在当前我国海军总体实力弱于美国,特别是由于缺乏航母舰队,海上远程精确打击能力远远低于美国海军。我们该怎么做才可以在极短的时间内弥补这个差距呢?
实现弯道超车的本钱就是马伟明院士及其团队十几年不懈努力研发出来当今最先进的舰艇的全电推进系统。这也是我国的电磁炮技术和电磁弹射系统能够位居世界领先的原因。
世界唯二的装配电磁弹射系统的福建舰即将下水,是当前最热门的话题。这也证明了我国舰船中压直流系统和航母电磁弹射技术的成熟。
我国的电磁炮技术也是世界领先。但是电磁炮的问题是射出去的弹丸是几公斤的实心铝制弹丸不装炸药,虽然速度可达7倍音速,射程只有200多公里,没有办法进行精确制导很难保证它的精确命中,没有炸药导致杀伤力不足。无法对军舰造成致命打击,更无法对航母编队造成实质性威胁。
因此把我国电磁弹射技术方面巨大的技术优势发挥出来,专门建造一种安装经过改良的电磁弹射系统的超级战舰,不弹射飞机,而是弹射远程精确制导滑翔炸弹。
有朋友就问了,普通舰船的发电能力能满足电磁弹射这个耗电大户吗?我想说的是大家对这一点有误解,以为必须要使用核反应堆发电才能满足电力需求。今天我就通过具体计算来证明普通舰船的发电能力一样能够完全满足要求。
我们假设歼十五满油满弹,最大起飞重量35吨。根据美国航母舰载机弹射起飞速度是140节,约等于252公里的速度来算,刚好是70米每秒。弹射一架飞机消耗电能是85750千焦耳,一度电是3600千焦耳,弹射一架飞机消耗电能约等于23.82度。
如此看来,电磁弹射系统不费电,只是瞬间放电功率非常大。我们假设3秒钟弹射完毕,放电功率高达28584千瓦。如果用60秒给储能装置充满电,则需要的持续发电功率是1429.2千瓦;如果用30秒给储能装置充满电,则需要的持续发电功率是2858.4千瓦。
按照我海军福建舰有三个弹射器,配备三套储能装置,并增加一套作为备用,按照30秒充电模式来计算需要2858.4X4=11433.6千瓦;若按照60秒充电模式来计算需要1429.2X4=5716.8千瓦。这个持续发电功率航母的汽轮发电机组增加1.2万千的发电量,或者配备两台6000千瓦的柴油发电机组,也可以增配一台1.2万千瓦的燃气轮机发电机组即可。
由此能得出结论:大功率电磁弹射系统用电的核心点是解决瞬间大功率放电的储能系统技术难题和全舰综合电力系统,而不是用核动力系统。这恰恰是我们的强项。
根据一战末期德国制造的巴黎大炮的弹道数据:射角是53°,弹丸初速1700米/秒,最大弹道高达40000来。当炮弹进入同温层时,它还有1000米/秒的速度,这时弹道切线左右。当炮弹在同温层中飞行约100公里以后,重新进入对流层落到地面时,射程可达120公里以上。高度在20000米时,空气密度是海平面的10%,在高度大于30000米的同温层,空气密度很稀薄,已近于真空。炮弹在同温层中飞行,可认为没有空气阻力的影响。
有的朋友就问了这个弹射的初速达不到1700米每秒,那就没法儿实现远程精确打击,而且即便你做到1700米每秒,射程只有120公里,也无法对远距离的敌方舰队构成直接威胁。
这个问题很好解决,只需要给这些精确制导滑翔炸弹加装上一个火箭助推系统就可以把它们推升到4万米高空,并把它们加速到七倍音速,实现全程主要在4万米高空高超音速飞行。中途能够最终靠调控滑翔弹翼保持高速长距离滑翔,在末端时调整速度和角度,最终实现超音速精确攻击目标。这样的飞行轨迹射程很容易达到1000公里以上。
2012 年 10 月 14 日,超过 800 万人利用互联网直播观看了奥地利跳伞运动员菲利克斯·鲍姆加特纳( Felix Baumgartner )从 39公里的高度完成跳伞,成为第一位超音速自由落体的人。
人从3.9万米跳下来,都能轻松实现超音速,更不要说经过气动外形优化的滑翔制导炸弹了。
那我们使用什么样的船来搭载这些电磁弹射系统?这种战舰都是处于二线的安全地区,或者是在其他众多战舰的保护之下行动,所以其建造标准可完全按照民用商船的标准去建造,发动机就直接用民用版的大功率柴油机就行,安全稳定可靠,造价极其便宜。整艘船的建造成本只需要几千万人民币就可以了。我们要本着便宜、可大量制造就是王道的原则。考虑到远洋适航性和持续作战能力,这艘船的排水量应该不低于25000吨,船的总长应该在220米左右。
它的弹射器可以做得比航母还要更长一些,做到150米。这样做才能够降低功率,确保长时间连续稳定工作,提高常规使用的寿命。每艘船上可以装四套弹射系统。由于船的空间比较大,可以为每一组弹射系统配备两到三个蓄能装置,实现每个弹射器爆发射速达到每分钟弹射三枚炸弹。这样一艘船在一分钟内就可以发射12枚高超音速炸弹,这是对敌人的巨大威胁。
我们假设这枚炸弹的全程平均飞行速度是在4马赫,也就是1360米每秒。也就是说攻击1360公里处的敌人只需要1000秒,不到17分钟。若使用航母舰载机,飞机挂载射程400公里的反舰导弹。飞机时速800公里,飞行1000公里大约飞75分钟。
在一个小时内,这艘战舰以每分钟8枚炸弹的速度弹射,就可以发射480枚500公斤级的精确制导炸弹。如此恐怖的火力投射能力,就是一个航母舰队也基本被全歼了。
这种炸弹成本非常低不会超过50万美元一枚。而能达到这种射程的高超音速反舰导弹无论是俄罗斯的锆石高超音速反舰导弹,还是我国的东风21D高超音速导弹其造价都不会低于两千万美元一发。
这两种高超音速导弹都需要大型舰艇来安装,而且一艘军舰顶多也就是装个十几枚。这种电磁弹射船高达25000吨的排水量,各种级别的炸弹装载1000到2000枚都没问题。真正是实现量大管饱的目标,这才是战略武器。
如果为三大舰队各配备四到六艘这种舰船,至少要生产48到72套弹射器。这样保证了工厂的电磁弹射器有持续的大量订单,就可以把电磁弹射系统做成白菜价,大幅度的降低我军的采购费用和成本。
这种舰船不仅能实现以海制海,而且还能轻松实现美军一直幻想的由海向陆。因为它投射的炸弹基本能覆盖到1000公里以上的大陆纵深。试想一下,在敌国的海域附近,集结十艘这样的战舰以每分钟两发的持续射速,每分钟发射80枚远程高超音速精确指导弹药,只需要一个小时就可以投射4800美精确制导炸弹,就可以把一个中等国家的重要的军事目标全部打掉。
如果使用空军来完成这个作战目标,按照一架战机挂载8枚250公斤级的炸弹远程奔袭1000公里来计算需要600架次,往返飞行需要三个小时,大约消耗航空燃油6000吨。还要大量的预警机、空中加油机,大量的基地群来支持,指挥极为复杂,作战耗费资源极为庞大,实现同样的作战目标需要几天来完成。
但是现在只需要一小时,消耗一些柴油而已,更不需要仔细考虑飞行员的风险,因此这是一种消费比极高的新型战略打击战舰。
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