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[问答] 欧洲军工合作典范：FREMM欧洲多任务护卫舰之一

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6503 11
玲珑小桃 发表于 2021-9-29 17:06:34 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
欧洲军工合作典范：FREMM欧洲多任务护卫舰之一


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精彩评论11

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沙发
1283 发表于 2021-9-29 17:07:29 | 只看该作者
 
fremm价廉物美，确实不错。法国在军舰方面，核潜艇不行，水面军舰设计不错，有很多经典款。
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板凳
闹市求静 发表于 2021-9-29 17:07:49 | 只看该作者
 
核潜艇是很好了，静音性能非常好了，只是因为铀燃料丰富不够，只能定期更换。
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地板
刘文捷 发表于 2021-9-29 17:08:35 | 只看该作者
 
这个足够紧凑，附图是k15的实物，高度和直径也只有10 m和4 m，用于梭鱼级这种潜艇水下排水量5 300 t左右的也够了。
并且20%丰富的燃料棒是军民两用的，可以通用，也算是节约成本的方式。k15一体化布置反应堆完全取消了冷却剂系统中的管道连接，大幅减小了冷却剂阻力，从而有效提高了反应堆的自然循环能力。美国S9G型反应堆自然循环能力可达满功率的25%～30%，K15型自然循环能力可高达50%。
当然，这个反应堆用在航母上是存在功率不足的问题。

资料

凯旋”级弹道导弹核潜艇

“凯旋”级弹道导弹核潜艇采用的动力装置与“红宝石”级核潜艇相同的核能电力推进方式以降低噪音，装备了K15一体化核反应堆，其功率达150 MW，驱动一组功率30.5 MW的涡轮发电机来带动推进器；此外，反应器产生的蒸汽也带动另一个蒸汽涡轮来产生船舰运作所需的电力。K15反应堆中一回路冷热剂温度达250℃，压力达到133 kg/cm2。这比美国现役的“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇反应堆一次回路冷热剂的参数要低一些；K-15反应堆使用与法国核电厂类似的低浓度铀燃料（Low Enriched Uranium，LEU），其铀235浓度仅约为20%，核燃料更换周期为10年，高于CAS48型的7年。

梭鱼”级攻击型核潜艇

“梭鱼”级潜艇核反应堆采用“凯旋”级弹道导弹核潜艇和“戴高乐”号航母所用K15型一体化自然循环反应堆装置的改进型，可使用与法国核电厂相同的核燃料，而无需特别研发专门的核燃料。其动力装置为混合构型，潜艇在低速航行时以核能系统带动低速电动马达以获得较佳的静音性能，高速时以蒸气涡轮直接驱动推进器。此外鉴于法国核动力航母及新型核潜艇均采用K15反应堆或其衍生版，未来法国海军所有核动力舰艇的动力系统将具有高度通用性。  查看图片
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5#
@Xizi_0gzXxJPi 发表于 2021-9-29 17:09:22 | 只看该作者
 
从1983年首艘采用一体化反应堆的海军核动力作战舰艇—法国“红宝石”号核潜艇服役至今已有30余年，一体化核反应堆已成为法国核舰艇主要的动力系统，并对法国海军核舰艇发展产生重大影响，通过一体化核反应堆特点及国外一体化反应堆上舰/艇使用情况分析及梳理，可得到如下结论：

1）在经济性上，采用一体化反应堆有利有弊

一体化反应堆可以采用与民用核电站相同的低浓度铀核燃料，无需研发及生产昂贵的高浓度铀核燃料，具有良好的经济性。同时采用低浓度铀核燃料利于采用民用标准，例如法国在“梭鱼”级核潜艇设计中，如果民用标准能满足认证指标将被优先采用，这项举措使“梭鱼”级核潜艇的安全性与民用核安全标准比较一致，达到法国海军减少人员的要求，从而进一步减少成本。

但另一方面，采用低浓度铀核燃料的反应堆换料周期短，虽然法国海军认为更换核燃料的周期大致与舰艇设备翻修升级的时间周期同步，对实际值勤效率的影响不大，低浓度铀核燃料成本也不高。不过核潜艇换料所需的反应堆拆除、潜艇艇体切割等相关设备和作业工费以及核废料处理和最终处置等都需要大笔经费。总体而言采用低浓度铀核燃料运行一体化核反应堆的方式，更适合高浓度铀核燃料生产及储量不高的国家（如美国主要通过处理大量退役的核弹头获得高浓度铀核燃料）。

2）在作战性能上，一体化反应堆利于舰艇隐蔽性

一体化反应堆具有较强的自然循环能力，从而使潜艇在一定航速下不用启动主泵就可带出堆内热量，相当于去掉了核潜艇的一回路主泵噪声，从而提高了潜艇的隐蔽性。从使用情况看，在2015年年初一次大西洋海上演习中，法国1艘“红宝石”级核潜艇成功突破了美海军以“西奥多·罗斯福”号航母组成的航母编队强大的反潜网，显示出优秀的隐蔽性能。

3）在尺寸结构上，一体化反应堆利于舰艇小型化

法国海军主要的作战区域是北海、地中海和东大西洋沿岸的大陆架以及近大陆架浅海、中等深度等有利于中小型潜艇活动的海区。一体化核反应堆具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点，有利于实现舰艇小型化，符合法国海军的实际需求。

4）在核动力航母方面，采用一体化反应堆要满足航母顶层设计提出的各种要求

在核航母动力装置研发上，早在20世纪50年代，美国在发展核动力航母初期时曾考虑直接使用S5W核潜艇标准反应堆型，但在大量论证下最终决定在S5W型反应堆基础上重新设计适用于核航母的大功率反应堆。

而法国受经济条件和技术水平的限制，其核动力航母“戴高乐”号直接引进核潜艇装备的K15核反应堆，从而出现了功率小、航速低、堆芯寿命短等诸多问题。其主要原因在于“戴高乐”号航母直接引进核潜艇反应堆并不规范，没有达到让核动力装置满足航空母舰总体的要求。从“戴高乐”号航母使用情况和存在的问题来看，核动力航母采用一体化反应堆具有可行性，但要按航母顶层设计的要求设计核动力装置，以满足航母各项战技要求。
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6#
芒以筠 发表于 2021-9-29 17:10:06 | 只看该作者
 
硬核好文，就是中间那个黑色底的表格，着实看着费劲，能改一下吗？还有不知道意大利版的有源相控阵和45的桑普森比，有哪些优劣？还望不吝赐教。
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7#
富泽百川 发表于 2021-9-29 17:10:56 | 只看该作者
 
45型的桑普森雷达高级多了去[捂脸][捂脸][捂脸]
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8#
—知心大姐— 发表于 2021-9-29 17:11:18 | 只看该作者
 
有桑普森雷达的介绍，并@了你。

Sampson雷达阵面的T/R模组构型与MESAR-2相同，每个T/R模组包含四个T/R天线组件；单一天线阵面由650个T/R模组构成，因此每个阵面总有2600个砷化镓(GaAs)半导体制造的T/R单元；每个T/R组件的发射功率为2~20W，单面天线阵列总功率为25KW，转速为30转/分，单面天线的波束扫描范围涵盖90度方位角以及120度俯仰角（由于背接的阵列天线有仰角，因此波束仰角实际上约略可达天顶），最大搜索距离高达400km，可同时半径320km以上的范围里追踪4000个目标， 并对其中168个目标进行精确追踪，最多能同时导引32枚Aster飞弹同时接战16个目标，此外号称能在105km距离外发现雷达截面积0.008m2的小型空中目标(匿踪战机等级)，在50km左右标定雷达截面积相当于高尔夫球的小型目标（相当于美国F-35联合战术打击机的最小正面RCS） 。英国曾宣称，Sampson可以同时追踪1000个如板球大小、飞行速率高达3马赫的小型目标。由于波束灵敏度高，Sapmson雷达可以在很远的距离探测到小型雷达截面积目标，并在雷达接触后立刻展开追踪。Sampson雷达采用S频带操作，波长较EMPAR相阵雷达的G/C频更长，因此侦测距离比EMPAR相阵雷达更远。

由于Sampson雷达天线比较轻，加上Type 45驱逐舰舷宽高达21.2m，因此雷达天线可以架设在Type 45驱逐舰主甲板以上10层甲板的高度（近40m），是美国柏克级神盾驱逐舰安装AN /SPY-1D相位阵列雷达（四面固定阵）高度的近两倍；较高的安装高度使Sampson能探测的水平线距离增加，提高了对抗掠海反舰飞弹的反应时间。据说相较于柏克级飞弹驱逐舰的AN/SPY-1D雷达，Type 45的Sampson雷达对抗掠海目标的探测距离增加了将近10km。

Sampson雷达具有长程/中程搜索、平面图像描绘与快速水平面搜索等功能，并能在充满强烈电子干扰的环境下运作；此外，Sampson雷达也沿袭了MESAR雷达具备的自适性(Adaptive)特点，即数位化波束形成（DBF）技术，透过后端波形处理与波束生成的控制，根据外在环境的干扰，对雷达波束进行零增益的校正，这使得一般电子干扰几乎难以对Sampson生效。Sampson雷达的波束可在数百个频道与波形之间切换，每种选项都是针对特定的搜索模式而优化，包括广区域搜索、聚焦在小范围密集扫描（对付迫近的反舰飞弹）等。Sampson雷达的后端计算机由美国Mercury Computer Systems提供，采用商规现成组件（Commercial-Off-Fhe-Shelf，COTS）技术的RACE处理器，用来进行波束成形以及控制波束指向等工作；后端处理系统的资料连结采用光纤缆线以及传输速率20Gbits/s的资料链。Tessella UK参与了开发Sampson雷达所需的演算法模型，包括目标自动追踪、资料分析、图像产出。

在电子反反制能力方面，最普遍的电子反制手法是朝对方雷达旁波瓣发射大量讯号，使其迷惑或者根本无法辨识主波瓣；而雷达的反制之道，就是在一旁设置专门接收旁波瓣而不接收主波瓣的副天线，当副天线收不到旁波瓣里的干扰波时，代表主天线对准了干扰源，如此便能精确标定干扰方位，再采取烧穿或过滤等相应措施。相位阵列雷达能切割出部分天线模组作为接收旁波瓣的副天线（不过拜相位阵列雷达指向性高之赐，此类雷达的旁波瓣是非常小的，敌方难以察觉或利用来干扰），而主动相位阵列雷达由于T/R单元管制最具弹性，因此能更弹性而动态地建立这类副天线；例如，MESAR-2最多能建立16具侦测旁波瓣的虚拟副天线，而且因为主动相位阵列雷达能更精确地控制波束方位，加上精良的数位化波束形成自适应特性，英国宣称此雷达能精确地过滤干扰来源，但仍保留相当接近的目标回迹。而由MESAR发展而来的Sampson，也承袭了如此出色的能力。

Sampson雷达的天线组由两面两面背对背（back to back）的阵列组成，成本比四面固定阵列低廉，但就无法同时间涵盖全部空域，目标更新速率以及飞弹射控方面有所牺牲。Sampson的水平天线转速为30转/分，虽然只有义大利EMPAR、法国ARABEL（60转/分）的一半，但Sampson的双面式天线能同时涵盖两个背对的90度方位角，意味雷达水平转半圈（180度）就能完成一次全周界扫描，因此实际上目标更新速率与单天线的EMPAR、ARABEL等相同（每秒刷新一次）。由于Sampson技术先进、灵敏度高，总发射功率相对较低（约25KW），因此天线阵面产生的热能只靠气冷就足以冷却，避免如许多旧型雷达般使用液冷系统，增加了系统可靠度并减轻了重量。Sampson雷达天线的制冷系统设置在天线下方一层，透过风扇将较冷的空气送入上方两个背接的天线阵面之间，并吹入阵面上T/R模组之间的小洞，使得天线组件获得冷却。
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9#
快乐的可爱 发表于 2021-9-29 17:12:06 | 只看该作者
 
意大利的护卫舰是有源相控阵，地平线反而是无源的，有点不好理解，他们的功率是多少？有数据吗？
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10#
ROSEMEREY 发表于 2021-9-29 17:12:51 | 只看该作者
 
有具体EMPAR雷达的介绍吗？
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