潜艇与半潜打击舰实现信息共享，半潜舰可通过潜艇共享水下态势信息，可自由变换深度的潜艇相当于半潜打击舰的变深声纳。而潜艇则可通过半潜打击舰接受指挥部发送信息和空中水面态势信息，这样潜艇的通讯能力和对外界信息获取能力得到了大大增强。这个方案可大大提高半潜打击舰与潜艇的综合作战能力，极为适合我国目前老式潜艇性能不高，数量众多的特点。

半潜打击舰的作战方式

从对半潜打击舰所采取的各种隐身措施的分析中可以看出，敌方飞机、水面舰艇等平台只有在接近至30公里，甚至10公里才可能发现半潜打击舰，而先进潜艇发现半潜打击舰的距离保守估计应超过100公里，因此半潜打击舰距离敌方平台的距离应超过100公里。如以美国航母编队为作战目标，部署在航母编队前方120度角范围内的核潜艇往往前出300公里，那么距敌400公里应为半潜打击舰的安全临界距离，所以半潜打击舰搭载的远程攻击导弹应至少具备400公里的攻击距离。才能有效的保护半潜打击舰发射平台的安全。半潜打击舰应与对手保持一个适宜的距离，这个距离应尽可能远离敌方作战平台，但是要时刻保持自身携带远程导弹的射程应能覆盖目标，所以远射程、大威力、抗干扰、高突防的各种导弹是重中之重。导弹射程决定了半潜舰生存能力的高低。
作战时，半潜打击舰应尽可能依托海岸作战，曲折多变的海岸线不但为导弹艇隐蔽提供了良好环境，而且处于我国岸基航空兵、防空兵、舰船的防空掩护之下，而水下反潜则可由常规动力潜艇担当，在摒除水下自持力这一因素后，从费效比等战争经济学的角度考虑，常规潜艇在水文环境复杂的近海作战比核潜艇更占优势，采用的战术也更加灵活。无论是岸基航空兵、防空兵、舰船防空，还是常规动力潜艇反潜，提供的都是一种依托海岸线的大范围掩护，而半潜打击舰在这个范围内将获得常规潜艇和岸基航空兵整体态势的保护。
半潜打击舰应采用“大集中小分散”的作战模式，“大集中”就是半潜打击舰集中在依托海岸由岸基航空兵、防空兵、舰船防空、常规动力潜艇反潜提供的防空反潜区域内，而“小分散”则是指半潜打击舰各个平台为了缩小目标，所以分散行动。半潜打击舰为了获得更好的“隐身”能力，应尽可能借助地理水文环境，比如借助岛礁、民用船队、海上漂浮物隐蔽自己。
从战术的角度考虑，在岸基航空兵和潜艇掩护下，半潜舰可前出海岸线200-800公里。如果开发出射程1000公里以上的弹道（或巡航）反舰导弹，那么距我海岸1200-1800公里之内将成为敌航母编队的死亡之海。

支撑半潜打击舰的作战系统

为了避免向外辐射电磁信号，而被电子定位，所以半潜舰本身只有不易被远距离截获的毫米波雷达和被动的光电侦查系统，但是这两系统的侦查搜索距离十分有限。这不能满足半潜打击舰远程导弹搜索和中继制导的。所以半潜打击舰是通过外界系统获取目标信息的。
外界系统的构建包括三大子系统：侦查监视系统、指挥控制系统、打击平台系统。半潜打击舰则是属于打击平台系统中的一种导弹发射平台。在这些子系统之间通过计算机无线电通讯网络进行无缝连通，信息在这个网络内是近实时流通。侦查系统获得目标信息，指挥控制系统在计算机专家系统辅助下进行决策，部署，统一调动所有的打击平台进行特定攻击，发射系统则在指挥控制系统指挥下，向目标投送弹药。实现了分散部署，集中打击。
侦查监视系统的主要任务不是战斗，而是搜索发现目标，发送目标初始诸元给指挥控制中心。在其他兵力掩护下，与目标保持接触，对发射的导弹进行中继制导，引导导弹进入末制导搜索区域。如果半潜舰导弹射程500公里，速度为2 倍音速的话，侦查监视系统与目标接触的时间应该在13-15分钟。作为侦查监视系统应该包括预警机，海洋监视卫星，侦察机，无人机，超视距雷达，像水雷一样布设在海洋各处的被动传感器。
而指挥控制系统的作用主要在于：在掌握全面信息的同时，进行决策，充分调动所有的发射平台，进行攻击。在这种平台分散，但是指挥集中的方式下，可以任意的调动我方全部力量攻击敌人进入我打击范围内的某一点。不再像传统的作战方式那样，因为导弹射程不足，不得不将发射平台突破敌人防御，靠近敌人目标，然后再发射导弹。这样一来，平台是十分危险的，而且由于平台的所处的位置，机动速度的限制，往往不能集中所有的打击力量，而造成攻击力量的薄弱。
而发射平台系统则是通过分散部署，隐蔽配置，保持无线电静默，保持自己的阵位（既能攻击到目标，目标又不能对自己造成危害的距离），等待指挥控制系统发送目标诸初始诸元，装定诸元后，发射导弹即可撤离战场。简单点说，发射平台系统的任务最简单不过——保护好自己，接到命令后发射导弹，然后迅速撤离。发射平台可以是各种水面舰艇，潜艇，陆地的导弹发射阵地，远程轰炸机，战斗机等等。当然，本文所倡导的半潜打击舰也其中最重要的一种发射平台。

半潜打击舰作战模式简单构想之一

1、
目标

2、
预警机（侦察子系统）

3、
岸基指挥所（指挥控制子系统）

4、半潜打击舰（打击平台子系统）

4、
远程巡航导弹

5、
预警机将侦查目标诸元实时报告指挥所

7、指挥所命令发射阵位游弋的半潜打击舰发起攻击
8、预警机与目标保持接触，对目标进行监视，对半潜打击舰发射的巡航导弹实施中段引导
这套系统，可大大提升战斗力，在这种模式下，导弹的射程在理论上是无限的。可以在航母编队对发射平台进行打击前，发射导弹进行攻击，从而极大的提高了自身的攻击力。任何舰艇，任何平台只要能够容纳足够的重量和体积的导弹就可以作为导弹发射系统的载体。这套系统生存力极高。任何一个子系统遭受打击，只要有一个平台存在，能够保持整个系统的运转，就可能对敌人造成致命的打击。比如侦查监视系统，哪怕是所有的预警机，卫星，侦查机，高山雷达都被打掉了，只要有一个传感器把目标诸元发送给指挥控制中心，并提供中继制导就可以对敌人的航母编队造成致命的打击。而指挥控制中心也是如此，指挥控制中心将是多冗余的，打掉了一个其他系统一样工作。发射平台也是一样，消灭了一部分发射平台，其他的平台一样可以提供强大的攻击能力。所以说，这套系统的生存能力是强大的。

半潜打击舰设计中需要注意的几点

半潜打击舰设计难点在于如何在波涛汹涌的大海上精确控制通气管的露出高度，通气管露出高度不能太低，使其不能进水，通气管露出高度又不能太高，以免增大水上部分体积，目标物理特征值增大。所以，半潜打击舰增设腹水平舵，尾水平舵，加上水压舱的控制，进行控制通气管露出水面高度，如此种类繁多、关联复杂的操纵系统很难用人力完成，所以必须研制一套计算机操纵系统进行综合控制。
半潜打击舰全封闭操作，为了提高半潜舰的人员居住舒适性，应尽可能得减少船员，提高舰船自动化程度，比如采用自动化无人值守动力舱，自动损管控制系统等。水上部分的设计、布置也是设计难点之一。
半潜打击舰的吨位，应根据半潜打击舰的风险而定。从某种意义上来说就是一种装载导弹的平台，半潜打击舰的战斗力在于其上装载的导弹数量，如果导弹装载过多，半潜打击舰的吨位就很大，但是平摊到每枚导弹的成本就会很低，反之成本就会升高。但是半潜舰有被击沉的可能性，一旦在发射前被击沉，如果装载导弹数量过多，那么损失就会很大，就好像许多鸡蛋放在一个篮子里，一旦打翻，那么损失就会很大。所以，应该根据假想敌和半潜打击舰的生存能力作出评估，然后通过计算机模拟，数学计算，计算出每艘半潜打击舰应搭载多少枚导弹为宜。导弹数量一旦被确定，那么根据导弹的体积、重量，就可推算出半潜打击舰的吨位。

结语

综上所述，半潜打击舰是一种导弹搭载平台，整合在大系统中，依靠外界系统提供信息支援，以打击水面舰艇、航母为主要作战目的的防御舰艇。半潜打击舰将舰体大部分隐藏在海水中，露出水面部分进行“隐形”设计，从而达到减少物理特征值的目的。通过隐藏自身，依托海岸作战，凭借岸基防空兵、航空兵、潜艇提供空中、水下掩护，增强自身生存能力，可能会成为未来主力作战舰艇。

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