十、巡洋舰的明天

巡洋舰是海军舰艇中历史最悠久的战舰之一,和它几乎同时诞生的战列舰,目前已经全部退出现役了,可巡洋舰正不断应用新技术、新武器,取得新的发展。20 世纪 80 年代后期,美国海军作战部副部长麦特卡夫领导的研究小组,提出了“海上革命”计划,提出了 21 世纪水面战斗舰艇的发展远景方案,其中设计了“攻击型巡洋舰—2000”发展蓝图。

这个方案,广泛应用了正在研制中的新技术、新武器,使未来的巡洋舰达到新的攻防平衡,更充分发挥舰队主力舰的作用。

(一)应用隐形技术,建造“看不见军舰”

随着雷达探测、红外制导技术的发展,水面舰艇极易受到制导兵器的攻击,要想提高生存能力,就应尽量使雷达探测不到,激光制导抓不着。为了在“看不见的战斗中”取得主动权,未来的巡洋舰就要采取孙悟空的隐身术。

未来巡洋舰隐身的办法有:首先改变舰体形状。现在的巡洋舰庞大的身体、高高的舰桥、舰面有棱有角。这样的结构使雷达波反射面增大。未来的巡洋舰,尽量减少上层建筑,采取低剖面、圆弧度、小反射角。将来的巡洋舰以各种导弹武器为主,导弹全部采甩垂直发射装置,而且一种垂直发射装置也可以发射多种型号的导弹,这样,就为减少上层建筑提供了可能。从最近美国、瑞典设计的隐形军舰的形状看,基本没有突出的上层建筑,整个舰身呈流线型,按照数学模块计算出舰身的最小反射面,整个舰形像个扁扁的甲壳虫。

另外,未来的巡洋舰多采用吸波材料,可以把雷达探测过来的声波“吃掉”,使它很少反射回去。现在,各国研制出不少种吸波材料,如玻璃纤维、碳纤维、聚芳酰胺克夫拉纤维等增强塑料或复合材料,可用这些吸波材料建造军舰;还可以在一部分金属结构部件的表面涂上一层特种涂料,如超微粒子或铁氧体等,这样就可以将目前几万平方米的雷达反射面积减少到几百平方米,以达到隐身的目的。

我们知道,燃气轮机工作时会从排烟口排出温度很高的烟气,产生大量的红外辐射,装设红外制导雷达的导弹就会循着烟气自动射来,造成战舰破损或沉没。据分析,上升烟道内 3~5 微米波段的红外辐射为舰体的 700 倍。因此,要想办法进行红外抑制。可采取 DRES 球红外抑制和喷射扩散器红外抑制的办法,对高温烟气进行冷却处理。据测量,采用 DRES 球红外抑制系统时, 可抑制红外辐射 90~95%。

为了减少巡洋舰的红外辐射和噪声辐射,未来的巡洋舰将采用超导电磁推进作动力,那样的话,军舰就可以取消舵和桨。超导电磁推进的原理是这样的:在船体底部设置超导电磁线圈,尔后在船体两侧设置若干电极,当超导电磁线圈通电时,就会在船体四周产生强大的磁场,此时,通电的电极使船体四周的海水带上电,产生了一种电磁推力,作用于海水,同样,海水也将给船体一股反向作用力,从而推动船体前进。这样,战舰就不会排出大量高温烟气了。目前,日本已研制出“大和 1 号”超导电磁推进船,该船航速

只有 8 节,相信经过不断探索,能制造出吨位更大、速度更快的超导电磁推进战舰来的。

(二)应用新概念武器,提高攻防能力

未来巡洋舰全面实现导弹化,主要由巡航导弹担负对舰对地攻击任务。据美国“攻击型巡洋舰—2000”方案,巡洋舰的战斗空间扩大到 1000 海里、

高至 3.6 万米、深达水下 1200 米。而目前巡洋舰上装备的 130 毫米或 127

毫米舰炮,最大射程不过十几海里,射高不到 1.8 万米。未来的巡航导弹采

用垂直发射方式、大容量、多用途配置。一条巡洋舰可装备 270 多枚各种导弹。这些巡航导弹采取隐身技术、超低空飞行等绝招,并采用“数字景象匹配”新技术,大大提高了命中精度。

这些体积小、速度快、贴海面飞行的反舰导弹,多方向、大批量地对战舰实行“饱和攻击”,给未来巡洋舰的防御提出了新课题。未来巡洋舰将采用粒子束、激光、电磁炮等新概念武器加以防卫。

粒子束武器。这种新概念武器主要是利用大功率的加速器,将电子、质子或离子等微观粒子加速到接近光速,并用磁场把它们聚集成射向目标的密集束流。这种束流具有非常强的能量,可以对目标产生硬杀伤和软杀伤两种破坏作用。它能产生大量的热及辐射能,使来袭的导弹弹头内的装药,如铀235 或■239 等失效,从而不能爆炸。若来袭的导弹是常规弹头,则能使其在空中爆炸;粒子束的辐射会破坏导弹内的电子器件,如制导头、存贮器芯片等,使其不能正常工作;粒子柬武器能使导弹里的绝缘材料变成导体,从而使制导装置发生混乱。

早在 70 年代初期,美国海军就开始研究粒子束武器,并考虑将其作为大型舰艇的近程防武器,但由于技术原因,离实际应用还有很大距离。粒子束武器目前有许多天生的弱点:一是带电粒子在大气层内传输时要损失大量动能。二是由于各种因素造成的束流扩散使在空气中使用粒子束武器只适于打击近距离目标。三是受电磁场的影响,带电粒子束会弯曲而偏离原来的方向。总之,就目前情况看,粒子束武器要想达到真正实用的标准,还缺乏专门的贮能装置和特殊的转换设备。

不过,美国科技人员没有因为技术上的难题而放弃试验。他们设计的粒子束武器技术指标是:整个系统重 200 吨,粒子能量为 500 兆电子伏特,每

组脉冲频率为 6 赫,每组含有 20 个脉冲,脉冲持续时间为 10 毫秒,击毁导弹战斗部的距离为 500 米,摧毁无保护的目标距离为 45D0 米。计算还表明, 单脉冲的作用距离为几百米,高频脉冲组的作用距离为 4000~5000 米,而连续发射的脉冲的作用距离为 7000 米。

美国专家们正充满信心地进行试验,相信会攻克技术难关,研制出高效能的粒子束武器,装备巡洋舰。

激光武器。某种物质的原子中的粒子受光或电的激发,由低能级的原子跃迁为高能级原子,当高能级原子的数目大子低能级原子的数目,并由高能级跃迁回低能级时,便放射出相位、频率、方向等完全相同的光,这种光就是激光。

激光是一种有着奇妙特性的光束,其具有亮度极高、颜色极纯、定向性极好以及具有相干性等四大特征,在军事上取得了令人惊奇的进展。

激光武器目前主要分两大类:战略激光武器和战术激光武器。战术激光武器就其功率而论,又有高能激光武器和低能激光武器之别。高能激光武器

有着极高的能量,一台功率较大的红宝石巨脉冲激光器的亮度比太阳光的亮度高上百亿倍。这巨大的能量经那神奇的定向性高度集中,具有强大的杀伤、破坏作用。当敌方武器遇上激光武器的进攻,飞机、导弹、军舰等的金属或非金属外壳就会被击穿、击碎或溶化。低能战术激光武器,则以“致盲”光电设备和人员为重点,又称软杀伤。经试验表明,光学仪器的玻璃镜片,被激光武器照射后,重则玻璃溶化,轻则出现磨砂效应使玻璃不透明;一些武器上的光电传感器,被低能激光武器照射,会失去效应;人的眼睛则可以被低能激光武器暂时致盲或永久失明。

目前,世界上激光武器研制进展较快,低能激光武器已进入实用阶段, 前苏联、英国、美国一些大型舰只已装备低能激光武器。据说,英国已在马岛海战中使用激光武器使 3 名阿根廷飞行员眼睛暂时“致盲”。美国海军的

中长波红外化学激光器已研制多年,并经过多次打靶试验。如 1978 年在一次试验中曾击落多枚反坦克导弹;1985 年在试验中成功地摧毁 1000 米外的“大力神”洲际导弹。

激光武器目前尚不完善,仍存在一些问题,如,激光在大气中运行时能量损耗大,射程不远;部分武器外表的金属对高能激光束有较高的反射率, 影响其摧毁效果等。随着这些问题的解决,激光武器将会成为巡洋舰上的“无形杀手”。

电磁炮,自古以来,炮弹都是靠人药产生的爆炸力推动的,而电磁炮却是靠电磁场产生的动能驱使弹丸高速飞行,通过直接撞击将目标击毁。

未来战争的特点要求新的武器系统增加射程和提高快速反应的效能。目前,常规火炮的炮口初速极限是 2000 米/秒。即使在提高火炮性能、改进炮弹结构、采用新型炸药等方面挖掘潜力,也不会有多大提高。可电磁炮的初速可达到 10 公里/秒。那么,电磁炮的威力到底有多大?有人作过计算,假

如 1 公斤重的弹头,飞行速度为 1 秒钟 10 公里,则根据动能公式可算出弹体所携带的功能力 50 兆焦,1 公斤 TNT 炸药相当于 4 兆焦的化学能,因此,50 兆焦的弹体相当于 12 公斤的炸药。由此可见,电磁炮的威力是相当可观的。

电磁炮还具有常规炮所不具备的其它优点:由于不使用发射火药而延长了火炮身管寿命;简化了弹药装填过程,便于自动操作;减轻了后座力;由于弹九速度快而提高了命中率等。

目前,电磁炮有轨道式、线圈式、重接式 3 种样式。

轨道式电磁炮的发射装置由两条平行的金属导轨构成,导轨间有一个可以滑动的电枢,并使之组成一个闭合回路,当直流电通人此回路时,在导轨中的磁场影响下,电枢上产生强大的力,将弹丸发射出去。

线圈式电磁炮由一根炮管和一组固接其上的加速线圈组成。当这些线圈被依次充电时,就产生一个运动的磁场,因而在炮弹电枢上感应出电流,从而实现对炮弹的加速。

重接式电磁炮由两组矩形同轴线圈组成,在两组线圈之间有一微小的缝隙。炮弹形状为矩形板,并以垂直干线圈轴的方向穿过缝隙。两组线圈的磁场在炮弹尾部发生重接,便产生很高的加速度推动炮弹。

目前,美国等一些国家正在加紧研制电磁炮,估计电磁炮将在下个世纪可装备舰艇。

粒子束、激光武器、电磁炮等新概念拦截武器,最大的特点是反应极为敏捷,能够以快制快,将超音速反舰导弹拦截掉。目前巡洋舰装备的包括“密

集阵”速射炮在内的常规火炮,由于弹丸飞行速度有限,要瞄准高速飞行目标,要设定提前角。这提前角的确定是通过火控系统非常复杂的运算和处理来解决的。随着目标运动速度的不断提高,加上可进行机动和规避,火控系统进行提前角计算更为困难,火炮命中率不断下降。而激光的速度是 30 万千米/秒,粒子束的速度也接近光束,因此射束到达目标几乎是瞬时的,不用提前角即可向目标射击,可大大提高命中率。另外,在对付多目标进攻时,火炮转火调舷不够灵活,而激光武器和粒子束武器惯性较小,转动灵活,转火速率在毫秒量级,将大大提高舰艇对付“饱和攻击”的能力。再次,速射炮依靠一层弹幕对付目标,弹药消耗大,在对付多目标攻击时难以及时补充弹药。而激光和粒于束只依靠能源的补充,不存在等待弹药补充而贻误战机的问题。电磁炮弹丸重量及尺寸均很小,其供弹系统较简单,这方面比常规武器优越。

(三)运用高新技术,建立灵敏的“神经中枢”

未来的海战,在多维空间展开,双方参战的兵力种类多、使用的先进武器多,战场情况瞬息万变,需要担任海战主力舰的巡洋舰“眼观六路,耳听八方”,反应灵敏,应变自如。因此,未来的巡洋舰将运用卫星导航、人工智能等高新技术,建立灵敏的“神经中枢”。

未来巡洋舰作战的信息来源,将主要不依靠战舰上的探测器材收集,而是依靠海洋监视卫星、预警飞机和陆基超视距雷达等手段,全方位地获得信息后,然后通过卫星提供给巡洋舰。这样,巡洋舰可以减少上层建筑那众多的雷达天线,也能够严格保持无线电静默,便于战舰“隐身”,使敌方不易发现自己的踪迹。因此,未来巡洋舰与卫星的关系越来越密不可分,指挥、探测、通信、导航、气象等等,哪一样也离不开卫星技术。因此,有人说: “未来的海洋控制意味着空间控制。”

目前,世界海军强国使用的是超高频和特高频卫星通讯系统。到了下个世纪,将出现极高频卫星通讯系统。极高频通信卫星采用多波束天线及大量星载处理技术,具有频带宽、容量大、速度快、抗干扰和不易截获等特点, 并能进行星际通信,具有较强的抗毁能力,可在核战中提供有效的数据和话音通信。

未来的巡洋舰将采用“神经计算机”处理各种信息、用于作战指挥。“神经计算机”由许许多多人工神经元组成网路,模仿人脑进行信息处理。如对图形和语言的识别,目前广泛使用的电子计算机还不如一个 3 岁的孩童。如果给“神经计算机”输入声纳回波的图形,它就能准确地判断出是何种类型的潜艇、是沉船还是礁石;给它输入雷达侦察告警信号,它能立即告诉你来袭的导弹是什么类型,采取什么样的制导方式。另外,用“神经计算机”对导弹和线导鱼雷进行引导,命中率将会大大提高。难怪有军事专家预言:“神经计算机”广泛应用于舰艇之后,将对海军装备技术发展产生不可估量的影响。

近年来,“神经计算机”已从实验室阶段迈入实用阶段,出现了一批高水平样机。可以预料,“神经计算机”发展前景是美妙的。