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人类离“星河舰队”还有多远

2020-09-08粟思衡

科学24小时 2020年9期
关键词:战列舰巡洋舰战舰

粟思衡

大和战舰、维京战机、女妖轰炸机、黄金舰队……这些游戏中大名鼎鼎的太空作战装备,引发了人们对未来太空大战的各种想象。进入21世纪,人们对于建立“星河舰队”的期望越来越强烈,网络空间甚至出现了网民自发编写的宇宙舰队作战理论。人类离“星河舰队”到底还有多远,成为了萦绕在每一个太空军事爱好者心中的巨大疑问。

“星河舰队”家族

宇宙舰队的建设主要参考传统海军的发展路线,根据作战任务的需要,进行合理的舰种划分,并采取各自合适的吨位设计,配备相应的武器装备,以期在減少浪费、降低成本的同时,提高作战效能。目前,宇宙战舰主要分为小型、中型、大型和超大型四类,其中小型主要为护卫舰和驱逐舰,中型为巡洋舰、工作舰,大型为战列舰,超大型则为泰坦、巨象、货舰等。

护卫舰  护卫舰是一种多用途的小型高速舰,由于体积小巧、结构简单、造价低廉,设计上能够使用普通的太空船坞进行量产建造,且在使用较少燃料时也能保持较大的力推比,所以广泛应用于作战、维护、训练、运输、商业、采矿等外太空作业之中。在游戏《星战前夜》中,护卫舰是基础舰种之一,但在高效的指挥员和有经验的飞行员手中,这种宛如玩具般小巧的战舰有时也会变得十分致命。

护卫舰还可以根据具体分工,继续细分成各种二级舰种。比如用于快速拦截敌人的截击舰,用于发动电子战的电子攻击舰,用于探索和隐秘行动的隐形特勤舰,可以使用炸弹发射器发动突然袭击的隐形轰炸舰,在小型舰队中承担后勤工作的后勤护卫舰等等。

驱逐舰  驱逐舰主要用于克制护卫舰和战机而开发的一种高速舰,介于护卫舰和巡洋舰之间,主要作为宇宙舰队的护航力量和小型机动编队的旗舰使用,是一种火力强、用途多、编配比例很高的机动舰种。驱逐舰装备有较强的进攻和防御性武器,具有较高的航速和适航性,能在恶劣气候条件下长时间远航作战。

鉴于其充当护航力量的定位,驱逐舰经常配置在作战队形的前列和开进队形的外侧,这对其防护性能和机动性能提出了较高的要求。尤其是在动力设计方面,推进器必须使用复数的中型引擎,虽然比使用单一的大型引擎推进效率要低,但可以最大程度地保证引擎中弹后的续航动力。

目前存在很多关于该型未来战舰武器配备的猜测。虽然驱逐舰仍旧以小型装备为主,但更大的体积和质量,使得驱逐舰能够在舰首方向配备1∽2门固定电磁主炮,另有人猜测会配备1门固定定向能主炮,但考虑到能源核心的供能功率,笔者更倾向于电磁炮的说法。舰侧方向每边装备3∽4门近卫炮,负责摧毁敌舰火力单元。为防止敌军轰炸机和战斗机绕后攻击引擎,推进器附近也应当配备少量的速射炮。

驱逐舰还应当配备多型探测器,能够实时监控周边战场环境,尤其是进入到未知星图地带,驱逐舰还要同时具备对周边航行危险的预警能力。

巡洋舰  巡洋舰是宇宙舰队中突击力较强的多用途中型战舰,吨位比驱逐舰要大。虽然它仍旧以护航为核心,但二者护航能力有所不同,巡洋舰更加强调攻守均衡,既要保证迂回包抄时的突击任务,也能执行骚扰、牵制、破坏等游击任务。得益于其高速灵活的机动能力和攻守平衡的武器配备,巡洋舰具有稳定的舰队阵列指挥能力,能够作为中型编队的旗舰使用。

巡洋舰的武器配备方式说法不一,大致分为导弹巡洋舰和炮阵巡洋舰两类。两种观点都认为巡洋舰应当装备大量防卫速射炮,防止太空战机的抵近攻击和轰炸机的后方突击。导弹巡洋舰的设计者认为,该舰型应当配备不超过2门的固定中子主炮和12门激光副炮,但多头飞弹发射架应不低于150门,小型核弹发射口不少于80门。这种武器配备方案极适宜于近距离格斗战和突击战,可以直接冲进敌方队形,一次性使用大量的导弹去破坏敌方作战队形,取得己方的作战优势。而炮阵巡洋舰的设计者认为,该舰艇只需配备不超过100门导弹发射架和60门小型核弹发射口,剩余空间应当尽可能配备火炮。这种武器配备方式较适合于在舰队队形内进行作战,通过构建严密的火力墙消耗敌方的突击力量,从而逐渐取得战略优势。另外,炮阵巡洋舰的主要装备是定向能武器,考虑到其弹药消耗速度和补给压力,更适合预备队的使用要求,对重建防线、重整舰队阵型具有至关重要的作用。

战列舰  战列舰是一种以大口径火炮攻击与厚重装甲防护为主的大吨位宇宙战舰,是进行大型舰队攻防作战的火力决战输出单元。不同于巡洋舰和驱逐舰这类高速战舰,高吨位的战列舰在转向和推进过程时都采取了低加速的方式,防止因惯性力量导致船体受损甚至断裂。由于阵列回转的短板,战列舰也很难作为旗舰使用。

战列舰较巡洋舰和驱逐舰更重视破坏力,所以战列舰炮的配备数量远多于驱逐舰,所以起码会装备2门超大口径主炮和至少32门大口径副炮,配备的火炮类型主要为超重型中子炮、重型中子炮和中型离子炮。所以,也有人认为战列舰应当被称为“中子阵列火力舰”。战列舰无导弹配备、无舰载艇搭载,在物资装载量方面相较于其他舰型而言较少,但破坏力是各型战舰中最高的。由于主要使用装甲防护,战列舰的防战机能力稍弱,需要采取与巡洋舰、驱逐舰混编的后三角队形来弥补其防护短板。在游戏《家园2》中,战列舰强大的火力经常用在主力决战中,但缓慢的移动速度让玩家在调整队形上大费脑筋。

与巡洋舰和驱逐舰不同,由于吨位太大,战列舰进出大气层容易出现严重的结构性损伤,所以主流观点均认为其只能在太空船坞中进行建造。

工作舰  宇宙舰队长期驻扎在外会消耗大量的资源,作战时也会产生大量的损伤舰,远航作业时难以返回太空港口进行维修和补充,因此工作舰是不可或缺的补助后援装备。工作舰主要提供船体维修、空间拖船、资源采集等重要的服务,尤其是对于较严重的结构性损伤,各战舰自带的维修无人机难以发挥作用,需要工作舰从外部进行紧急维护。

除负责日常的维修作业外,工作舰还要负责战舰的改装作业,所以其配置了船坞水平的修护装备。为了保障舰队的长期航行能力,工作舰同时兼具了资源采集作业的功能,可不断为舰队补充资源。

工作舰舰体大体呈正方型,体积偏大,缺乏武装,航速和机动力都偏弱。如果被敌军突袭,这种舰根本无力进行反击,所以一般会编配在后援补给部队里。

补给舰  补给舰舰体庞大,实际上就是一座太空里的活动仓库。装甲防护较弱,但与工作舰相比,补给舰还是配备了相当数量的速射炮,具有一定的反战机、反轰炸能力。由于需要为前方舰队运送给养,补给舰装备大量的高速穿梭机,其控制系统也具备监控各战舰物资消耗情况和全自动协调穿梭运输物资的能力。由于体积庞大,补给舰的航速相对较慢,因而整个宇宙舰队的行军速度主要取决于补给舰。“

设计难点

宇宙舰队属于常驻宇宙的太空军事力量,由于体积庞大,仅仅是最基本的转向动作都会使船体在巨大的扭力下出现应力形变,难以满足人类长期的生存条件。战舰的设计可谓人类历史上最综合、最复杂、最系统、最困难的科研项目。

目前,绝大多数公开的相对科学合理的宇宙战舰设计方案均采取了垂直设计的方式,布局参考的是现代的摩天大楼。这是为了让内部人员在飞船维持1G加速度时,可以享受到如同地面一样的线性重力。《苍穹浩瀚》作为一部少有的尽可能符合科学原理的科幻美剧,主角的“Rocinante号”飞船的舰桥就是垂直的,其他飞船也采用了类似的设计。

如果要让战舰能够长时间的维持1G加速度推力,就需要开发一款全新的燃料耗费比较低的大推力引擎。當前主流观点是寄希望于飞船能源核心的小型核能化,但是诸多资料表明,目前人类掌握的可控核裂变技术并不能为战舰提供足够的电力供给,大推力引擎的开发设计恐怕还需要等到人类掌握可控核聚变技术之后才能展开。

与影视作品不同,宇宙战舰不必将指挥舰桥前置,可以参考现代潜艇的CIC作战指挥中心,将最关键的指挥中枢放到战舰内部,通过外部传感器以类似全息投影的形式展现给舰内指战员。这主要考虑了宇宙战舰庞大的体积因素,前置舰桥、开设观察窗并没有太大的实际意义,反而容易增加作战时的防撞击压力。真空环境没有了大气的干扰,让雷达和远红外等探测器灵敏度大幅度提高,为内置指挥舰桥提供了条件。

另外,散热也成了宇宙战舰设计中的一个难点。宇宙战舰配备了强大的武器系统、强劲的能源核心、大推力引擎等,会产生大量的废热,所以必须考虑散热问题。在地球上,航空母舰和核潜艇使用海水散热,飞机和坦克利用空气散热。但是,宇宙真空空间只具有热辐射效应,不存在热传导和热对流现象,只能通过安装尽可能大的散热片来达到降温的目的,而内部结构间的水冷循环、风道通路、热传导链接的设计则更加复杂。美国的航天飞机进入太空后甚至采取了“脱衣敞怀”的方式,直接暴露内部结构来加大散热。

“星河舰队”的武器配备

导弹  面对外太空作战动辄超过1000千米火力打击的距离,导弹成为首选方案。没有了大气阻力和重力场的影响,一枚导弹只需要携带极少量的燃料就可以完成超过1000千米的长距离快速追踪打击任务,同时较轻的导弹也使其具备了完成高难度机动动作突破防护火力网的能力。

导弹的弹头大致有常规、核武和等离子三类。等离子弹头类似于破甲弹,能够击穿大型战舰的防护装甲,主要配备给太空轰炸机使用。核弹头配备的比例不高,并且主要由驱逐舰装备,由于会对侦察体系造成干扰,使用也相对比较谨慎。所有导弹皆采用触碰式或近炸式引信,出于安全的考虑,导弹的引信应当设定在离舰60秒后才能被激活。

电磁炮  电磁炮是通过电磁加速发射钨或贫铀合金炮弹的武器,目前各国已存在多种原型机和测试机。电磁炮应当多布置在舰艏两侧或舰侧的副炮位置以获得最大射界,主要负责小于1000千米交战距离的火力覆盖,一般能够直接击穿丧失防护能力的敌舰,破坏舰体等多种重要设施。电磁炮的炮弹具有极快的炮弹初速,仅需几秒便可命中敌舰,几乎不给对方任何有效预警时间,而且百倍音速的炮弹也是难以拦截的。小型的快速反应电磁炮亦可用于拦截导弹。

由于电磁炮电力消耗巨大,一般与耗能同样巨大的主炮配置在一起,便于为其配备单独的专门供电核心。

防卫速射炮 与现代军舰不超过10千米有效射程的近防炮不同,得益于真空环境的无阻力特性,宇宙战舰可以配备发射钨合金穿甲弹,射程高达100千米的40毫米口径防卫速射炮,为战舰构成数道密不透风的火力防御网,主要用于快速击毁敌方近身的小型舰艇、登陆艇、战斗机、轰炸机和导弹等。

大型战舰的各个方位都会部署大量的速射炮,最多者甚至可达120余门。同时,为最大化提高速射炮的杀伤效能,所有战舰都会配备近防炮火控系统,结合雷达系统一同全自动分析来袭目标的运行轨迹并计算射击提前量,自动操作速射炮执行近卫射击。

总之,想要组建属于人类的宇宙舰队,目前还有诸多技术难点需要攻克,如定向能激光武器技术、核能小型化技术、可控核聚变技术、防撞击护盾技术、低耗材大推力引擎技术、系统稳态维持减熵技术等。

我国也在不断地向航天领域倾注力量,加大科研投入力度。但有一点必须清楚,占领这些技术高地仰赖于我们当代青年,我们应好好学习,努力钻研,争取为我国航天事业贡献自己的一份力量。

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