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中国首艘小水线面双体船

中国首艘小水线面双体船

吴锴:我国首艘小水线面双体船2000年10月27日下水,尽管这是一艘海关监管艇,但该船型的军事价值不言而喻。请您先谈一下小水线面双体船的优缺点。

郑明:小水线面双体船(SWATH)由深置水下提供大部分浮力的鱼雷状下潜体(一般成双配置,称为双体)、高出水面的上船体平台和连接下体与上体的流线型支柱三部分组成。由于支柱水线面面积比相同吨位的单、双体船水线面面积要小很多,所以,它受波浪扰动小,拥有优良的耐波性,能平稳执行海上作业,人员晕船率低,适于“全海候”。在复杂海情下,上可起降直升机,下可收放深潜器、工作艇,还可接受油井平台吊笼的升落;能以较小的推进功率,在恶劣海情下保持高航速,提高舰艇的使用经济性;操纵性良好,利于安全实施海上靠舷登船;生存力较强,正常与破损稳性较高;船体表面外形简单,建造工艺没难度,而且适宜采用电磁波和水声隐身结构,提高全船隐蔽性。

缺点是船体结构较复杂,重量比相同排水量的常规单体船大,载重量变化使吃水变化十分敏感,双体配套设备量大,控制系统较复杂,造价相对高。

吴锴:请您简单谈一下以美国为代表的世界小水线面船的情况。

郑明:从70年代初到2000年9月,有10多个国家开发和拥有小水线面双体船约53艘。其中美国和日本水平最高,分别有26艘和14艘;德、英各3艘;俄、荷、挪、芬、韩、丹、瑞典各1艘。德国后来居上。双体船主要用作水声侦察警戒、武器试验保障、隐身技术试验等。

美海军的小水线面双体船应用始于1973年建成的“卡玛利诺”号靶场试验保障船,用于海上观测监视火箭飞行轨道,在海上打捞回收返回地球的弹头数据舱等。它证实了小水线面船全海候和适合海上特种作业与多功能的特色。1983年建成的“海影”号隐身船,569吨,15节,有效负载51.8吨,是中型的先进技术演示船,通过优化下体线型、布局,发挥翼鳍作用,取消舵等,提高了船的平稳性和快速性,使全船综合性能产生质的飞跃。1991年建成的“胜利”号水声监听船,在控制水下噪音和全船大型化、实用化及高海情耐波性上取得新的成果,是当时最大的军用小水线面双体船。该船在7级海情下可以舒适地执行任务。1995年建成的“搜索”号演示艇,12.2吨,35节,有效负载1.125吨,它独辟新径,采用单支柱、单下体加前后水翼,创造了小水线面船的最高速度,为进一步高速化,探索了新的技术途径。1997年建成的“司莱斯”号多功能船,180吨、31.5节、有效负载50吨,采用四支柱、四下体的船型。1998年建成的“完美”号水声监听船是“胜利”级的改进型,排水量5 370吨,拖带水声基阵的能力更加大,耐波性更好,采用3 730千瓦的电力推进,还加配1 340千瓦的全向喷水推进器。不仅用于监视敌方核潜艇,更是为小水线面船大型化提供了技术储备。

总之,美国是从其水面舰艇作战使用与勤务保障需求出发大力开发该船型的。俄罗斯虽然只试制了一艘民用小水线面客船,却在90年代后期公开提出400吨级、1 200吨级、2 000吨级小水线面载直升机的水面舰船和20 000吨级可载20架固定翼飞机滑跃起飞小水线面轻型航母的设想。欧洲有些国家则提出建造小水线面反水雷战舰艇的设想。无疑,在不远的将来,军用小水线面船会有重大突破。

吴锴:我国研制小水线面双体船走过了怎样的发展历程?

郑明:70年代初至80年代中期,国际上小水线面船进入试用。中国船舶科学研究中心在俞天俊、何承渊等技术骨干倡仪下,一批年轻科技工作者,便起步做跟踪研究,随后上海与武汉的舰艇设计单位在金平仲、吕永盛等推动下,进行了水池船模试验,论证了一些设计方案。

80年代中期至90年代中期,国际上已有多型实用化小水线面双体船。我国的预研工作开始向新船型开发研究过渡,中国船舶科学研究中心和海军工程大学的曹谨忠、葛纬祯、益其乐、施用耀、钱家玉及袁敦垒、曹永青、顾鸿、董祖舜等科技人员以开发军船为主要目标,对专用试验设备和试验技术、航行性能和结构性能预报与优化,总体设计方法以及小水线面船技术关键进行深入研究,开发出多种实用设计计算方法,形成了相当规模的工程应用软件包。吴有生院士创立的水弹性力学理论,用以解决小水线面船结构计算,在美、英的多体船设计分析中得以应用。1991年何正曼高级工程师提出试制海上油田用小水线面双体交通守护船。黄鼎良教授则于1993年出版了国内第一本《小水线面双体船性能原理》的专著。

1994年中,汕头大洋船舶工业总公司谢家骥总经理和何正曼总工程师在我和中国船舶科学研究中心吴有生院士、中国海洋石油总公司曾恒一院士、中国船舶工业总公司科技局程天柱总工程师等支持下,提出了800吨级小水线面双体型渤海油田交通艇设想,并与渤海油田已有的丹麦造1 400吨级3 800马力三用拖船、日本造3 200吨级8 000马力三用拖船等常规船型进行性能、效益对比,证明自行设计建造小水线面双体船是优越而经济的。该项目虽得到多方面专家支持,但由于体制改革,人事变动等原因,至今仍在规划论证中,未能确定建造。

1999年12月30日,由大洋船舶工业总公司和中国船舶科学研究中心合作开发的2艘小水线面双体海关监管艇的合同签定。在随后的技术设计、施工设计中为寻求较优方案,对潜体、支柱线型、布局以及动力装置与推进轴系的布置等进行过多次试验改进,又委托海军工程大学对结构强度进行了有限元计算验证和大量的设计计算工作,终于突破了双支柱设计、抗扭箱强度等关键技术与难题。这艘艇于2000年3月30日正式开工后基本按计划节点施工,6月25日上船台,8月30日完成大合拢,9月10日完成试水,10月27日下水。

吴锴:请您介绍一下这艘艇的情况。

郑明:国产小水线面双体海关监管艇的使命是在珠江口执行反走私监管作业。它是一艘实用型公务艇,钢质艇体与玻璃钢上层建筑混合结构,双支柱变截面潜体,一层半甲板室带后平台,长35米,宽13.3米,深4.5米,设计吃水2.5米,排水量227吨。采用2台国内组装8V165TE9型(仿MTU)柴油主机,每台功率1 086千瓦,带动定距螺旋桨2个,设计最大航速为18节。另配有2台国产6CT8.3(M)(仿康明斯)型柴油发电机组,每台功率100千瓦。该艇虽已下水,系统设备尚待调试,由于是依靠我国自行预研积累的有限技术储备,可能会出现一些技术风险,在设计过程中尽管反复做过多次模型试验,寻求优化参数,但受经费和进度约束及设计水平的限制,并未达到专家一致满意的理想水平,而且采用钢结构,使艇自重较大,其设计性能指标还有待在试验试航中接受考验或进一步改善。初步计划11月末开始航行试验,还争取利用12月气象风浪条件做扩大试验以考核该艇耐波性、结构、振动等。看来有望在2000年底或明年初交艇。

吴锴:既然国内已能制造,为何上海还从美国进口小水线面双体船?

郑明:我也是从9月6日《解放日报》获悉的。上海港务局引航管理站1999年酝酿从美国购买小水线面双体船“乔巴斯科”号,该船于2000年8月末运抵上海,停泊在黄浦江中,10月初经整修到长江口试航,但试航结果尚未透露。有的专家认为,这两型国产和进口的小水线面双体船先后出现在中国的南海和东海海域,填补了我国高科技高性能船型中的一项空白,对高性能船的应用是有力的推动。

“乔巴斯科”号原用作钓鱼运动和渔业指导,拟改装用作港务引航。它是一艘豪华型专用艇,全铝结构,单支柱变截面潜体、双层甲板室,长27.55米,宽13.72米,深5.83米,吃水2.74米,排水量180.14吨。采用2台柴油主机,每台功率2 059千瓦,设计最大航速为25节(实际航速尚待测定)。另配2台柴油机发电机组,每台功率105千瓦。该艇是1992年开工,1993年完工,已航行2万海里左右,是作为二手船折价买进的,据说采购总价高出国产海关监管艇三倍以上,当然进口船如果既能保证港务引航任务,又带来先进造船技术,还是有意义的。

吴锴:我军何时能广泛应用小水线面双体船?

郑明:前几年,发行几千万份的广东版“新三字经”中对版图描述只是“到海滨”;2000年在北京创建的“中华世纪坛”却又只突出960万平方公里陆土,都忽略了300多万平方公里的海洋国土。而我周边国家极其重视、极力争夺海洋。日、韩是亚洲仅有的2个掌握小水线面双体船技术的国家。东南亚有些国家在争夺海洋权益与资源上是不择手段的,它们也重视应用高性能船包括小水线面双体船。

我国从70年代初就对此技术跟踪研究,多年来国家科研投入不大,也未列为重点,但科技人员的努力使我国有了相当的技术储备,独立开发初级小水线面双体船已无大的技术风险,建造、使用条件已较成熟。应看到,该型船适用于作战与辅助舰艇,如携载直升机与反舰导弹的攻击舰艇、两栖、反潜、扫雷、水声监听、战场准备海域调查与靶场试验保障舰艇等。