从076舰的成长到未来全能战舰的探讨(三)

 


五、076两栖攻击舰下水

2024年12月27日, 076舰在上海沪东造船厂举行了期待已久的下水仪式, 命名为四川舰。官宣满载排水量4万余吨, 设置双舰岛式上层建筑和全纵通飞行甲板,创新应用了电磁弹射和阻拦技术, 可搭载固定翼飞机、直升机、两栖装备等。 

中国海军新一代两栖攻击舰,076舰被认为是中国海军迈向“全能舰”与“闪电航母”概念的关键一步。其设计深度融合了航空作战、两栖投送与舰队防空能力,通过一系列创新布局与尖端系统,旨在构建远海立体作战的核心节点。 

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1、双舰岛设计

076最显著的外部特征是双舰岛设计,该设计并非简单复制他国方案,而是进行了功能集成与电磁兼容性优化。

前舰岛:主要负责航行指挥与舰队级防空警戒,顶部整合主桅杆,装备一部S波段有源相控阵雷达,提供远距离对空对海搜索能力。 

后舰岛:核心功能是航空管制,设有飞航控制室,后部桅杆装备一部X波段有源相控阵雷达,专司近程低空精密跟踪与火控引导。 两舰岛各整合一组主机烟囱,优化了排气通道,并将关键电子战与通信天线分散布置,显著降低了电磁互扰,提升了整体隐身性和系统可靠性。 

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2、雷达与电子战系统

076的传感器配置水平向专职防空护卫舰看齐,构建了层次化的探测与防御网络。

搜索雷达:前桅杆顶部装备一部旋转式双面阵S波段相控阵雷达(类似054B型护卫舰), 探测距离超500公里,可监控弹道导弹轨迹,具备强大的对空/对海搜索与多目标跟踪能力。

火控雷达:后桅杆上部装备一部H/LJQ-368型X波段双面阵相控阵雷达,封装于锥形罩内,专用于对掠海反舰导弹等低空高速目标的精密跟踪,为近防系统提供指引。 

电子战系统:前后桅杆周身集成了大量平板式电子战天线阵面,具备综合电子侦察与对抗能力。C波段平衡探测距离与分辨率,穿透复杂电磁环境追踪无人机。L波段专用于探测隐身战机等,这套多波段雷达体系,堪称中国海军应对未来威胁的电磁天网。

舰体两侧平台共装备4座32联装多功能诱饵发射系统(与055型驱逐舰同型),可发射复合诱饵,对抗来自不同方向的导弹威胁。 

3、近程防空武器

076的自卫火力配置密集,形成覆盖360度、层拦截圈。

防空导弹:装备3座24联装“海红旗-10”(HQ-10)近程防空导弹系统。其中1座位于前舰桥顶部,覆盖舰艏方向;另外2座位于舰尾两侧,覆盖舰艉及舷侧空域。 

近防炮:装备3座H/PJ-11型11管30毫米近防炮(1130型)。部署位置分别为,右舷前部舰岛前方、左舷中部平台、舰尾中央。该炮射速极高,是拦截末端来袭目标的最后一道硬杀伤屏障。 

4、动力与航速

前后舰岛均采用“1大烟囱+3小烟囱”布局,采用 2台21兆瓦级燃气轮机 与 6台6兆瓦级柴油机 的组合,这一设计背后隐藏着前所未有的动力配置, 总功率78兆瓦(约合105,000轴马力)。 这一数字介于052D驱逐舰的35兆瓦与055万吨大驱的超100兆瓦之间。

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076采用了先进的综合全电推进系统(IEP),通过中压直流综合电力系统,澎湃的电力得以智能分配至全舰各个角落,彻底摒弃了传统的机械传动模式,实现了能源利用率的显著提升。这一变革不仅意味着续航力的增强,更为电磁弹射系统、未来高能激光武器等尖端装备提供了稳定的能源保障。

推进系统可能是采用吊舱式电力推进电机,作为最终执行机构,不仅机械噪音大幅降低,提升了隐蔽性,而且省去了贯穿舰体的长轴系,为舰体内部节省出大量宝贵空间,优化了总体布局。

设计最高航速约为23节,满足两栖编队航行及航空作业需求。 

5、核心性能参数总览 

推测满载排水量约 50,000吨,舰体尺寸长 263米,型宽 43米(含外飘甲板则最大宽度 52米左右),吃水 8.5米。 飞行甲板采用直通甲板设计,为同时运作直升机与固定翼飞机优化。 

机库数据可能有争议,大约长150米,宽26米,高6.8米

航空能力:预计可搭载约40架各型直升机、固定翼无人机及传闻中的固定翼预警机(如空警-600)。

投送能力:坞舱可容纳 2艘726型气垫登陆艇(LCAC),用于重型装备的快速滩头投送。 

舰员编制:预计舰员编制约 1000-1200人(含航空与陆战人员)。 

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6、本章总结:

076型两栖攻击舰,通过5万吨级的巨舰平台、双舰岛功能分离设计、护卫舰级的强悍雷达配置、密集的末端防空火力以及开创性的全电推进系统,重新定义了两栖攻击舰的作战边界。它不仅是传统两栖投送力量的升级,更是中国海军构建远海制空、制海、对陆打击一体化作战网络的核心拼图,其搭载固定翼预警机与无人作战飞机的潜力,将使中国海军的两栖编队具备前所未有的战场感知与空中控制能力。

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六、电磁弹射核心数据分析      

因电磁弹射是未来全能舰固定翼舰载机的基础,需要重点说明。目前从公开的报道中和央视公开的福建号电磁弹射情况,将以此数据为基本数据,进行讨论。

1、电磁弹射系统供应

湘电股份(600416)在舰载电磁弹射领域的领先地位,以其世界独创的核心技术,成为了支撑中国航母与两栖攻击舰航空作业能力的隐形冠军。 

湘电股份在两大关键领域建立了难以撼动的优势, 市场占有率达到了惊人的100%,实现了在国内市场的绝对主导与技术垄断,其领先地位已延伸至国际视野。

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船舶综合电力推进系统,为现代大型舰艇实现全电化、智能化的基础。 特种发射系统,主要指固定翼舰载机在有限甲板上的电磁弹射与阻拦系统。从福建舰到076舰的全面覆盖,均采用了湘电的电磁弹射与先进阻拦技。

电磁弹射能在数秒内将数十吨的舰载机加速到起飞速度,其核心挑战在于如何瞬间释放巨大的电能。湘电的方案体现了极致的安全与效率考量, 摒弃锂电池,采用混合储能,系统未采用能量密度高,但瞬时功率和安全性挑战较大的锂电池,而是选择了 “飞轮储能”与“超级电容”相结合的混合储能方案。

系统核心的直线电机定子作为直接驱动舰载机加速的“电磁轨道”,其技术由湘电垄断,确保了整个产业链的自主安全。 

这一设计将安全性与可靠性置于首位,同时完美契合了瞬时、超高功率的放电需求。该混合储能系统可在45秒内完成一次完整的能量充放循环。

这意味着在理想条件下,舰艇可支撑约每45秒,弹射一架舰载机的极高作业频率,为战时实现持续、密集的空中波次突击提供了坚实保障。 

根据公开信息,公司正持续参与包括004型、005型航母,及076型两栖攻击舰在内的重点项目。

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2、电磁弹射储能装置

下面这个表的数据应该比较合理,大致每组飞轮的储能密度50 – 100Wh/kg,大致50-100瓦时每公斤,重量200吨,合计40MJ,10-20MW。每组电容的储能密度5 – 16Wh/kg1.3MJ,0.6MW,按30吨战机计算,央视解说是2.5秒,大致需要60MW。

考虑到稳定性,就是故障率,单独一套弹射系统,通过计算,大致每套套弹射系统配备4组飞轮,24组电容,这样比较合理。这里只是作为参考,每个人的考量不一样,推算的配置也会不尽相同

磷酸铁锂的储能密度90 – 160Wh/kg,主流锂离子150 – 270Wh/kg,金属固态电池能量密度更高,但是考虑安全性和稳定性,都没有被采用,可能出乎很多人意料。

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3、电磁弹射估算

通过央视视频大致可以看出,歼35弹射时间大约2.5-3秒,空警600大约3.5-4秒,实际稍微比央视说的2秒长一点。虽然两者重量同属30吨级,但它们的空气动力学外形和任务需求,决定了完全不同的起飞速度。

考虑到后面相当多的计算,都需要这些数据,这里还是简单做一下计算推理。

福建舰(舷号18)电磁弹射器的轨道长度,官方并未公布确切数据。综合国内外专业机构和媒体的分析,其电磁弹射器的长度估计在110米左右。076型两栖攻击舰其电磁弹射器的长度估计在130米左右。

歼35是隐形舰载战斗机,预警600是固定翼舰载预警机。一般而言,战斗机起飞速度较高,例如F-35C的起飞速度大约在130-150节左右(空速)。预警机由于翼载较低,起飞速度可能较低,空警600起飞速度大约在110-125节左右。

弹射歼-35(2.5秒),对于战斗机飞行员和坚固的战斗机机体来说,这是完全可以承受的。歼-35气动设计, 为超音速和高机动性优化,采用小后掠角三角翼等设计,翼载较高(单位机翼面积承担的重量大)。为了在这样高的翼载下产生足够升力,它需要很高的速度。离舰速度通常在130-150节(约240-280公里/小时)之间。取 280公里/小时,约为77.78米/秒, 后面用于计算。 

弹射空警-600(4秒),弹射器会选择一种温和的模式,在更长的时间(4秒)内,以相对较低的功率和加速度,平稳地将飞机加速到其离舰速度。否则飞机会承受无法容忍的巨大过载,可能导致机体结构受损或机上人员受伤、设备损坏。空警-600,气动设计 为长航时、低空速巡逻优化,拥有巨大的机翼和全翼展高效率襟翼,翼载极低。离舰速度要求在很低的速度就能起飞。离舰速度估计在110-125节(约200-230公里/小时)之间。 取一个值 110节(200公里/小时) 后面用于计算。

福建号的电磁弹射器轨道长度估计在110米左右。在这个固定距离内,要将飞机加速到不同的末速度,就意味着加速度和时间的不同。

基本运动学公式: v = a * t 和 s = 1/2 * a * t²

其中 v是末速度,a是平均加速度,t是时间,s是距离(固定为110米)。

我们可以进行一个简化的反推计算:

对于歼-35 (v=77.78m/s):

根据 s = 1/2 * a * t² 和 v = a * t,可以推导出 t = 2s / v

t ≈ (2 * 110) / 77.78≈ 2.8秒 (非常接近提到的2.5-3秒)

对于空警-600 (v=55m/s):

t ≈ (2 * 110) / 55 ≈ 4秒 (非常接近提到的4秒)

这个计算,就完美地印证了弹射时间数据。

我们再看看076型两栖攻击舰,电磁弹射器的长度估计在130米左右,航速大致为23节。弹射空警-600,采用福建号航母起飞 110节(200公里/小时)。

通过计算表明,空警-600相对于076舰的末速度,仅仅需达到约44.76 m/s。在130米行程内匀加速,所需加速度约7.70 m/s²(约0.79 g),远低于电磁弹射器的能力(通常可达2-4 g)。

因此,从加速度和速度需求看,076型完全能够弹射空警-600达到所需起飞速度。即使航速更低或弹射器性能余量较小,该需求仍可满足。

如果没有看懂076舰弹射空警-600的计算,没有关系,下一章我会详细推算一下,这里大家也可以自行算算。 

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