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德国212型潜艇是不是现役战力最强的常规潜艇?
问:
现役战力最强的常规潜艇是哪个?德国U212怎么样?
答:
现役最强的常规潜艇应该还是日本大鲸级,它是大型常规潜艇,有几点是为远海作战特别强化的。例如:
1、水上排水量达到3000吨,水下排水量估计去到4200吨以上。
2、高强度耐压壳,最大实用下潜深度500米,跟美军弗吉尼亚级核潜艇一致。
3、大尺寸中频舰艏主动声呐,有更远的探测距离。
我国039B型潜艇也是大型常规潜艇,但因为采用双壳体,持续作战能力比起大鲸级肯定有较大差距。而我国有核潜艇,估计潜深方面也不会对常规潜艇作过高的要求;新技术采用方面,则不太清楚,不过我国新能源产业发展那么猛,至少锂电池这块不用担心后续发展。
德国212A型潜艇则体型差距过大,水下排水量仅1800多吨,蓄电池还是铅酸电池,最大实用下潜深度仅250米,各方面跟大鲸级均有差距。
图:苍龙级、大鲸级是大型远洋潜艇。当年竞标澳大利亚潜艇项目,日本人一开始也很自信,拿出苍龙加大型,但没想到法国佬会用核潜艇改常规潜艇来作弊,被打懵了。当然了,笑到最后的仍是他们的美国爸爸,美国人让土澳买弗吉尼亚级核潜艇给自己用,土澳对美国爸爸之孝顺,堪比当年对英国妈妈。
图:从图中看出,日本大鲸级舰艏声呐尺寸几乎是212型的3倍。
德国真正与大鲸级同代的是212CD型潜艇,它水上排水量2500吨,水下排水量3000多吨,德国海军、挪威海军各计划采购6艘,但目前仅有挪威海军的首艇在建造中,最快要2029年才能服役。
212CD型潜艇也有几个看点:
1、采用“钻石型”多面体隐身外壳,其原理跟飞机隐身差不多,通过倾斜的壳体将敌方主动声呐的声波反射到另外的方向。
这种设计估计是耐压壳就做成多面体,如果仅是非耐压壳估计达不到隐身效果,因为非耐压壳与耐压壳充满海水,声波能穿透非耐压壳打在耐压壳上再反射。这样一来,多面体耐压壳的各面应该是平的、或者是弧度很小的面,平面没有圆弧形分散压力的效果,这对钢板强度提出很高的要求。
而要将高强度钢板弯折成明显的角度,并非以前的圆弧,这对弯板机、加工工艺也提出了高要求。
2、将铅酸蓄电池改为锂电池,AIP方面采用第4代PEM燃料电池。新的燃料电池体积、重量较上一代有较大的缩小,节省出来的空间可以布置更多锂电池,估计水下高速冲刺能力会将大鲸级一样有巨大的提高,从持续半小时提高到数小时。
图:212CD型潜艇采用钻石型”多面体耐压壳,加工难度估计很大。
3、武器配置上增加了IDAS 潜射防空导弹(对付反潜直升机)和 SeaSpider 硬杀伤反鱼雷系统。
德国人喊着要搞潜射防空导弹,从上世纪90年代提出的独眼巨人,折腾到现在,30多年过去了,终于成为现实。
IDAS 潜射防空导弹基于IRIS-T红外成像制导空空导弹,增加了光纤制导系统,这样光电潜望镜可为它提供目标指示,为潜射防空的基础,同时具备人在回路中制导的能力;为适配光纤,采用大展弦比弹翼,将飞行速度降低至高亚音速,最大射程约15千米。
IDAS 潜射防空导弹同时针对水下发射进行了特殊改进,加装防水套件和助推器,一具鱼雷发射管能容纳一个四联装导弹发射装置。不在围壳内布置VLS垂发,而是在采用鱼类发射管发射,这一点确实比较奇怪。
图:在航展上,IDAS 潜射防空导弹跟IRIS-T空空导弹是放一起的,一家人。
图:为了适配光纤制导,IDAS改用了大展弦比弹翼,主发动机喷口也改为侧喷口。
图:IDAS 潜射防空导弹是用鱼雷管发射的,一个适配器可装4枚导弹。
SeaSpider则是一种用于反鱼雷的小型鱼雷。它的长度约2米,直径210毫米;采用火箭发动机作为动力,最大航速估计可达80节,但最大射程仅2公里;采用高频声呐导引头自导,但需要潜艇舷侧声呐先发现来袭鱼雷,提供目标指示。
SeaSpider的尺寸较小巧,可以装在声学诱饵发射架上;如果采用鱼雷管发射,需要额外的适配器。
德国212CD型潜艇虽然技术上与大鲸级同代,但老欧洲干活磨蹭的问题同样体现在它身上。
挪威海军的首艘212CD型潜艇于2023年9月开工,完工要到2029年,需要6年时间才能完成建造。而日本大鲸级首艇2018年3月开始建造,2022年3月已经进入日本海自服役,仅需4年时间。
图:SeaSpider实际上一种小型高速鱼雷,与声学诱饵共架发射。
F-35可探测上千公里的弹道导弹?
问:
f35的eots据说可以探测上千公里的弹道导弹和引导已方导弹。我们的歼20可以吗?
答:
图:EOTS向上探测的仰角很小,不适合用于弹道导弹探测。
这说的是EODAS(AN/AAQ-37 分布式光电孔径系统),EOTS由于向上探测的仰角比较小,视场角较小,是不适合用来对弹道导弹探测的。
EODAS并没有特别厉害的地方,就是一套战斗机用的VR系统,6个1028*1028像素的红外成像仪固定安装在机身的6个方向,包括上前方(机头)、左方(机头下腮)、右方(机头下腮)、下前方、上后方、下后方,即所谓分布式光学孔径。
每个红外成像阵列提供90°X90°的视场角,基本对完成对飞机的球体覆盖(大约缺1/8),任务计算机需要对6个红外成像阵列生成的图像进行实时缝合,通过头盔显示器HMD、HUD或全景多功能显示器,呈现在飞行员面前,建立所谓的“透明座舱”。
EODAS的主要作用是对空搜索、目标指示与导弹告警,同时提供对地搜索、杀伤效果评估、辅助昼夜导航和起飞着陆防撞等多种功能。
EODAS的红外成像仪为第三代制冷型锑化铟焦平面阵列,工作波段为3-5μm中波,适合探测飞机、导弹等高温目标。
图:EODAS的红外成像仪为第三代制冷型锑化铟焦平面阵列。
图:EODAS的一大特点是多用途。
图:EODAS可以将飞机下方目标图像投射到头盔显示器HMD,让飞行员在空战中有更好的态势感知。
美国人想起用配备EODAS的F-35进行弹道导弹探测,当时背景为朝鲜大力发展中远程弹道导弹,美军希望能有一种助推段拦截手段,以降低中段、末端反导的压力。
2010年,他们用一架编号BAC1-11的F-35测试机跟踪了猎鹰9火箭的首次发射。这架F-35测试机在1300公里外的高空,全程跟踪监视并锁定了火箭的发射、爬升、一级火箭脱落、二级火箭的关机和一级火箭的再入大气层。从Spacex公司公布的“猎鹰”-9火箭首飞的视频来看,其一级火箭是在发射后3分07秒左右关机并脱落,二级火箭发动机是在8分47秒左右关机。F-35对整个爬升过程都进行了监视,持续时间超过了10分钟。
按照距离1300公里,以及1028*1028的分辨率、90°X90°视场角,EODAS跟踪的其实主要是猎鹰9火箭的发动机尾焰,其本体已经很勉强能看到了。
2013年11月,诺格公司还利用两架装备有EODAS系统的测试飞机在美国东海岸进行了一次火箭发射追踪。两机分别在5534米和12495米的高度对一枚从Wallops发射基地发射的火箭进行追踪。两套系统在捕捉到火箭后,随即通过计算得出了火箭弹道的3D模型,通过数据链反馈到兰利的战情中心。
F-35还曾用EODAS在空中监视同一地点连续3枚火箭的发射(1分20秒左右的间隔)和一级火箭的分离,这相当于中程弹道导弹齐射。从飞行高度判断,这架F-35的飞行高度应该在1.5万米左右。
图:EODAS追踪到的猎鹰9火箭一级火箭发动机关机。
图:F-35在跟踪第一枚火箭爬升的同时(黄框),侦测到第二枚火箭发射(紫色圆圈)。
看是能看到,但弹道导弹的助推段加速极快,从点火到第一级关机,固体中程弹道导弹只需要40秒左右,液体导弹也只需100秒左右,关机速度在10马赫左右。
假设空空导弹的平均速度是3倍多音速,100秒也只够它飞行100公里。而3倍音速的空空导弹大概率是拦截不了交汇方向接近垂直的10倍音速弹道导弹的,那发射阵位还要更接近敌方的导弹阵地,估计只有相距30公里,才勉强有可能利用空空导弹进行上升段拦截。
而让F-35深入朝鲜领空长时间巡航,这更不现实。所以美国人折腾一通后,告诉了我们,此路现在不通。
至于歼20的EODAS是否具备同样的探测能力,这当然没问题了,1028*1028像素的锑化铟焦平面阵列,这是多少年的老技术了。
F-35不行,但歼36对于美国人助推段拦截的脑洞似乎有较强的可行性。它拥有大航程,可以在目标潜在区域巡航数小时,大导弹也拥有比AIM-120大得多的飞行速度。
又或者,之前设想的大型飞翼无人机,携带红旗9C之类的导弹,也可以对台湾的海马斯,或者对部署日本、菲律宾的美军中程导弹进行助推段拦截。
图:想用脚短的F-35和小牙签似的AIM-120做助推段拦截是不现实的。歼36以后倒是可以对部署日本、菲律宾的中程导弹试试,它可以在可能的导弹发射区域巡航数小时,大导弹也有足够的飞行速度。(歼36的图为网友PS)
图:号称马兰魅影的神秘无人机。进入技术自由王国就是好呀,别人实现不了的脑洞,眼看着自己可以搞。
现在柔性蒙皮技术怎么样了
问:
摊主,现在柔性蒙皮技术怎么样了啊,啥时候能看到无缝的变形机翼?
答:
其实你已经看到了,东大已经开始应用柔性蒙皮,像歼20A的前缘襟翼,某无人僚机的襟翼、副翼都可以确定为无缝了。
歼36翼尖上的方向舵,以及各种气动面大概率也是柔性蒙皮。
使用柔性蒙皮主要有2个好处:
1、具备优异的气密性、以及气动面过渡的光滑性,提升飞机的飞行性能。
2、光滑过渡,利于抑制雷达波的爬行波反射,可降低雷达散射截面积(RCS)。
图:歼20A和某型无人僚机可以比较确定,采用了柔性蒙皮技术。
图:歼36大概率也采用柔性蒙皮。
柔性蒙皮技术看起来不太高深,它是以柔性橡胶为基体,内嵌金属底板、支撑结构、加强碳纤维,需要做到较小的面内刚度、可以最小驱动力实现最大的变形,具备较高面外刚度以承受气动载荷,具备较强的结构稳定性、减小变形时产生的屈曲褶皱。
但这些都要经过无数次的工艺调整和试验。例如,柔性橡胶的基体溶液和固化剂用什么配方,如何混合才能让成品性能达标,并有着较高的使用寿命。
像美军F-35战斗机搞了那么多年,这个次要方向仍未升级,倒是后来者歼20A升级周全了。
正所谓一叶知秋,东大那么多年的工业技术积累,人才积累,终于厚积薄发,在各个细微领域都显示出赶超美国的迹象。(作者:原讲武堂公众号堂主,今夜粥档摊主)
图:F-35依然是传统的刚性结构,前后襟翼与主翼面之间有明显的裂缝。
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