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伊朗战争进入小僵持阶段,朋友们可以多提别的问题哦。

是海狼,不是弗吉尼亚

问:

讲讲某新型核潜艇

答:

开宗明义,可用于某新型核潜艇对标的应是美国的高端产品——海狼级攻击核潜艇;而不是很多人说的什么弗吉尼亚级。

先说主尺度,一般相信某核潜艇长度达到115米、直径12.5米、水下排水量超过1万吨。这个尺度要大于海狼级的基本型号,其长度为108米、直径12.1米、水下排水量9138吨。

大耐压壳直径,对于核潜艇来说,是至关重要的,优势主要有以下3点:

1、有更大的空间布置降噪设备

潜艇的主要噪音之一是,潜艇内部机械振动产生的噪音。对于这一块,最好的办法是使用减震浮筏降噪,特别是双层减震浮筏,即将主涡轮、反应堆循环泵、电机、变速箱等会产生震动的机械设备装在浮筏上。

所谓双层浮阀,就是机械设备安装平台下设置两层弹簧,两层弹簧之间是一块阻尼板,理论上阻尼板越重,减震效果越好。这些都对舱室空间提出了要求。

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图:简氏报道的某新型核潜艇,是只胖海豚。

2、核反应堆的自然循环

核潜艇机械噪音的一大来源是核反应堆一回路的主循环泵,它仅次于螺旋桨或泵喷。

所谓自然循环,即是在不开启主循环泵的情况下,一回路的冷却剂(水)在经过反应堆堆芯时变热、上升,在经过蒸汽发生器时变冷、下沉,这样自然形成在管道中流动的动力。

但冷却剂的热容量一定,如果完全靠自然循环,单位时间内经过反应堆堆芯的冷却剂重量不够,带走的热量不多,反应堆堆芯自然不敢插入太深,无法输出大功率。

主要优化设计之一是,增加堆芯与蒸汽发生器之间的垂直高度距离,加大自然循环效应,这就对核潜艇耐压壳直径提出了要求。

像海狼级核潜艇由于拥有大直径,其使用西屋S6W反应堆进行了较多自然循环设计,自然循环下输出功率达13MW,达到满输出功率的35%,能推动海狼级以20节速度进行高速静音巡航。

而弗吉尼亚级采用的通用S9G反应堆,自然循环输出功率只有8-9MW级别,只能维持弗吉尼亚级以大约13-14节速度巡航。

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图:核反应堆示意图

3、双排垂发

由于要承受巨大的水压,核潜艇的垂直发射系统只能采用圆管,占地面积较大,也对耐压壳直径提出了要求。

像直径仅10.36米的美国弗吉尼亚级为了布置垂发就费劲心思,从一开始的在艇艏布置12根独立的细管;后来变为单排2根圆套圆的大管,每根大管中安排6个小管;到了弗吉尼亚V型,又增加一个长21米的舱段,放入单排4根大管,每根大管中安排7个小管,全艇可装载40枚战斧巡航导弹,代价是艇长从115米猛增至140米,回旋半径变大,水下机动性受损。

而某核潜艇采用双排垂发,以大约115米的艇长,就安排下8个大管。具体每个大管能塞下几根细管,目前没有图片可以证实,如果小管采用标准的533毫米直径,估计至少能塞下6个。即某新型核潜艇可以携带48枚鹰击18巡航导弹或鹰击19高超反舰导弹,同时保证了水下机动性。

其实本堂觉得,就跟隐身战斗机格斗很傻一样,某新型核潜艇也应该干脆拉长至140米,这样可以塞下16个大管,可携带96枚鹰击18巡航导弹或鹰击19高超反舰导弹

东大海军习惯了小步快跑,期待后续的改型吧。

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图:如何布置垂发,弗吉尼亚级进行了两次改进。

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图:多型攻击核潜艇的线图。弗吉尼亚V型长得像根鱼雷,毛子的亚森M仍然是最粗大。

某新型核潜艇值得一提的还有X尾舵

这多少出乎人们的意料,X尾舵多用于常规潜艇,除了法国梭鱼级,现役核潜艇就几乎没有使用的,都是十字舵。

X尾舵的好处也主要有4个:

1、舵效高,同等面积下比十字舵高30%,转向、变深更快,转弯半径更小,水下机动更灵活。

2、操控冗余高、抗卡舵,损坏 1-2 片仍能正常操控,战场生存性更好。

3、尾流场更均匀,能降低舵面与艇体的水动力噪音。

4、舵面不超出艇宽,坐底、靠岸、岛礁区航行不易触底刮蹭,适配复杂浅水环境。

X尾舵的劣势也比较突出,主要就是它的每个舵面产生的都是分力,只能进行自动化机械操舵,一旦发生故障,人力很难操纵。

这可能也是为什么现役跟过去核潜艇主要用十字舵的原因,核潜艇作为镇国重器,实在不敢有任何闪失。

核潜艇艇长100多米,而浅海就仅有数十米,国外有人把潜艇的操纵称为 “在垂直海峡内操船”。在这样的技术背景下,舵机的反应稍微不及时,就可能会带来事故,所以X尾舵对可靠性要求极高。某新型核潜艇率先使用X尾舵,这说明东大这些年的技术进步是全方位的,让保守的东大水师也来了一次先吃螃蟹。

某新型核潜艇还有泵喷、围壳填角等,这些都老生常谈了,就不赘述了。

总的来说,某新型核潜艇秉持的也是“要超就超美国”的精神,可算潜艇界的歼20。也许若干年后,美国人也会后悔,当初为什么不继续发展海狼级吧。

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图:美国海狼级攻击核潜艇

伊朗的杀手锏武器

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图:伊朗弹道导弹、自杀式无人机发射数量统计

根据开源情报的统计,伊朗在3月9日、10日2天的弹道导弹、自杀式无人机发射数量仍维持着一定的数量,自杀式无人机发射数量有较大幅度的下跌,但弹道导弹发射数量仍处于30枚左右的水平。

这说明,战争进入到第11天,以美空军仍未能彻底压制伊朗弹道导弹部队、无人机部队的活动。

相比伊朗轰轰烈烈的导弹、无人机反击、以及以美对德黑兰惨无人道的轰炸,我们可能相对忽略了伊朗此次游击式防空对战争进程的影响。

根据美国CBS新闻的报道,美军承认已损失11架MQ-9死神无人机;而开源情报也显示,以色列空军有多架苍鹭、赫尔墨斯-900无人机受到损失。这样一来,以美察打一体无人机在过去11天,损失可能达到20-30架。

美军现役共有200多架MQ-9无人机,11天损失11架,占总量1/20,这损失不可谓不大,死神被收割了。

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图:由上至下,被击落的MQ-9、苍鹭、赫尔墨斯-900无人机。

由于战斗机滞空时间短,除了轰炸相关基地、工厂外,以美这些长航时察打一体无人机实际上是侦察、压制伊朗弹道导弹部队、无人机部队的主力。

伊朗通过游击式防空,如果确实对长航时无人机进行了有效打击,这可能就是伊朗弹道导弹部队、无人机部队至今未能维持一定程度反击的主要原因。

而根据相关视频,伊朗防空部队抗击无人机的主力武器很可能就是夜粥之前提到过的358型防空巡飞弹(北约代号SA-67,也门代号Saqr-1)。其弹长约3米、弹径约170毫米,重量约50千克,可携带15千克的战斗部。它以小型涡喷发动机为动力,最大速度可达650 - 1000 km/h,最大射程100多公里,光学+数据链制导。

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图:358型防空巡飞弹的设计、工艺还是比较粗糙、简陋的,它的数据链天线甚至是全向的,前舵则参考了陶2反坦克导弹。但就是这样简陋武器,产品设计方向对了,就非常有限。

其作战过程大概是,先使用红外成像仪探测到中低空飞行的无人机,然后发射巡飞弹,通过数据链指令引导它飞向目标,巡飞弹上的光学导引头锁定目标后,进入自动寻的,直至命中。

这整个过程,可以说是电磁沉默的,不会触发无人机上的雷达锁定告警,以美无人机在被攻击时很难觉察。

而以美无人机为了压制伊朗弹道导弹部队,必须在相关区域、以一定的航线来回巡航;有时候还要降低高度,确认目标,这就很容易被待机的伊朗防空巡飞弹小组抓住。

视频:MQ-9无人机执行压制任务时飞行高度很低,手机都能拍到

视频:伊朗防空巡飞弹击中MQ-9无人机

评论:

1、在当前的战争局势下,防空巡飞弹甚至可以说是伊朗的杀手锏武器。因为如果能一直成功伏击以美长航时察打一体无人机,那么伊朗弹道导弹、无人机部队就能在较长时间内维持最低限度的反击,令以美没办法宣布战争胜利。

当然,这也得看伊朗弹道导弹、无人机、发射车的库存。本堂暂时维持本阶段将持续2周左右的判断。

2、要对抗这种电磁静默式防空伏击,还是得依靠彩虹7这类喷气式飞翼式隐身无人机,配备高性能的光学头,以中高空飞行为主。未来还有考虑引入F-35那种分布式孔径系统(EODAS)、以及AI识别,当发现防空巡飞弹来袭时,马上抛撒干扰弹、加大发动机油门爬升规避。

视频:胡塞武装之前展示防空巡飞弹击落MQ-1无人机

洲际小摩托能不能搞?

问:

摊主,做个设想,现在发动机,机体这些越来越不值钱,性能也够用,不需要全部可以完全无故障飞到目的地,只要保证绝大部分正常就行,开发远程巡飞弹甚至洲际巡飞弹怎么样?即便完好率只能做到80%,用大量集群巡飞弹淹没对手。

答:

可以肯定地说,使用活塞发动机的无人机,飞1万公里,很难达到80%的完好率。

伊朗Shahed-136、天竺葵2这类大型自杀式无人机在1000公里射程以内,自然坠毁率就已经达到15%左右。

坠机原因包括:

1、发动机熄火。化油器调教不当(贫油或富油)、化油器结冰(低温环境)、燃料管路气泡、或者发动机散热不良(高空)、活塞磨损,活塞发动机都可能在飞行中熄火。

2、舵机齿轮损坏、连杆松脱或电子设备接触不良。内燃机工作时产生的高频震动远大于电机,长时间飞行容易让加工质量不到位的部件损坏。

3、天气原因。自杀式无人机的活塞发动机现在都没有上涡轮增压,最大飞行高度小于5000米,在中低空飞行时容易遭遇风切变、积雨云、过冷水滴等,出现螺旋桨结冰、机翼失速的故障而坠机。

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图:自然坠机的天竺葵

Shahed-136这类无人机飞行速度仅250公里/小时,航程1万公里,就要飞行40小时。这对发动机、乃至全机质量要求提高了一个数量级。

另外在中低空飞行40小时,这对于天气预报、气象条件的满足,估计只能靠运气了。美军为什么不再采购全球鹰无人机,原因就在于它发动机推力不足、气动结构过于薄弱,从起飞到爬升到1万米以上要1个多小时,夏季在关岛部署经常因为雷暴天气而取消起飞。

而为什么俄罗斯、美国这2个军事大国都跑来仿制Shahed-136,其主要原因就是它的大三角翼布局,在中低空飞行中更稳定,低成本工艺就可以达到相当不错的完好率,这是实践出来的。

上述的发动机熄火原因、加工质量原因、天气原因,细究起来,它们的发生概率大概跟飞行时间正相关;同等条件下,如果飞行1000公里的自然坠毁率是15%,那么飞行1万公里,估计完好率就是接近0了。

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图:其实巡航导弹也有自然坠机的,这是在叙利亚发现的战斧导弹战斗部,整弹摔成碎片了。

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图:去年底,美军在尼日利亚打击恐怖分子,发射12枚战斧,至少有3枚坠毁或者是战斗部未起爆。

另外,Shahed-136无人机的成本也没很多人想象中的便宜。其仿制发动机的原型机—— 林巴赫MD550的50马力水平对置四缸活塞发动机,原德国工厂的售价是1.8万美元,中资收购后,厦门工厂的产品也要3-6万人民币。陀螺仪、芯片、集成电路等成本也要3万人民币。

美国仿造的Shahed-136无人机单价是3.5万美元,估计东大搞的话,应该也得要10万人民币一架。放大,搞成洲际航程的,50万一架不过分吧,也已经接近一发远火的价格了。

所以本堂一直说,与其用小摩托,不如用比亚迪。等下3D打印涡喷、涡扇发动机的成熟,远程攻击用廉价巡航导弹。

或者小孩子才选择,大人全都要。对台就用小摩托,对日本、关岛等就用射程4000公里的廉价巡航导弹,能直接攻击美国本土的洲际巡航导弹也可以考虑。

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图:高可靠性发动机和电子部件,其实价格都不低。

其实,大型自杀式无人机与巡航导弹的分界并没有特别明显。并不是说,使用活塞螺旋桨发动机的就是无人机,使用涡喷或涡扇的就巡航导弹。

像伊朗Shahed-136无人机的升级型号,Arash-2无人机,它的射程2000公里,全机重量从200千克提高至500千克,战斗部重量从90千克提高到150千克。除了体型更大外,它将大三角翼改成了后掠角较小的梯形翼,更适合远程巡航,除了仍使用活塞发动机外,整体已经很像古早时期的巡航导弹。

其实伊朗人一开始也是为Arash-2配备涡喷发动机,也许是实在做不到2000公里的射程指标,又改回活塞发动机。

伊朗还有隐身版Hadid-110自杀式无人机,它就是采用涡喷发动机,并在原来的大三角翼气动布局基础上进行了大量的外形隐身优化。由于采用了涡喷动力,它的最大速度达到500公里/小时,不过最大射程仅350公里。它在这次战争中,也有使用。

总的来说,不用纠结于是不是用活塞发动机,才能算作廉价无人机。

对于工业克苏鲁来说,只要能利用民用产业链把高质量产品的价格打下来,就是廉价产品。而采用涡扇发动机的一大好处是,它能够实现外形隐身,可以给防御方拦截造成更大的困难。

而按现有的巡航导弹技术,如果只携带500千克战斗部,达成1万公里的射程,估计弹重可以在控制在4吨以内。(作者:原讲武堂公众号堂主,今夜粥档摊主)

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图:Arash-2无人机,它采用适合巡航的梯形翼,射程提高至2000公里。

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图:Hadid-110自杀式无人机,追求隐身突防,采用了涡喷发动机。

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图:俄罗斯KH-101巡航导弹,弹重2.4吨,它能携带500千克战斗部,飞行约5000公里。电子技术进步,以及3D打印涡喷/涡扇发动机的出现,让原来正统的巡航导弹,也可以成为廉价武器。

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图:3D打印涡喷发动机

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图:美国古早的SM-62洲际巡航导弹。它弹长20.47米、翼展12.88米,最大起飞重量21.8吨/27吨(含火箭助推器),采用一台普惠J-57涡喷发动机,最大射程超过10200公里,战斗部为一枚重达3吨、爆炸当量50万吨TNT的W-39氢弹。