另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

2020年1月12日我國055型萬噸級驅逐艦的首艦“南昌”號入役,這使海軍擺脫了長期以來052平臺對水面艦船的束縛,不但噸位上了一個合階,更重要的是隱形能力有了質的提高,可與空軍從殲10B到殲20帶來的的轉變相比,中國海軍迎來了一個新的時代。

水面隱形戰艦進化錄

世界水面戰艦的隱形設計經過了三個階段的演化:

第一個階段的代表作是拉斐特級和054型護衛艦,其艦體形成首尾貫穿的兩個傾斜面,在最大外飄處形成一道優美的折線,艦船外飄指的是船身形狀呈弧形,越往上越向外擴展,它的優點是擴大船首甲板面積、防止上浪,就象殲20的菱形機身一樣,這是戰艦隱形的入門條件,也相對容易。

另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

054型護衛艦優美的舷側弧線

第二個階段的代表作是052C/D系列,典型特徵是擁有了相控陣雷達、垂直髮射裝置、隱形炮塔這“三大件”,雖然前兩者與隱形沒有直接關係,但相控陣雷達作為高度集成的多用途雷達,減少了戰艦的雷達罩數量,而且相控陣雷達天線本身也是傾斜設計,有助於減小雷達反射。垂直髮射的隱形效果更為明顯,因為傾斜發射架也是巨大的反射源,至於隱形炮塔,就象殲20的EOTS一樣,必不可缺。“三大件”的難度比單純的折角弧線高多了。

另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

“三大件”的確使052D簡潔了許多

第三個階段的代表作有我國的055型驅逐艦美國的聖安東尼奧級船塢登陸艦,它們最大的特徵是採用了隱形桅杆,對於此前大部分水面艦艇來說,其艦上雷達反射截面積(RCS)最大的一個區域其實就是佈滿了各類雷達/天線的傳統桅杆,所以處理好了這個最大的反射區,隱形能力就會有質的提高。到了這個階段,我國水面隱形戰艦終於修成正果,敵機面對它將存在發現難、跟蹤難、鎖定難的問題,除了這“三難”,鑑於055強大的自衛反導能力,還應該加上一個“突防難”。

另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

055的速度與殲20有天壤之別,外形帶來的氣動變化可以忽略不計,可以有逆氣流方向的折線設計

另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

聖安東尼奧級船塢登陸艦的雙整體桅杆不可避免的會帶來強互反射

還有一個美國劍走偏鋒的DDG1000,它放棄了傳統的桅杆,融合進了整體艦島中,所以只能在艦體周邊佈置MK57垂直髮射系統,為了提高隱身性,採用了直切式艦艏,缺點是甲板面積縮小,只有80個垂直髮射單元,尚不級阿利伯克級,雖然DDG1000噸位巨大不易上浪,但看上去卻頭重腳輕,穩定性存疑,在大風大浪中,極易翻船。朱姆沃爾特級是“由海向陸”這種錯誤戰略的產物,防空能力薄弱,性能極不均衡,不會成為主流,只造了3艘就沒了下文,最後還得回到055的路線上來,所以只能算個插曲。

另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

DDG1000堪稱戰艦中的科曼奇,忽略了實戰環境,為隱形而隱形,過猶不及,技術上的開拓者往往是要付出代價的

隱形桅杆是最大的難點

隱形桅杆所包含的綜合射頻技術,對電磁兼容和冷卻系統都是巨大的挑戰,要將導航、通訊、雷達、電子戰等傳感器的天線整合到一塊,難度不是一般的大,而且這還不夠,桅杆的罩體還要必須保證只讓內部傳感器的信號自由進出,而阻止對手的雷達信號進入,否則仍然沒有實戰意義,因些必須用有單向透波性能的整流罩,只允許特定頻率的電磁波通過。巨大的戰艦當然是沒法裝進微波暗室裡測試的,只能用縮比模型進行估算,對於複雜背景下的反射特徵也要進行測算和優化,這就需要超級計算機大顯身手了。以上每一項都是尖端科技,沒個幾十年的預研是搞不定的,這樣的戰艦有如果不能實現戰場單向透明,誰也不會付出這麼多的努力去研發的,隱形桅杆只有中美兩國搞出來絕不是偶然的。

另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

055集成雙波段雷達的隱形桅杆

作戰環境與殲20相比有天壤之別

還有一個不可忽視的因素,那就是055所處的海浪雜波背景。海雜波是影響雷達對海面目標探測距離的關鍵因素,海雜波與海況密切相關。海況主要是指海浪的高度、運動方向和運動速度等情況,因海況的特徵複雜多變,因此海雜波為動態雜波。同時戰艦的縱搖和橫搖與海浪起伏的頻率接近,這在很大程度上淹沒了艦船的回波信號。海上目標分佈密集、種類複雜,從大型艦船、航母等的3000平米目標到潛望鏡、通氣管之類的1-10平米目標都有,速度方面,跨度從低空掠海飛行的超音速導彈到通氣管航行的潛艇都有,目標的動態範圍大,這在很大程度上降低了雷達對水面戰艦的探測性能。

即使水面戰艦沒有隱形設計,雷達對它的探測距離也要比相對反射面小得多的大型飛機要近,可見背影噪聲干擾所起的巨大作用,就象複雜的地形環境對直升機的掩護一樣,055更大匿蹤因素來自於其所處的背景噪聲,這點不容忽視。

另類殲20——055型驅逐艦被低估了的隱形能力

高海況行進的中國戰艦

航母編隊中的沉默殺手

055的雷達反射面比沒有任何隱形設計的水面戰艦如現代級要低兩個數量級以上,加上空中背景要比海面背景“乾淨”得多,因此,055的雙波段雷達相比來襲敵機的火控雷達有相對優勢,再加上戰鬥機難以企及的強大攻防能力,055將比航母的艦載機更具威脅性,使攻勢防空變為現實,能為航母構築一道難以逾越的隱形屏障。

結語

經過長期的技術積累,我國的隱形水面戰艦終於走出了一條適合自己的路,若能一如既往的堅持科學嚴謹的探索精神,我國未來的戰艦設計必將成為引領世界潮流的權威標準,願這一天早日到來!


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