印度新一代战舰采用隐身设计 专家称完全国产化

    “什瓦里克”号护卫舰是P-17级护卫舰的首舰，由印度海军设计，孟买马扎刚造船厂建造。该舰被认为是一艘整合了现代隐身技术和其它先进系统的现代化国产战舰。在工业界和国际机构的支持下，印度海军成功地设计和建造了这样一级先进的国产化战舰。本文将简要地介绍这个成功的项目，介绍海军P-17级护卫舰在设计上鲜明的特征。

　　战舰的隐身特性使敌人很难探测定位之，大大缩短战舰被探测到的距离。印度海军为该级战舰精心选择了现代化的负载，在发展致命性打击蓝水海军能力上又更进一步。柴燃联合动力主推进系统的采用，使战舰行动更为便捷和可靠，续航距离更远，燃油耗油更经济。这种推进系统和燃燃联合推进系统相比，操作费用仅为其三分之一。这将为战舰的寿命周期节约200多亿卢比的费用。

　　设计者对“什瓦里克”号护卫舰的舰型和相关参数进行了次修改，以确保该舰有最好的水动学特性、适航能力、机动性和操作特性。“什瓦里克”号即使是在高速航行时，其摇摆、颠簸、震动都非常小，它是海军作战理想而稳定的平台。该舰的推进装置经过了特别设计，在航速超过22节时可以拦截空泡，堪称一种安静甚至无声的推进器。

　　为了提高作战能力，“什瓦里克”号护卫舰通过一套名为“以异步传输模式为基础的一体化舰船数据网络”的国产系统来整合新一代技术，该系统可以使来自舰船的传感器和系统的电子信息在通用数据库的基础上近实时地进行数字化传输。异步传输模式是一种非常先进的网络技术，使未来真正的高带宽工作成为可能。此外，通过特殊的舰体结构、充足的水密性以及防火区，该舰的生存能力大大提高。通过安装模块化住舱和总体空气调节，该舰的居住性也大大提高。该舰在所有通过空气过滤单元（AFU Air Filteration Unit）吸入空气的地方都采用了总体大气控制概念（TAC Total Atmospheric Control）。总体大气控制系统全时控制着进入舰船的空气的温度和湿度。这艘战舰也有为女性军官服务的设施。

　　隐身特征

　　战舰隐身的主要目的是降低平台的脆弱性，提高生存力，阻止破坏，并减少对防御性系统的需求。低信号特性使舰船难以被探测到，并有更多的时间用于反应。战舰最重要的信号是雷达散射截面积、辐射噪声和红外信号。

　　雷达散射截面积

　　战舰雷达散射截面积的大小，完全是由舰体水线以上部分、上层建筑和传感器组合的外形和材料特性来决定的。一个目标的雷达散射截面积，反应了其捕捉电子辐射能量，并向雷达进行反射的能力。我们通过合理安排舰体外形，避免垂直平面和角反射来减少雷达散射截面积。我们还通过使用雷达透波材料来减少雷达散射截面积。雷达透波材料已经用在了栏杆装置和直升机的格栅架上。我们有多个计算机项目是用来预测雷达信号的，这样我们可以在多个选项之间进行比较，选择最佳方案，在不断改进中设计出隐身性能优良的战舰。雷达散射截面积的减少和预测通常都在是2-40GHZ的频率范围内进行的。下面的表格将一艘拥有垂直平面的传统战舰和一艘进行了些简单外形处理，隐藏了武器、暴露的甲板装置和装备的舰船进行了雷达散射截面积的比较：

　　要实现总体隐身设计的优化，我们必须要在舰体和武器装备之间的设计和安排上进行平衡。一艘隐身战舰雷达散射截面积的典型极座标图如图所示：

　　红外信号

　　战舰上红外信号的主要来源是尾流和模块的发热部件。减少红外信号的工作主要集中于降低废气温度以及冷却废气管道。战舰的上部装备的电磁辐射主要分布在两个红外带宽区：3-5米带宽（中红外）和8-12米带宽（远红外），这一点可以用来设计探测舰船的红外传感器。使用一部尾流冷却装置，舰船发动机废气的红外信号在3-5带宽上可以减少近95%。我们已经在主要机械上使用了“喷射扩散”红外抑制系统。抑制型和非抑制型舰船红外信号的典型极坐标图如图所示：

　　声学信号

　　舰船水下辐射噪声主要来源于推进装置和辅助机械、分布式管线系统中的流体流动以及推进器的空泡。投入力量发展适当的噪声抑制措施来实现舰船的低噪声是非常必要的。这些措施包括：弹性支架（resilient mount）、双支架（double mount）、浮筏（rafts）、灵活的连接器、安静的推进器等等。下图显示的是没有隐身措施和有隐身措施两种情况下的辐射噪声的曲线对比。

　　一体化隐身管理

　　在21世纪，我们将看到隐身特征将越来越得到重视，必将成为舰船最优化设计方案中不可分割的组成部分。降低信号特征将只是平衡化隐身能力的一个部分而已。降低作战平台的脆弱性可以通过多种方式来实现，包括降低信号、伪装、欺骗、诱饵、迷惑、隐藏和干扰。信号管理的所有方向都应该在舰船设计、建造和采购的所有阶段协调进行。

　　现代化负载

　　P-17级护卫舰的负载经过了精心选择，一方面要保持巨大的打击能力，另一方面也要兼顾隐身特性。SRGM 76毫米舰炮就是为隐身特征特别设计和建造的。反舰导弹和短程防空导弹系统（PDMS）由于采用了垂直发射系统，也可以实现隐身。在未来的设计中，如果区域防空导弹和反潜RBU-6000可以采用垂直发射系统，就可以进一步减少雷达散射截面积。该型战舰装备了用于反舰、防空和反潜的多种武器系统。这些武器系统包括：反舰导弹、防空导弹、短程防空导弹系统、RBU-6000、SRGM 76毫米舰炮、AK-630防空火炮、多功能雷达（MFR multifunctional radar）、火控雷达（FCR Fire Control Radar）、电子对抗/电子支援系统（ESM/ECM）、声纳、计算机辅助行动信息机构（CAIO） 以及2架直升机。

　　以异步传输模式为基础的一体化舰船数据网络

　　“什瓦里克”号装备了第三代复合式通信系统（CCS Composite Communication System）、智能多用途通信系统（IVCS intelligent versatile communication system）以及先进的以异步传输模式为基础的一体化舰船数据网络。这一网络在舰船使用光纤线缆相联。该网络在一种单一的宽带网络的基础上提供语音、视频和数据通信一体化的中枢网络：

　　•提供一个网络化中枢来整合武器和传感器数据，为所有的指挥控制系统以及通信系统服务；

　　•以可接受的形式分享彼此的武器和传感器数据；

　　•提供中枢来整合内部和外部通信系统；

　　•监控中心位置的指挥、控制和通信系统的良好状态。

　　以异步传输模式为基础的一体化舰船数据网络为舰上用户提供了所需的灵活性和冗余度。异步传输模式是一项标准化的数字化数据传输技术，是一项将数字化数据打包成53比特的单元，利用数字化信号技术在物理媒介上进行传送的专线联结转换技术。异步传输模式也被视为终极的网络化技术，将使未来宽带网络化成为可能。以太网和千兆以太网会给网络技术带来多大的带宽目前正在评估。

　　计算机辅助行动信息机构

　　为了确保多重传感器和多种武器能够发挥作用，P-17级护卫舰装备了先进的计算机辅助行动信息机构系统。计算机辅助行动信息机构系统搜集所有的传感器数据用于开放，进行威胁评估，控制并指示武器系统。在该系统中，所有传向指挥部用于支援决策的传感器数据都是有效的。这确保战舰指挥中心所采取的行动不会“表里不一”。该系统还确保传感器数据的融合。它通过雷达、电子战和其它有效数据的重叠输入来行使指挥，确保“明智”的决策。该系统还确保通过数据链系统实现平台之间的数据的中心配置和接收。为P-17级护卫舰装备的计算机辅助行动信息机构系统是由印度海军和外国出口商联合研发的。

　　柴燃联合动力主推进装置和一体化平台管理系统

　　P-17级护卫舰目前采用的是柴燃联合动力主推进系统，使用的是LM-2500燃气轮机和Pielstick柴油机，前者由印度斯坦航空有限公司班加罗尔（HAL Bangalore）提供，后者由印度汽油发动机公司（KOEL India）提供。采用柴燃联合动力推进，使该舰的操作简化，航速可以达到30节以上，并使燃油消耗最小化。柴燃联合动力推进和燃燃联合动力推进相比，其燃油消耗率要低三分之二。按照目前的燃油价格，海军每年将节约5亿卢布的燃油费用。

　　P-17级护卫舰上的智能一体平台管理系统，控制着主推进装置、辅助机构、战损控制以及其它相关系统的运作。

　　该舰的推进器经过了特别的低噪声设计，当航速超过22节时，还要进行空泡拦截。内部转弯的推进器将使舰船的尾流非常小。轴的倾斜度也非常低。轴架也经过了细致的排列以方便水流。这些设计特征主要是用来降低噪声和减少震动。

　　结构一体化、居住性和总体大气控制

　　通过优良的舰体结构、充足的水密舱和防火舱、特别的耐火绝缘和烟雾清除安排，我们使该舰实现了高度的结构一体化。我们特别设计了伸缩性的接头，使前部上层建筑和后部上层建筑焊接到舰体上，中部上层建筑则配置在隔离舱之上，这使得主舰体可以弯曲，且扩展主舰体桁成为可能。这也减少了结构上的压力。

　　居住性：我们为提高居住性，提供了模块化住舱和总体空气调节系统。即使是厨房我们都是通过独立的、专门的空气过滤单元来进行空气调节的。自动化的厨房将使得海军舰员们可以享受到印度、欧洲和亚洲的精美食物，包括新鲜的烤面包、印度特大香脆道萨斯（Dosas）薄饼和查帕蒂（chapatti）饼。

　　总体大气控制系统，全时对进入舰船的空气进行过滤，并控制温度和湿度。它可以去除空气中任何辐射的、化学或者生物的杂质，进而保护舰员和系统，即使在核攻击中也能如此。所有的空气都是通过空气过滤单元之后再进入舰船的。我们也在舰上配置了污染净化设施。

　　女性海军军官

　　P-17级护卫舰还拥有为女性海军军官上舰服役服务的居住设施。她们的住舱位于舰长住舱附近，配置了洗浴间和更大的衣橱间。

　　结论

　　“什瓦里克”号是一艘强大的战舰，即使不超过也可以与当今世界上先进的现代化海军战舰媲美。印度海军在利用新锐技术设计和建造新一代隐身护卫舰的过程中，展现他们的能力。这种战舰装备诸多新的系统，包括一体化隐身、利用先进计算机辅助行动信息机构的强大负载、现代而高效的柴燃联合动力推进装置、一体平台管理系统、基于异步传输模式的一体化舰船数据网络、第三代复合式通信系统和智能多用途通信系统以及总体大气控制系统。

　　该舰的外形和相关参数不断进行优化，使其在海试阶段即展现出了优异的水动力学特性、适航性、机动能力和操作性。“什瓦里克”号已经是一艘理想化、多用途和稳定的海军平台，能够满足海军作战需求。柴燃联合动力推进装置使舰船行动简易而可靠，并具有更远的续航距离，具有更经济的燃油消耗率。上面提到的工艺和技术只为当今世界少数国家都拥有，这些国家包括美国、英国、法国、德国、荷兰和意大利。

　　如今， 印度因拥有如此优势的战舰技术而进入这些国家的行列而感到骄傲。需要强调的是，P-17级护卫舰的隐身设计是完全国产化的，从一开始就是由印度海军全力研制的。一些媒体的报告提到，“什瓦里克”号战舰的设计主要来源于采购自外国的战舰。这样的报道是不实的。在采购外舰进行谈判的过程中，P-17战舰的一些特征就已经确定了。“什瓦里克”号国产化设计的成功要归因于多种因素：包括指导设计的主要官员负责到底；政府在批准建造舰船之前就通过了设计方案；设计、人事和专业主管事务上的民主和透明以及与工业界的良好的沟通。

　　海军接下来要建造的P-17A级战舰将充分吸取P-17级护卫舰设计和建造过程中的经验教训。未来战舰的设计和建造将受到制造工艺和技术发展的影响，受到舰船设计环境改善的影响，也受到越来越多运用计算机数据库和绘图工具发展的影响。下一代的造舰的发展将刺激和优化整个造舰程序，从初始发展到交付都实现虚拟化环境运作。这将提高建造效率、降低费用，并大大提高新造战舰的质量。