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第4章 海上巨无霸(4)

由于红外制导反舰导弹大行其道,因此“温度隐形”也必不可少,这就需要想办法减弱船身上的红外辐射源。除了采取直接的隔热措施,如给烟囱、暖通、动力舱等发热部位覆盖上屏蔽和绝缘材料外,还可直接从改装上下手,如改变辐射频带,使用红外干扰器,安装红外辐射信号抑制设备,以及使用冷却装置等。在今天的立体式海战中,战舰行动时发出声音,等于向敌方潜艇宣示自己的到来,因此“声音隐形”也很重要。通常是在螺旋桨和船体四周喷射压缩空气,形成气幕屏蔽以避免噪声,这不仅可削弱敌方被动声呐的探测能力,还能使其声寻的对比隐形战机F-22的外形特点和机身蒙皮材料特点,我们不难发现飞机和战舰的隐形原理基本上是一样的。鱼雷失效。此外,降低电磁辐射,也是不少战舰隐形技术的着重点。

2、电磁炮

所谓电磁炮是指利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力,其作用的时间要长得多,可大大提高弹丸的速度和射程,因而引起了世界各国军事家们的关注。自20世纪80年代初期以来,电磁炮在未来武器的发展计划中,已成为越来越重要的部分。

早在19世纪,科学家就已发现在磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用。20世纪初,便有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。在两次世界大战中,法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。第二次世界大战以后,其他国家也进行过这方面的研究。自20世纪70年代初以来,与电磁发射有关的技术取得了重大进展。

电磁炮发射装置主要由能源、加速器、开关3部分组成。能源通常采用可蓄存10~100兆焦耳电磁能量的装置。目前实验用的能源有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电机,其中单极发电机是近期内最有前途的能源。加速器是把电磁能量转换成炮弹动能并使炮弹达到高速的装置,主要有使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器和离散或连续线圈结构的同轴同步加速器两大类。开关是接通能源和加速器的装置,能在几毫秒之内把兆安级电流引进加速器中,其中的一种是由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组成。

电磁炮主要有以下几个优点。

(1)电磁推动力大,弹丸速度高。电磁发射的脉冲动力约为火炮发射力的10倍,所以用它发射的弹丸速度很高。一般火炮的射击速度约为0.8千米/秒,步枪子弹的射击速度为1千米/秒。而电磁炮可将3克重的弹丸加速到11千米/秒,将300克的弹丸加速到4千米/秒。

(2)弹丸发射稳定性好。电磁炮弹丸在炮管中受到的推力是电磁力,这种力量是非常均匀的,而电磁推力容易控制,所以弹丸发射稳定性好,这有利于提高命中精度。

(3)隐蔽性好。电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现。而且,它采用电磁能源,而不是常规火药,这有利于发射阵地的安全。

(4)弹丸发射能量可调。可根据目标性质和射程大小可快速调节电磁力的大小,从而控制弹丸的发射能量。

(5)比较经济。与常规武器比较,火炮发射药产生每焦耳能量需要10美元,而电磁炮只需要0.1美元。

由以上优点我们不难看出,对于军舰这个庞大而笨重的武器来说,安装电磁炮无疑是最好的选择,并且电磁炮的使用也能让军舰真正实现超远程的精确打击,让战争形式发生实质性的改变。

但要想将这一理论上的可能变为实际,人们也面临着许多亟待解决的问题,其中最显著的就是大气的阻力问题和加速需要的炮管长度问题。也许正是因为这些困难,我们的地球才能够保持相对的和平,试想如果这样的武器真正被制造出来并大量投入战争,我们的世界会变成什么样?

二、军舰航行新技术的应用

1、卫星导航系统的应用

地面无线电导航系统,在技术上总会受到这种或那种条件的限制。所以,当1957年第一颗人造地球卫星被送入轨道后,人们就渴望卫星能给导航系统打开一个全新的局面。在先后发布的多种卫星导航方法中,唯一被采用的是美国海军宇宙航空学习小组研制成的“海军导航卫星系统”。这个卫星系统于1960年在伊斯坦布尔讨论会上第一次公布,1964年卫星进入轨道运行,1967年开放作为民用并运行至今。卫星经过上空时,船舶接收机会收到卫星的信号,比较卫星发射的频率和接收的频率以及卫星的轨道数据,经过机内微处理机的计算,就能在接收机的面板上显示出船舶所处的经度和纬度。海军导航卫星系统的卫星轨道高度只有1000多千米,这使得它的覆盖区域受到限制,尽管这个系统有6颗卫星按一定轨道分布在天空运行,中纬度地区也还得在每隔90分钟才能获得一次定位的机会。一般情况下,该系统所得的定位数据都比较准确,接收机定位的准确度,一般都可在半径为0.15千米的圆内只有当卫星经过上空时,它的仰角大于80度或小于10度的情况除外。

航行中的船舶利用海军导航卫星系统,要隔90分钟才能获得一次测定位置的机会,无疑这并不能充分满足航海的定位要求。现在正在发展一种称作“全球定位系统刀的卫星导航系统,由18颗同步地球卫星组成,轨道高度在2万千米以上。这样就使得地面上任何地点、任何时间都可有4颗卫星进行连续的定位选择。

全球定位系统从1977年开始进行试验,美国海军和空军联合先送入天空6颗卫星,以后陆续增添至18颗,并且都是开放供航海、航空和航天使用。这样,全球定位就将提供一个真正全球范围的、连续的、全天候的导航系统,该系统的定位准确度可在10米以内。

卫星导航系统能保证很高的定位准确度,然而被动式的海军导航卫星系统所提供的准确度对商船来说,并没有多大意义。由于商船的营运性质的不同,它对主动式的卫星导航更感兴趣。目前在试验的“海事三星通信导航系统”就是一种既可导航又可通信的系统。它的优点在于,导航的同时主管部门还可与船舶保持不断地通信联系,可以随时掌握船舶的动态,对船舶的运行作更有效的调度。

2、自动标绘雷达的应用

自动标绘雷达是20世纪60年代至70年代初出现的,是对船舶避碰有很大作用的导航设备。在此之前,航海者要对通过雷达观测获得的信息进行标绘作业,量取与会遇船的最近会遇距离(CPA)来判断与会遇船有无碰撞危险,并决定是否采取相应的避让措施。自动标绘雷达问世后,标绘和判断完全可由装置在雷达内的微处理机运算,并在荧光屏上显示。如果有可能发生碰撞危险,装置会自动地以图像和音响发出警报,并进行模拟避让。由于自动标绘雷达对保证航行安全有非常重要的作用,因此国际海事组织规定1984年9月1日以后建造的10000总吨以上的船舶,都应装配自动标绘雷达。航海自动化的发展20世纪70年代,在微处理机应用到船舶的基础上发展出一种自适应自动操舵仪。当船舶的载货和航速发生变化或外界条件(气象、海浪)发生变化引起船舶操纵性能变化时,这一装置就能感测到这些变化,并自动调整控制参数,保持最佳的操舵状态。

航海技术应用到电子技术和电子计算机技术后,各种航法计算实现了自动化,船舶定位实现了自动化,船舶的机舱管理、驾驶操纵也实现了自动化。集合这些自动化系统就能构成船舶驾驶自动化的综合导航系统,但目前这个系统还有许多环节需人工来操作,仍属于半自动的性质。近期研制的综合导航系统不仅对会遇船舶,而且对岛屿、礁石等障碍物也可自动避碰。另外,该系统还可贮存全部海图资料、航行通告、一气象海浪等有关信息,从而完成航线选择过程的自动化。

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