海 軍：綜合考慮能力需求重點關注新銳技術

□ 崔軼亮

（作者為《現代艦船》雜志執行主編）

現代海軍技術是一個非常龐大復雜的系統。海軍技術的發展既要考慮能力，也要考慮需求。結合國外海軍近些年裝備和技術發展的趨勢，綜合考慮能力與需求，我們應著力關注幾種有代表性的新技術。

全電推進技術

全電推進艦艇，是指動力系統以電傳動設備為主體的艦艇，艦艇原動機發出的全部功率均用于帶動發電機發電，所發出的電力經過艦艇綜合電力系統分配，傳送給推進系統的螺旋槳，或是艦上的武器、電子、生活等系統使用。

全電推進艦艇其實早已有之。上世紀20年代，美國海軍研發的“列克星頓”級航空母艦、“田納西”級戰列艦就是這種艦艇，兩種艦艇的排水量都在3萬噸以上。不過，它們采用全電推進的初衷是為了回避傳統機械傳動系統的問題，受限于當時的機械加工工藝，制造適合大型艦艇使用的大型齒輪箱是非常困難的。如果采用電力推進，則可以繞開這個難題。不過當時的電機技術也并不完美，發電機和電動機體積龐大，能量轉換效率也不高，整個動力系統因而龐大異常。隨著機械加工能力的進步，大型戰艦配用的機械傳動裝置制造技術逐漸成熟，全電推進被束之高閣了。

上世紀80年代之后，自動化和電子技術、可控硅整流技術及稀土材料的應用，使電機能量轉換率得到提高，也就是說電機可以做小、做輕了，同時，新技術的應用也使電機的控制性得到提高。雖然現役艦艇上仍然是機械傳動系統包打天下，但全電推進的優點越發明顯，大有在未來取而代之的架式。對全電推進最熱心、投入研發精力最大的是美國，美國海軍下一代驅逐艦DDG 1000和下一代航母CVN 78均已確定要采用全電推進，英國海軍的45型驅逐艦也采用了綜合電力推進系統。此外，法、俄等海軍傳統大國也在加速研發全電推進技術。

全電推進的優點是：第一，動力系統布置非常靈活。傳統的機械傳動艦艇上，動力系統的布置基本是固定的，主機必須安裝在長長的傳動軸附近，放在艦艇底部。全電推進艦艇的主機和發電機，理論上講可以布置在艦艇的任何部位，推進裝置的布置也得到了更大的靈活性。

第二，系統振動較小，可以有效降低艦艇自身噪聲，也有利于控制艦艇結構的機械疲勞，進而提高艦體的主體結構壽命。上世紀70年代英國海軍在23型護衛艦上同時安裝了燃氣輪機推進的機械傳動系統和一套電力推進系統。前者用于正常航行和活動，當執行反潛任務時，則使用電力推進系統。反潛作戰時航速要求不高，而且在電力傳動模式下，艦艇本身的噪聲得到很好的控制，這對反潛作戰是很有好處的。

第三，放眼未來，艦艇的電子系統、武器系統對電能的需求日益增長，采用全電推進系統，可以方便地滿足需要。上世紀60年代，美國海軍在開發“宙斯盾”系統的原型機時發現，它對電力的需求太大，已經超出了當時美國海軍艦艇發電機組的裝機容量。如果采用全電推進系統，則只需通過簡單的電能分配，滿足全艦各種裝備的電能需求。即便電磁能武器和大功率激光武器裝艦，全電推進系統仍可以為這些電老虎提供充足能源。

全電推進艦艇的前景是非常光明的，它的技術關鍵在于先進電機的研發。

電磁彈射技術

電磁能武器是指利用電磁系統中磁場的作用力發射彈丸的系統。電磁系統的原理非常簡單，但實用化的條件卻非常苛刻，近年來，新材料的應用和電氣設備性能的不斷提高，已經使電磁武器實用化曙光初露。

電磁武器系統與傳統火炮的重點不同。傳統的化學能火炮，彈丸推進的能量來源于火藥，受制于口徑、膛壓，火藥的供應量是有限的，自火炮發明至今，其性能挖潛已經接近極限。而電磁炮的彈丸推進能量來源于彈丸甚至炮塔之外，由艦艇的電力系統提供，它所能提供的能量是遠遠超過傳統炮彈的推進火藥的。

1901年，挪威人制造了世界上第一門電磁線圈炮，它可以把一顆10公斤的彈頭加速到100米/秒。但要發射這顆彈丸需要很長的充電時間，而且這套設備龐大異常，高效率、高能量存儲密度的電容是縮小體積、縮短工作周期的關鍵，但在當時，這是無法解決的難題。上世紀90年代后，技術的發展，使得鴻溝可以逾越，電磁炮的發射機構已經接近傳統的中口徑艦炮炮塔大小。2008年，美國海軍電磁炮原理炮發射試驗取得成功，電磁炮的實用化已經越來越近了。

美海軍下一代航母cvn78“福特”號結構圖

如果發射彈丸就是電磁炮，如果彈射飛機，就成了電磁彈射系統。從原理上講，電磁彈射系統和電磁炮是一樣的。美國海軍非常重視電磁彈射器系統的研發。在美國海軍下一代航母上，電磁彈射器將取代服役超過半個世紀的蒸汽彈射器。與后者相比，前者的優勢非常明顯。蒸汽彈射器系統龐大，重量也大，組成蒸汽彈射器的汽缸、活塞、復位機構，無論制造、安裝、維護都非常復雜。相對而言，電磁彈射器的結構就簡單很多。蒸汽彈射器需要消耗大量蒸汽，即便美國航母的反應堆，其二回路生產的蒸汽壓力都不能滿足蒸汽彈射器的需要，必須另設熱轉換鍋爐，為了提供鍋爐用水，還必須搭配海水淡化系統和無數的管線。而電磁彈射器只需艦艇提供電能即可。

蒸汽彈射器彈射功率非常強勁，但卻無法調節，這導致它無法彈射尺寸較小的無人機，因為重量較小的無人機會因彈射的加速而被破壞，而電磁彈射器的彈射功率可以調節，對日益強調無人機使用的美國海軍而言，這無疑是一個福音。美國海軍認為，采用電磁彈射器后，CVN 78型航母的艦載機日出動架次可以從現役“尼米茲”級的120架次增長到160架次。

電磁彈射技術的優異性能是顯而易見的，它對于航母作戰能力的提升也非常明顯。

深海開發技術

人類已經登上了月球，卻對海底的情形了解卻非常有限。從某種意義上說，深海技術比航天的難度更高，很多人可能忽視這樣的事實：一型先進魚雷的研發難度絲毫不亞于導彈，甚至可能更加困難。國家間角逐的戰場甚至伸進了太空，可在深海，似乎一切還都那么寧靜。不過，未來這種寧靜可能被打破。

海底蘊含了大量重要的能源和礦產資源，其經濟和國防價值是非常巨大的。目前已探明深水區石油儲量高達70億噸，未探明儲量估計約為150億噸。深海錳結核的儲量約為30億噸。這些資源對人類社會發展的重要意義無須多言。要開發這些資源，需要適合深海作業的特殊裝備，甚至需要提供人類在這種惡劣條件下的生活環境，所有這些要求都指向了深海空間站，深海空間站的建設已經提上了各海洋大國的議事日程。

由于海底的超高壓和無光環境的制約，深海空間站的設計和建造甚至比太空空間站更為復雜。深海空間站可以看作是一系列功能不同的深潛器的組合體。這些深潛器按功能不同可分為居住艙、動力艙、返回艙等等。

深海空間站是一個復雜龐大的系統，它的設計和建造依賴于一系列高新技術，比如結構、材料、遙控技術等等，這些技術的集成和使用，是對一個國家科技水平和工業能力的考驗。

雖然聽起來是遙遠未來的事，但深海空間站的諸多基礎技術均來源于今天，很多正在快速發展的裝備技術（比如無人潛水器）構成了它的基礎。對海底的開發可能不會與國防需求直接相關，但如何保衛深海的國家利益卻是一個需要未雨綢繆的重要課題。