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军史回眸:海上“齐柏林风暴”

http://jczs.sina.com.cn 2004年04月02日 09:55 《环球飞行》杂志

  目前,在世界范围内,对军用飞艇,特别是对海上军事用途飞艇的关注正在不断增加。为取得政治、军事、经济上的优势,军事发达国家正在投入大量经费扩充海军装备,海军飞艇的发展就是其中一个新的亮点。目前,美国、俄罗斯、德国、英国等国家在大载荷军用飞艇的研究领域已经取得初步成果。不远的将来集高科技与多功能为一体的现代化飞艇必将在军事领域发挥重要作用。

  飞艇参战史

  第一次世界大战爆发时,俄罗斯拥有14艘飞艇,俄国人利用飞艇轰炸了德军的阵地。第二次世界大战期间,苏联利用飞艇为其在大西洋上航行的舰船护航,利用飞艇寻找沉没的舰船和没有爆炸的水雷。二战之后,由于各种原因,特别是受技术限制,飞艇经常发生严重事故,1947年苏联建造了最后两艘飞艇,之后,其飞艇制造业逐渐步入低谷。

  二战期间美国也曾大量使用飞艇。当时,美国有150艘飞艇在战争中担任运输护航任务。这些飞艇完成了5万5千架次的飞行任务,飞行时间共计55万小时,所护送的舰船没有一艘被德军击沉。1944年6月1日夜,盟军用多艘飞艇封锁格布拉塔尔斯基海峡,结果没有一艘德国潜艇能从该海峡通过。在整个第二次世界大战期间,美国海军共拥有170艘飞艇,这些飞艇均为半硬质结构,使用氦气,共完成了5万6千架次的飞行。1958-1960年,美国又建造了4艘大型飞艇用于海岸巡逻。1963年,这些飞艇被用作雷达基站。

 未来的海上军事用途

  当代先进科学技术的发展使飞艇的研制可以突破以往技术和使用上的限制,使人们能够按照新的方式对大型飞艇用于海上军事用途的能力重新进行评价。未来的海军飞艇将可能完成以下作战任务。

  大荷载飞艇可用作搜索和超视距目标定位的平台

  当飞艇用作空中远距离无线电探测平台时,它可以在任何季节,全天候地在全球海洋范围内对重要的区域实施侦察。除了用作雷达监视站以外,还可以在飞艇上安装红外传感器、高频无线电测向仪、超视距雷达和卫星导航系统接收机,这些探测装置可以对远距离的海上和空中目标,对水下潜艇发射的弹道导弹和巡航导弹进行探测和定位,引导海军和空军发射的杀伤性武器对这些导弹进行拦截。还可用飞艇跟踪在水下潜航的可疑潜艇,飞艇因为没有振动和噪声影响,有利于发现水下低水平信号。在需实施水下探测和侦察的区域,通常设置有大量实施监控的被动、主动声纳浮标,可以利用飞艇上的计算装置对这些声纳浮标反映水下情况的信号进行计算,并在飞艇上对信号进行分类和处理,同时还可以为反潜部队攻击水下目标发射的杀伤性武器实施制导。

  利用飞艇进行海岸防御

  海岸警戒与巡逻是海军飞艇的主要任务之一。大荷载飞艇可以作为多用途海军航空兵部队的一个组成部分。这一设想的基础是:飞艇的速度要与舰船航行速度(30~40节)不相上下,必要时,飞艇可以将速度提高到80~100千米/小时;飞艇要能够脱离护航飞机的掩护而成为机动的(先遣的)巡逻和警戒飞行器。飞艇可以在经济区、渔业区,在海上可能有敌方导弹、飞机出现和水下可疑潜艇出没的地方,在舰队基地区域,在港口和其它重要的海上军事目标所在区域执行巡逻、监视、侦察和搜索任务,并将获得的信息直接在飞艇上实时处理,然后传送给海上指挥站。此外,海上气象条件复杂多变,在多风暴的秋/冬季节,在结冰、多雾、下雪条件下,以及在强阳光和磁暴活动期等恶劣气象条件下,仍然可以利用飞艇进行海上巡逻。

  用大载荷飞艇远距离空投部队、武器和技术装备

  美军专家评价称,大荷载飞艇在一个航程(2昼夜)内可以从美国本土向欧洲空运两个摩托化步兵营的全体人员和作战装备,而由10个飞艇组成的编队则可以调遣一个摩托化步兵师。还可将飞艇空中加油机编入这一飞行编队,用它为各类飞行器空中加油。还可以利用飞艇为处在停泊海域或正在公海活动的舰船加油或运送燃料。利用飞艇从舰船向岸上(往返)快速运送弹药和装备。利用飞艇为遥远的海军基地和边防驻军运送补给。

  飞艇完成舰艇编队指挥站功能,承担舰队联合防空系统组织中心的功能

  飞艇的用武之地还在于,可将其用作指挥站,在它的有效容积内安装综合高速计算机通讯装置,安装海上作战指挥情报分析和显示设备。还可以在飞艇上安装舰队编制内的自动化作战指挥控制系统,对水面舰艇编队的舰船、舰载武器、技术装备的作战使用实行自动化控制和指挥。

  飞艇组织反潜作战和紧急救援

  可以将大型飞艇用作反潜飞机或直升机的运载平台,在飞艇上安装大型反潜武器发射控制装置,安装能够引诱敌方攻击潜艇离开护航舰船编队的声纳压制装置。

  利用飞艇发现和打捞沉船,为事故潜艇提供帮助,救援落水人员,疏散伤员,扑灭火灾,从甲板上撤离人员,传送电能,向事故现场运送深水救援工具和装置。利用飞艇在海峡、繁忙航道、进/出入港口通道等容易发生事故和险情的区域上空巡逻,以便及时预警和发现遇险舰船。

  满足其它任务需求

  能够承载500吨以上大载荷的飞艇,可以提升和运输各种各样的武器装备,包括整体式超大尺寸和质量的装备,如:军用坦克、各类导弹、中继站塔台等,可以运送导弹发射平台和无人驾驶飞行器起降平台,运送大型非固定式医疗设备。

  为了充分利用飞艇的优势,国外专家提出在飞艇的制造中采用功能模块设计概念,即在飞艇上装载完成不同任务的功能模块,以满足不同的任务需求。如,将飞艇作为通用的运输工具,通过在飞艇上安装用于载重、客运、医疗、救火、建设及其它专用设备等不同用途的功能模块,使飞艇能够在广泛的军事和民用领域应用。

  研制概况

  德国上个世纪30年代,德国曾经是世界飞艇制造业的龙头老大,齐柏林式飞艇曾开通越洋空中航线。目前,德国有多家飞艇制造公司正在开展巨型飞艇的研制,成立于1993年的新齐柏林公司已生产出长75米的齐柏林NT载人飞艇,该艇可乘坐12人,由2名驾驶员操纵。德国浮空货运飞艇制造公司(Cargolifter)成立于1996年9月,专门研制用于运送超重和超大体积货物和设备的巨型飞艇。目前,该公司正在进行CL-160巨型飞艇的研制。该飞艇采用半硬质充氦气气囊,最大飞行速度140千米/小时,实际升限4000米,最远飞行距离8000千米,最大起飞质量450吨,最大有效载荷160吨,飞艇长260米,直径65米,载货隔舱尺寸为60×8×8米,动力装置为4台柴油发动机。它将是有史以来制造的最大的飞艇。目前正在对飞艇最小尺寸模型验证机CL-160-R1进行试验,为进行全尺寸样机生产建造了长107米的半硬质飞艇库。该公司还在柏林附近修建了可存放两艘CL-160的巨型飞艇库,该飞艇库长、宽、高360 X 240 X 107米,体积为550万立方米。按照计划,2002年进行飞艇的第一次飞行,计划2006年投入使用。

  美国美国正在研究,并已经部分完成了其“海军飞艇”的概念研究。目前,美国军事领导人正在支持其军工部门研究和制造一系列新的用于跨洲际向海外大规模运送军事技术装备、军用物资和兵员的新型运输工具。其中以飞艇为基础制造的运输飞行器被认为最有发展前途。美军专家认为,与军用运输机相比,飞艇最主要的优势是具有容积巨大有超大效载荷能力的载货隔舱,这一优越性使飞艇实际上可以运载几乎所有的军事技术装备,包括主要的作战坦克、重型运输直升机,以及其它不能预先拆解的大型武器装备。虽然海上运输工具也同样具有大载荷运输能力,但它们的航行速度却无法与飞艇相比。

  负责海军电子设备和监视系统研制的洛克希德-马丁公司在制造飞艇方面有丰富经验,该公司设计的高空飞艇(HAA)演示验证样机预计能携带约1800千克的有效载荷,能在21千米的高空稳定工作一个月。实际作战时,在此高度,HAA上的传感器能够监视直径为1200千米的区域范围。HAA的外壳是非刚性的,由多层聚乙烯纤维板制成,该材料每平方米质量不到135克。HAA外壳上安装有柔性太阳能电池板,这是一种薄膜光伏电池,其转换效率接近9.7%,输出总功率约1MW。HAA的动力装置由4台电动机组成。

  洛克希德-马丁公司还与美国空军合作对名为埃尔克拉夫特以飞艇为基础的混合式运输飞行器进行概念研究。该飞行器将安装总面积约1200m2的载货隔舱。动力装置计划采用每台装有6个螺旋桨叶片的4台涡轮螺旋桨发动机。

  该飞行器的标准装载方案为:装载172个M1标准货物集装箱或220个463L货物集装托板;装载18架AH-1“眼镜蛇”、AH-64“阿帕奇”或RAH-66“卡曼奇”攻击直升机;装载8辆M1A1、A2“艾布拉姆斯”主战坦克或16辆M2A2“布莱德利”步兵战车。

  按照该项目发展计划,2004年-2006年中期完成第一架试验样机的制造,2007年初进行飞行试验,2008年后交付军方。美国国防部还正在对将德国浮空货运公司研制的CL-160运输飞艇用于军事目的的可能性进行研究。

  俄罗斯俄罗斯拥有北海、太平洋、波罗的海、地中海-黑海和里海五处专属海岸。俄军事专家认为,尽管其拥有庞大的海军,但受地理位置的限制,一旦发生危机和冲突,俄海军的各个舰队仍将主要依靠自己的力量和武器自主作战。为弥补这一不足,俄军事专家对用于海军作战用途的飞艇给予了极大关注,他们认为,完全可以将现有的、没有得到重视的飞艇技术用于军事目的,用飞艇来解决上述问题是完全可行的,而且飞艇技术早已应用于民用领域,借用该项技术为军事目的服务,可以说是“不劳而获”。

  目前,在俄罗斯浮空飞行学会的领导下,俄工程技术人员正在从事大荷载飞艇的研制工作,他们研制的飞艇能够在海洋上空完成上述所有任务,其能力不逊色于其它国家的类似飞行器。该飞艇直径为58米,长290米,有效载荷200吨,以90千米/小时的巡航速度飞行时,飞行距离15000千米,最大飞行速度150千米/小时。

  飞艇的动力装置为9个发动机,推力矢量控制系统可以实现垂直面转动,并为空中悬浮状态下的飞艇提供姿态调整。飞艇的外表面为复合材料制成的硬质外壳。由两个纵向弦杆构成的桁架作为艇体的承力构架,两个纵向弦杆沿壳体结构的上下经线安装,并将它们的立柱加以联结。下弦杆的桁架同时还用于为安置主要的设备、燃料和安置机组人员提供支撑。在飞艇中部有一个宽大的载货隔舱。

  该飞艇可以对携带的气体进行预热,因而使飞艇的飞行技术性能和使用性能得到提高。以往这一问题主要靠飞艇巡航发动机排放的热气来解决,为此,不得不安装体积庞大、笨重、复杂的热交换装置。而俄罗斯浮空飞行协会设计的飞艇采用了与以往不同的设计方案,即用多个电弧等离子体加速器作为加热上升气体的装置。等离子体加速器的优点是可以控制热值,几乎能100%提高效率,而且这种装置尺寸小,调节范围宽。

  采用等离子体加速器还有效地解决了飞艇在高空飞行壳体容易结冰的问题,还可以将飞艇在非平稳状态下,以巡航速度飞行时的距离提高2倍以上。目前,已有数家公司和机构对俄罗斯研制的这种飞行器产生兴趣。

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