斯普鲁恩斯级驱逐舰的技术特点

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
美国斯普鲁恩斯级导弹驱逐舰有哪些技术特点?

降低噪声
DD963级舰主要是为反潜战而设计的,要求能对付核潜艇的威胁。因此,它力争要做到先敌发现,而不被敌潜艇先发现。为此,DD963级舰必须是一级安静的水面舰艇,所以在DD963级舰的设计中广泛地应用了各种降低噪声的技术,降低噪声是DD963级舰设计建造中头等重要的大事。美海军当时声称DD963是其最安静的水面舰艇。
DD963级舰采取的降低噪声的技术与措施可以归纳为四个方面:主、辅燃气轮机降低噪声;机舱降低噪声;变距桨及轴系降低噪声;甲板及舱室降低噪声。
燃气轮机有过气、排气和外壳三个方面的噪声源。LM2500主燃气轮机的降低噪声的系统由以下四部分组成:进气消音器、排气消音器、主机隔声封闭罩壳和冷却空气消声器。
这些消声器的设计能满足语言干扰度,这个标准对于进气口是指进气管道的表面。排气消声器要求设置在离排气口9.15m的甲板平面上。
DD963级舰燃气轮机发电机组的3台501-K17型辅燃气轮机的降低噪声的系统由进气消声器、排气消声器和带有消声器的空气冷却密封罩壳三部分组成。主、辅燃气轮机的隔音密封箱装体罩壳的隔层和内壁具有吸声的效果。主、辅燃气轮机的消声系统的有效使用期为20年。
机舱设气幕降噪系统。DD963气幕降噪系统设于前主机舱后端水线以下的一个横截面上,利用燃气轮机的抽气系统的低压空气喷射出一道气幕,主要作用是屏蔽螺旋桨的水动力噪声对首声呐的干扰。DD963级是最早使用这一技术的舰艇。
燃气轮机、齿轮传动装置、通风机、泵等都采用减振降噪底座。主推进燃气轮机的机座采用高阻尼公共机座,即齿轮箱与主机安装在固定于舰体结构的同一大机座上。主机和齿轮箱安装于大机座时采用弹性底座,如支承主机的弹性底座有32块,每块达到美海军6E-2000系列弹性底座标准。
这种弹性底座既可吸收振动,又能减小结构噪声。这样传至舰体的结构噪声就小得多了。通风机、泵等辅机也采用了这种减振降噪的弹性机座。
舰艇的辅助系统及设备的设计制造中严格注意噪声的控制。以DD963级舰燃油系统的设计为例,向各种泵的设计制造者提出了严格的结构与空气噪声标准要求;泵采用弹性底座,以降低泵传至舰体的结构噪声;油管与泵的连接使用挠性软管,减小由泵传至油管与舰体的结构噪声。对阀和管系的设计也提出了噪声控制的要求,如管系的固定要求采用消声吊架,以控制结构噪声的传播。
对其他辅助系统的辅机、管系、阀等的设计、制造与安装也都采取了这样的措施。齿轮箱与联轴节采用隔音罩壳。
变距桨设计中注重对空泡噪声的控制。如变距桨转速的选择中,若以效率最佳的情况考虑,全功率时螺旋桨的转速应为180转/分,但是考虑到空泡的因素,最终转速选为168转/分,以有利于避免空泡噪声。
变距桨毅径的选择也是从有利于避免空泡考虑的。毂径小有利于变距浆的效率,但从有利于避免空泡,则要求毂径大些。DD963级舰变距桨的毅径比选为0.30,这是合理地考虑了变距浆的效率和空泡性能后选取的。
采用了变距桨叶片通气技术。为了避免螺旋桨的空泡噪音,变距奖设有通气系统,通气孔分布桨叶周边。利用燃气轮机压气机抽气系统的低压空气,低压空气首先进入油分配箱,然后进入主轴心下面的一个管,并引至各桨叶的通气孔。
尽量减小推进轴系的倾斜度。为了最大限度地提高螺旋桨的空泡初始速度,尽量减小推进轴系的倾斜度。
为了降低变距桨液压系统产生的结构噪声和流体动力噪声,变距桨的液压系统设有隔声装置。
对管道及管道口采取了隔声措施。对影响甲板及舱室噪声的管道及管道回采取了隔声措施,用以控制管道的空气流体动力噪声。限制甲板及舱室设备的噪声级。对甲板及舱室设备的噪声限制实行了奖惩。


斯普鲁恩斯级驱逐舰
斯普鲁恩斯级驱逐舰(英文:Spruance-class destroyer,首舰代号:DD963),是美国海军已退役的一型多用途导弹驱逐舰。
该级舰建造始于20世纪70年代初,共建成服役31艘,曾为美国海军主力驱逐舰,用以替换第二次世界大战遗留的大量艾伦·萨姆纳级驱逐舰和基林级驱逐舰。该级舰服役了近三十年,主要作为美国海军航空母舰战斗群的反潜主力,最后一艘于2005年退役。
斯普鲁恩斯级驱逐舰,舰长171.6米,舰宽16.8米,满载排水量7700吨,最大航程6600海里。该级舰是美国海军首次采用模块化设计建造的第一种大型舰队驱逐舰,也是第一种采用全燃气轮机推进的大型舰艇。斯普鲁恩斯级驱逐舰,原型舰以反潜为主,其后经不断改进,成为一级反潜、反舰、对地和防空能力都很强的驱逐舰
应用模块化设计
模块化设计概念的最大优点是便于舰的现代化改装和舰的发展演变。
模块化设计在今天已不是新的概念,德国的模块化设计与建造在MEKO护卫舰系列的出口中已获得了巨大的成功。但是,最早引用模块化设计概念的是美国的DD963级驱逐舰,60年代末期的DD963级的设计中作了最早的应用。从以反潜为主的DD963级成功地演变为以防空为主的“基德”(Kidd)级(DDG993),又顺利地发展为“提康德罗加”级(CG47)“宙斯盾”导弹巡洋舰都得归功于DD963级舰设计中模块化概念的运用。

DD963级舰主要是为反潜战而设计的,要求能对付核潜艇的威胁。因此,它力争要做到先敌发现,而不被敌潜艇先发现。为此,DD963级舰必须是一级安静的水面舰艇,所以在DD963级舰的设计中广泛地应用了各种降低噪声的技术,降低噪声是DD963级舰设计建造中头等重要的大事。美海军当时声称DD963是其最安静的水面舰艇。
DD963级舰采取的降低噪声的技术与措施可以归纳为四个方面:主、辅燃气轮机降低噪声;机舱降低噪声;变距桨及轴系降低噪声;甲板及舱室降低噪声。
(1)主、辅燃气轮机降低噪声的措施
燃气轮机有过气、排气和外壳三个方面的噪声源。LM2500主燃气轮机的降低噪声的系统由以下四部分组成:进气消音器、排气消音器、主机隔声封闭罩壳和冷却空气消声器。这些消声器的设计能满足语言干扰度(65dB),这个标准对于进气口是指进气管道的表面。排气消声器要求设置在离排气口 9.15m(30英尺)的甲板平面上。机舱的噪声标准应满足表2.5-2。LM2500主燃气轮机消声器减小的噪声见表2.5-3,辅燃气轮机消音器减小的噪声见表2.5-4,LM2500主辅燃气轮机隔声封闭罩壳减小的噪声见表2.5-5。
DD963级舰燃气轮机发电机组的3台501-K17型辅燃气轮机的降低噪声的系统由进气消声器、排气消声器和带有消声器的空气冷却密封罩壳三部分组成。主、辅燃气轮机的隔音密封箱装体罩壳的隔层和内壁具有吸声的效果。主、辅燃气轮机的消声系统的有效使用期为20年。
(2)机舱降低噪声的措施
①机舱设气幕降噪系统。DD963气幕降噪系统设于前主机舱后端水线以下的一个横截面上,利用燃气轮机的抽气系统的低压空气喷射出一道气幕,主要作用是屏蔽螺旋桨的水动力噪声对首声呐的干扰。DD963级是最早使用这一技术的舰艇。
②燃气轮机、齿轮传动装置、通风机、泵等都采用减振降噪底座。
主推进燃气轮机的机座采用高阻尼公共机座,即齿轮箱与主机安装在固定于舰体结构的同一大机座上。主机和齿轮箱安装于大机座时采用弹性底座,如支承主机的弹性底座有32块,每块达到美海军6E-2000系列弹性底座标准。这种弹性底座既可吸收振动,又能减小结构噪声。这样传至舰体的结构噪声就小得多了。
通风机、泵等辅机也采用了这种减振降噪的弹性机座。
③舰艇的辅助系统及设备的设计制造中严格注意噪声的控制。以DD963级舰燃油系统的设计为例,向各种泵的设计制造者提出了严格的结构与空气噪声标准要求;泵采用弹性底座,以降低泵传至舰体的结构噪声;油管与泵的连接使用挠性软管,减小由泵传至油管与舰体的结构噪声。对阀和管系的设计也提出了噪声控制的要求,如管系的固定要求采用消声吊架,以控制结构噪声的传播。
对其他辅助系统的辅机、管系、阀等的设计、制造与安装也都采取了这样的措施。
④齿轮箱与联轴节采用隔音罩壳。
(3)变距桨及其轴系降低噪声的措施
①变距桨设计中注重对空泡噪声的控制。如变距桨转速的选择中,若以效率最佳的情况考虑,全功率时螺旋桨的转速应为180r/min,但是考虑到空泡的因素,最终转速选为168r/min,以有利于避免空泡噪声。
变距桨毅径的选择也是从有利于避免空泡考虑的。毂径小有利于变距浆的效率,但从有利于避免空泡,则要求毂径大些。DD963级舰变距桨的毅径比选为0.30,这是合理地考虑了变距浆的效率和空泡性能后选取的。
②采用了变距桨叶片通气技术。为了避免螺旋桨的空泡噪音,变距奖设有通气系统,通气孔分布桨叶周边。利用燃气轮机压气机抽气系统的低压空气,低压空气首先进入油分配箱,然后进入主轴心下面的一个管,并引至各桨叶的通气孔。
③尽量减小推进轴系的倾斜度。为了最大限度地提高螺旋桨的空泡初始速度,尽量减小推进轴系的倾斜度。
④为了降低变距桨液压系统产生的结构噪声和流体动力噪声,变距桨的液压系统设有隔声装置。
(4)甲板及舱室降低噪声的措施
①对管道及管道口采取了隔声措施。对影响甲板及舱室噪声的管道及管道回采取了隔声措施,用以控制管道的空气流体动力噪声。
②限制甲板及舱室设备的噪声级。对甲板及舱室设备的噪声限制实行了奖惩。 模块化设计在今天已不是新的概念,德国的模块化设计与建造在MEKO护卫舰系列的出口中已获得了巨大的成功。但是,最早引用模块化设计概念的是美国的DD963级驱逐舰,60年代末期的DD963级的设计中作了最早的应用。从以反潜为主的DD963级成功地演变为以防空为主的“基德”(Kidd)级(DDG993),又顺利地发展为“提康德罗加”级(CG47)“宙斯盾”导弹巡洋舰都得归功于DD963级舰设计中模块化概念的运用。
模块化设计概念的最大优点是便于舰的现代化改装和舰的发展演变。
从国外使用驱逐舰的经验看来,在舰龄使用期内至少要进行一次大规模的现代化改装。过去一般进行的现代化改装不是在驱逐舰设计时预先安排好了的,而DD963级舰在设计阶段就考虑了将来的现代化改装和发展演变,为此引入了一种新颖的模块化设计概念。这种模块化的设计概念使将来现代化改装时可以避免重大的结构变动,重大的布置改变,大量地修改和变换保障设备等。使这些变动减到最小,就能使舰以最小的费用,最少的时间处于崭新的技术状态或发展演变为新的舰。
DD963级舰设计时考虑了基本型、现代化型和防空型。基本型是以反潜为主的DD963级舰,现代化型是DD963级舰的现代化改装型,防空型是以基本型发展演变的以防空为主的DDG993级。
为了便于DD963级舰将来的现代化改装和发展演变,首先把DD963级舰全舰按功能区域进行划分,模块化设计应尽可能把功能体包含在一组模块内。例如首部的声呐模块内包含有首声呐的22个电子设备柜、电源、监控系统和换能器。又如“阿斯洛克”武器模块,其发射装置和弹库的大小要考虑将来与多用途MK26导弹发射装备及其弹库的互换,尾部的“海麻雀”导弹模块也要考虑与MK26型发射组模块的互换。
DD963级舰设计时,以基本型为基础,对现代化型和防空型的武器设备的变化作了如下的考虑:
①现代化型
用203mm舰炮替换首部的127mm舰炮;
用MK26-0型多用途发射模块替换“阿斯洛克”反潜导弹模块;
增加红外干扰火箭。
②防空型
用203mm舰炮替换首部的127mm舰炮;
用MK26-0型多用途发射模块替换“阿斯洛克”反潜导弹模块;
用MK26-1型多用途发射模块替换“海麻雀”舰空导弹发射模块;
把基本型的MK86-3型火炮火控系统改进为MK86-5型;
用SPS-48B三坐标对空警戒雷达替换SPS-40B二坐标对空警戒雷达;
加装MK74-4舰空导弹火控系统,拆去MK9l型“海麻雀”导弹火控系统,并换装相应的导弹火控雷达;
加装一级空中指挥系统;
拆去基本型的“密集阵”近程武器系统。
为了便于将基本型改装为现代化型和防空型,除了大的武器模块作置换以外,还必须对基本型的布置、船体结构、功率与速度、电站功率、起居设备等方面作相应的考虑。
从基本型到现代化型与防空型,在排水量上有足够的贮备和发展。
从结构强度上考虑,DD963级舰的纵向构件的设计是以现代化型为基础的。
稳性和储备浮力的储备对现代化型来说,相当于在主甲板平面增加350t。
基本型所选择的动力装置可为现代化型提供海军所规定的速度和续航力,但对防空型舰,全速和续航力略有降低。
电站的功率是这样考虑的,基本型设三台燃气轮机发电机组,每台2000kW,电站总功率6000kW,除能持续承担现代化型的最大战斗负荷,尚有1000 kW的储备。因此,演变为防空型时,电站不必更动。400Hz的中频电源是由3台60Hz/400Hz的固态变频器提供的,并留有增加第四台的空间,以便为防空型留有足够的储备余地。对基本型和现代化型,2台能承受全战斗负荷,防空型3台能承担全战斗负荷。
配置基本型的海水消防系统时,既能满足现代化型,也能满足防空型的要求,在确定基本型海水泵的容量时考虑了每分钟350加仑的裕量。
在确定基本型的空冷设备和水冷设备时,都考虑了现代化型和防空型的增长要求。
为了便于203mm舰炮替换首部的127mm舰炮,除了必须安装203mm舰炮的底座和支承结构外,对基本型的炮座结构应没有变动。
基本型后桅的设计应能适应SPS-48三坐标雷达替换SPS-40二坐标雷达。
基本型舰员起居设备和生活保障等设施的设计必须考虑为现代化型和防空型留有足够的发展余量。
DD963级舰模块化设计中模块概念的一个重要引伸是底盘化概念,这是指利用底盘装几种互相靠近在一起的设备,把电的、机械的几种设备在装舰之前先在底盘上装为一个整体。
DD96级的设计建造中广泛地应用了底盘化,这样有利于舰的建造及以后系统或分系统的变化。
美国海军的4艘以防空为主的“基德”级(DDG993)就是由DD963级基本型发展演变来的防空型,除了前甲板的127mm舰炮没有用203 mm舰炮置换以外,其他方面基本与原来没想的防空型一样。由于原来就有模块化的发展演变方案,因此DDG993级的设计与建造能以最少的时间与费用来完成。
由于技术上的发展与成熟,从1986年开始的DD963级基本型的大规模现代化改装的内容有了新的变化,但是,原先的模块化的现代化改装的方案无疑给DD963级舰的大规模现代化改装带来了必要的前提与极大的方便。
DD963级舰是美国海军战后大批量建造的驱逐舰,也是美国海军第一级采用全燃动力装置的军舰,装备了远、中、近三个层次的反潜武器和性能一流的反潜探测设备、以及在降低噪声方面所倾注的全力,使DD96级舰成为世界上具有优秀编队区域反潜能力驱逐舰的佼佼者,为世界各国海军所注目。
80年代中期开始的大规模现代化改装,不仅提高了DD963级舰的编队区域反潜能力和对舰攻击能力,而且将大大提高DD963级舰的对空作战能力,使DD93级同样具有编队区域防空能力(垂直发射“标准”-2MR导弹)。“战斧”巡航导弹的装舰使DD963级舰在局部危机中成为新的重要角色。



  • 斯普鲁恩斯级驱逐舰的技术特点
    答:DD963级舰是美国海军战后大批量建造的驱逐舰,也是美国海军第一级采用全燃动力装置的军舰,装备了远、中、近三个层次的反潜武器和性能一流的反潜探测设备、以及在降低噪声方面所倾注的全力,使DD96级舰成为世界上具有优秀编队区域反潜能力驱逐舰的佼佼者,为世界各国海军所注目。80年代中期开始的大规模现代化改装,不仅提...
  • “斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰的总体性能
    答:它是美国海军首次采用模块化技术建造的军舰,具有建造速度快、质量好、费用低等优点,也极大地方便了以后的改装工作。舰体采用高强度钢制造,上层建筑由耐腐蚀铝合金制成,全舰分为13个水密隔舱,损管和三防能力较强。作为反潜型战舰,该级舰在降噪方面卓有成效。主要措施为:主、辅机首次采用双层弹性支...
  • 美国“斯普鲁恩斯”级驱逐舰
    答:满载排水量:4526吨 全长:133.2米 全宽:14.3米 吃水:7.3米 最高航速:33节 续航距离:8300千米 结构解析 “斯普鲁恩斯”级驱逐舰的桥楼较长,分为前后两个部分,桅杆分别位于桥楼前端和两座烟囱之间,两座烟囱各有数个排烟管向上方伸出,后烟囱从机库上方伸出。前桅首层有球形雷达天线前伸...
  • 美国斯普鲁恩斯级驱逐舰
    答:在史普鲁恩斯级的设计和建造过程中,注重了在有限预算内尽可能增加建造数量。因此,虽然它拥有大型的舰体,但配备的武器相对较少。然而,这种设计仍然体现了美国海军对未来驱逐舰的高标准和严格要求。史普鲁恩斯级驱逐舰的武装和感测器系统经历了多次改进,这一点从舰上乘员数量的变化中可以看出。设计时每...
  • 张召忠 斯普鲁恩斯级导弹驱逐舰有何特点
    答:斯普鲁恩斯级驱逐舰,舰长171.6米,舰宽16.8米,满载排水量7700吨,最大航程6600海里。该级舰是美国海军首次采用模块化设计建造的第一种大型舰队驱逐舰,也是第一种采用全燃气轮机推进的大型舰艇。斯普鲁恩斯级驱逐舰,原型舰以反潜为主,其后经不断改进,成为一级反潜、反舰、对地和防空能力都很强的...
  • 斯普鲁恩斯级隐身性怎么样
    答:“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰是美国海军70年代中期至80年代初陆续建成的一代大型驱逐舰。原型舰以反潜为主,其后美国海军为适应现代海战要求,先后对其进行了一系列重要改装,加装了多型先进的武器装备和垂直发射系统,使之成为一级反潜、反舰、对地和防空能力都很强的驱逐舰,与“阿利·伯克”级一起,构成...
  • 美国斯普鲁恩斯级导弹驱逐舰的各项性能如何?
    答:鱼雷:DD963级舰装备两座三联装的MK32型鱼雷发射管,布置在直升机库下一层的主甲板两舷的鱼雷发射舱内,通过压缩空气打开左右舷的发射窗口进行发射。发射MK46-5型或MK50型鱼雷,MK46-5型鱼雷4Okn时航程11km,MK50型鱼雷50kn时航程15km。 干扰火箭:4座六管MK36型SRBOC般外快速散放干扰弹发射装置,发射红外或箔条干...
  • 美国斯普鲁恩斯级驱逐舰
    答:史普鲁恩斯级成功的设计也反映在后来的纪德级驱逐舰及提康德罗加级巡洋舰上,这三种军舰皆使用相同的舰体,这种舰体在设计之初即被要求不使用稳定装置而使舰身的横摆与纵摆减至最低。同时这三种军舰也采用相同的推进系统,主机皆为4具通用电气LM-2500燃气涡轮机,这也是此种主机首次使用于美国的主要...
  • 斯普鲁恩斯级导弹驱逐舰的总体性能有哪些数据?
    答:美国斯普鲁恩斯级导弹驱逐舰的总体性能与装备:主尺度(改装前):全长171.60米,水线间长161.24米,最大宽度16.76米,水线宽16.76中部干舷高7.01米,首部干舷高15.5米,尾部干舷高4.27米,球鼻首伸至基线下3.05米,螺旋桨伸至基线下3.00米,前桅最高6距基线48.00米。排水量与吃水(改装...
  • 美国伯克级导弹驱逐舰
    答:性能与特点 伯克级驱逐舰标准排水量6500吨,满载排水量8300吨,舰长142.1米,宽18米,吃水9.1米。动力装置为4台LM2500燃气轮机,总功率9.2万马力,航速32节,续航力20节时6000海里。伯克级驱逐舰装有宙斯盾作战系统,并采用整体装甲防护和隐形技术,具有同时对上百个目标进行探测并排序交战的能力。...