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中船集团谈设计、建造航母带刀侍卫054型护卫舰

054A导弹护卫舰体现了我们国家强大的造船实力、科技实力和制造能力,有力推动了中国海军走向远洋作战,保卫了祖国的万里海疆。导弹驱逐舰作为海上军事装备核心一环,被誉为航空母舰的“带刀侍卫”,不仅能攻防一体保卫舰队安全,而且在关键时候还能充当旗舰领导舰队战斗。随着中国军事船舶技术的不断取得突破,中国海军已启动了新一代护卫舰054B型的研制。中船集团近日发文从设计、建造、配套等角度谈了新型航母带刀侍卫054型护卫舰的出笼。


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2000年,是一个新的千禧年。对于中国来说,新世纪的第一个年头,地平线上升起的既有无限的希望,也有巨大的危机。20世纪末的科索沃战争、台海危机、被蚕食的南海主权,让中国感受到国家利益受到的威胁,也认识到在军事力量,特别是海军建设上的短板——发展先进的海军装备刻不容缓。


从“零”开始,朝着那个灯塔走过去


护卫舰是一个可以单独执行任务,但更主要的是在舰艇编队中起护航作用的舰种,担负着反潜、防空、警戒等任务。通常,该型舰比驱逐舰要小,但却更机动灵活。正因为这样,她是海军最常用的舰艇。


2000年,全世界海军的目光都聚焦在一型刚问世的导弹护卫舰身上——法国拉斐特级导弹护卫舰。她是世界上第一艘具有隐身功能的军舰。


法国拉斐特级导弹护卫舰


——隐身技术


军舰隐身至少有三个方面:声纳隐身、红外隐身和雷达隐身。声纳隐身就是要让舰艇发出的各种声音尽量小,红外隐身就是让舰艇的热源尽量隐蔽,而应对雷达隐身,就要改变舰艇的外形。


雷达是靠回波探察物体的,如果像拉斐特级导弹护卫舰那样具有奇特的几何切面,就能把发射来的雷达波反射到别的方向,让敌人的雷达无法获得回波,从而躲避敌人的侦察。虽然舰艇完全隐身是不可能的,但可以让敌人晚发现,就可以为先于敌人采取行动赢得时间。


拉斐特级导弹护卫舰是世界最早在舰体上采用各种手段进行隐身的舰艇,对各国军舰的设计产生了深远的影响。从这艘军舰开始,“隐身”成为最受关注的舰艇技术指标,而迅速赶超这型划时代军舰就是当时中国海军定下的目标。


护卫舰建造任务艰巨。因为054型舰的定位是验证型,如果研制成功,就可以在此基础上发展后续型号;如果不行,中国的先进护卫舰计划将夭折。而此时,中国研制大型隐身护卫舰的经验几乎为零


新中国建立的时候,人民海军的护卫舰大都来自接收和缴获的国民党海军和美、日海军的旧军舰,那时候只是解决了军舰的有无问题。20世纪70年代末,中国又发展了第二代护卫舰,其中,最有代表性的就是053型导弹护卫舰。053型护卫舰虽然赶上了世界海军护卫舰导弹化的潮流,但还没有采用隐身设计。不仅如此,053型舰的排水量也很小,仅为拉斐特级舰的一半,只适合近海作战,而且拉斐特级舰的武器和作战指挥系统也比053型舰先进得多。无论从哪个方面比较,053型舰都与拉斐特级舰存在着巨大的代际差距。


摆在设计人员面前的任务艰难但却非常明确:对标拉斐特级舰就必须在隐身、作战和动力三个方面超越她


现代军舰要实现对雷达的隐身,主要是改变军舰的外形,把武器和各种设备包裹在多面体的外壳里,所以,隐身功能强的军舰,船体表面几乎找不到一块垂直的钢板。这样的设计听起来简单,但也带来一系列难以解决的问题。


针对“隐身”带来的问题,研究人员一次又一次开会,各抒己见。当时大家都知道,世界各国具有隐身功能的军舰都采用了几何多面体的外形,但在相同的动力、相同的荷载下,哪种构型能够让军舰跑得更快、跑得更稳?为此,科研人员做出了舰体的模型,并将其一次次放到水池中进行拖曳实验,测量船型的阻力大小。


电磁兼容是“隐身”给军舰设计带来的另一个大问题。因为雷达、天线等各种设备集中在一起,彼此之间的电磁信号常常相互干扰。若因电磁干扰关闭雷达,可能就会遭到敌军突袭。“谢菲尔德”号被击沉就是最惨痛的案例。


1982年,马岛海战爆发。当年5月4日,阿根廷的两架超级军旗战机腾空而起,接着超低空飞行,接近英国皇家海军编队。此时,英国皇家海军的主力驱逐舰“谢菲尔德”号要使用卫星通信和伦敦联系,通信设备和雷达之间有电磁干扰,舰长便下令关闭了雷达。谁也没有想到,阿根廷战机正在抵近,并且已经瞄准“谢菲尔德”号。数秒之后,一枚飞鱼导弹正中“谢菲尔德”号右舷,把英国皇家海军视若珍宝的这艘驱逐舰一举击沉。


由此,电磁兼容成为现代军舰必须解决的问题。054型舰上大大小小的通信设备、雷达和各种天线都被拿到实验室,测量它们的电磁信号数据,然后根据这些数据对设备进行调整,保证它们装舰以后不会相互干扰。


——动力装置


码头上堆积如山的集装箱,是中国越走越远的全球贸易的写照。在中国军事力量走向深蓝之前,中国的经济贸易早已遍及全球。为了应对可能的军事威胁和保卫领土权益,也为了维护已经遍及全球的经济利益,中国需要一支可以走得更远的海军。


海军的这种战略需求直接体现在对054型舰下达的设计指标上。海军提出,新一代护卫舰必须具备远海作战能力,吨位要比053型导弹护卫舰翻倍。这意味着必须为054型舰准备新的大功率发动机


——作战系统


有人说动力系统是军舰的“腿”,雷达是军舰的“眼睛”,导弹、鱼雷、大炮是军舰的“拳头”,而信息化的作战指挥系统就是军舰的“大脑”。


作战系统是054型舰技术攻关的又一个重点,那时候,053型导弹护卫舰已经在局部采用了作战系统,但对标拉斐特级舰这样的先进战舰,仍然有巨大的差距。


徐世均


中国船舶工业集团有限公司所属中国船舶工业系统工程研究院行业总师徐世均说:“就054型舰的研制来说,我们短板较多、起点较低、要求较高。当时要对标西方先进的护卫舰作战系统,那么,如何确定054型舰作战系统的技术路线?”


在思考作战系统技术路线的时候,徐世均和他的团队把开发重点放在开放性上,也就是先考虑现有的成熟国产武器装备,又为将来的升级换代预留位置


徐世均说:“当时在考虑系列化发展过程中,为便于后期的升级改造,我们采用了直置结构分布式系统的体系结构,这是当时非常新的网络技术。”


徐世均把他十几个人的团队拉到部队的一个会议中心,封闭起来,日夜突击进度。至今他还记得和同伴工作到凌晨,废寝忘食,走了10公里到处找吃的的经历。“我们忙到了第二天凌晨四点,把意见大概处理完了,饿了。当时我们在小屯,2002年北京四环还没修好呢,一直走到公主坟的‘永和豆浆’才吃上饭。吃了一点油条和豆浆,天马上都亮了,我们就立马赶回去。我印象特别深。”徐世均回忆说。


整整2年夜以继日的工作,054型导弹护卫舰的设计方案形成了。对比053型导弹护卫舰,054型舰实现了“代”的跨越


数字和图纸是抽象的,中国新一代导弹护卫舰是什么样子?人们充满了期待。


奋揖争先,赶上军船建造新浪潮


中船集团所属沪东中华造船(集团)有限公司被称为“中国海军护卫舰的摇篮”。它是一家老军工单位,从1952年开始就为中国海军建造护卫舰。


2002年9月,054型导弹护卫舰的图纸送到了沪东中华。她越先进,对船厂就越是巨大的挑战。而且,这个项目作为国防的重点项目,在时间上非常紧迫,2005年年底必须交船。


数月以后,同样的图纸也送到了位于珠江边的中船集团所属中船黄埔文冲船舶有限公司。该公司也是一家具有悠久历史的军工企业。


黄埔文冲长洲厂区有一个已弃置的石船坞柯拜船坞,这是该公司的发源地。1845年,英国人约翰·柯拜在这里修建了外国人在中国的第一座船坞。1861年,柯拜的儿子在不远处修建了另一座船坞,即录顺船坞。洋务运动时期,两广总督刘坤一从英国人手里赎买了它们,让其为中国海军服务,其中,录顺船坞直到今天仍然在使用。


聂黎军


黄埔文冲副总经理聂黎军说:“其实我们这个工厂,真正有历史是1845年。1840年鸦片战争之后,外国资本进来,所以这个厂在建立过程中,应该说体现出了我们国家一种屈辱史,在共产党的领导下,迎来了企业的新生。”


21世纪起初的几年,中国的军舰建造工业正站在由旧到新的门槛上,两个技术出现了——三维制图设计和船体总段建造法。054型舰恰巧赶上了这两项技术,并掀起了将其应用于军事船舶建造的新浪潮。


——焊接难题


设计图纸送到沪东中华的设计室后,有很多细节要根据船厂的情况进行调整,这就需要出详细的生产图。


郑豪


沪东中华副总经理郑豪说:“三维设计有什么好处?实际就是在计算机里面,把一艘整船、一张图纸,方方面面都做了一个建模。通过计算机直接把零件放样放出来。直接把这个零件的切割数据传输到切割机上面,对于生产来讲,省了很多工序。”


传统的造船采用的是塔式建造法,简单地说,就是整艘船从底部开始,一层层往主甲板和上层建筑发展,而新的总段建造法,就是把大的船分成若干环形分段,在不同的地方建造,最后在船坞里完成拼装。船厂的船坞数量是有限的,总段建造可以极大地提高船坞的利用率,但总段建造是有难度和风险的。


马国栋


沪东中华原总经理马国栋说:“将船截成三段对船厂来讲难在什么地方?第一是设计,第二是配套。船一旦三段合拢以后,不可能再安装大设备了。所以必须要解决设计和配套的问题。”


2002年12月,第一块钢板在沪东中华切割,标志着054型舰正式开始建造。不久,第二艘054型舰也在黄埔文冲开工。054型舰在攻克设计难关之后,又要跨越造舰技术革命背景下新材料、新工艺等一系列建造难关,为中国造舰技术大发展积累经验。


张翼飞


张翼飞是沪东中华经验最丰富的焊工,也被人称作“焊神”。他是沪东中华的第一位高级电焊技师,也是中船集团首席技师。1995年,他获得第一批“全国技术能手”称号;次年,又获得“中华技能大奖”。


焊接是一个苦活儿,对张翼飞来说就更是如此。他1米八几的大个儿,要常年窝在军舰不足一米高的空间里。但张翼飞喜欢电焊。他拿“中华技能大奖”的时候,曾经有记者问他,还能在焊工岗位上坚持多久。“我说我可以跟你承诺,我可以在这个上面干一辈子。然后七点半的晚新闻突然就播放了我这段话。我的亲戚朋友、长辈们都知道了就说‘你傻啊,你这个话说了,你以后怎么办,还有机会转吗?’其实这个问题呢我倒不是这么看的。”张翼飞说,“我这个人适合做焊接,我比较喜欢焊接,喜欢研究这个东西。我觉得我做焊接蛮好的,做一辈子没问题的,我肯定做一辈子的,就这么承诺人家的。”


054型导弹护卫舰使用了以前从未用在水面舰艇的新型钢材,焊接试验的任务毫无悬念地选择了张翼飞。可是,刚一上手,他就发现以往的经验不灵了。张翼飞第一次焊出来的焊缝,拍了片子,拿到实验室一看,人家立刻打了回来,说不合格!


054型舰使用的钢板不仅薄,而且合金成分多,要想焊好,就得摸索出新工艺。张翼飞一遍遍地试焊,两个星期之后,他焊出的东西被再次送到焊接试验室,结果发现,强度竟然超过了规定标准。驻厂的军代表颁布了一个规定,凡是上054型舰进行焊接工人,都要经过张翼飞的培训,即使拿到过国际船级社认证的工人也不例外。


晚开工的黄埔文冲也被新材料带来的焊接问题困扰过。不同的气候条件,对焊接的技术要求不一样,沪东中华的经验并不完全适用于黄埔文冲,但经过1个月的努力,他们最终找到了解决的办法。


——装配难关


后墙不倒的压力下,建造工作紧锣密鼓地进行着。装配又成为新的挑战。054型舰的吨位大,沪东中华当时没有相应的水平船台,只能把她放在一个斜船台上。


施勇


造船对水平度有严格的要求。在有斜度的船台上装配,无疑加大了工作难度,也增加了工作量。054型舰动力系统的主轴有几十米长,几个基座和轴架是在不同的分段制造的,如果各个分段不能精确保持在一条轴线上,将来的主轴就穿不进去。时任沪东中华搭载车间主任施勇说:“船体的定位误差不能超过3毫米。”保持定位的准确,需要在施工中不停地测量和不断地调整,辛苦的是一线的工人。


魏青林


魏青林当时就负责主动力系统的安装工作。“打眼打到凌晨三点钟,就在更衣室里睡了两三个小时,然后继续上班。我这眼子不转我觉得我很没面子。”他说道。


吴宏海


指挥吊装的人叫吴宏海,曾是沪东中华武备电子科的科长。054型舰的主炮就是他当年带人安装的。054型舰主炮的接口非常精密,要把炮和基座对接在一起,误差不能超过0.2毫米,可是船体在不同的温度下会有变化。054型舰的钢板薄,这种因为气温产生的变化会影响基座的口径,安装必须在基座内径变形最小的时候进行。


吴宏海回忆说:“做了3天时间,天天测量,找出最佳时间。比如,我零点开始测,两点、四点、八点、十点,到第二天从一点、三点、五点这样测。这个数据基本就出来了,早上这段时间是变得慢,中午下午变得快,晚上又变得快。”


吊装工作安排在了早晨,且必须在规定时间里迅速完成,错过了窗口期,就只能等第二天了。“这个炮船是斜的,水平炮座也是斜的,炮吊的时候也要斜。你如果吊水平的,前头进去了,下面进不去了。”吴宏海说。


可时间一分一秒地过去,炮还是没有装进去。


“吊上去不行,再放下来再重新吊。我跟我们领导讲了,还有15分钟,现在九点零五分,到九点二十再吊不上去,今天又不能吊了——急啊!最后摇好,弄好,在上边摆好,一下放进去了。”吴宏海说。


2004年8月,沪东中华的054型舰已经完成主体建造,在码头上安装调试各种设备。而黄埔文冲的054型舰则完成了合拢,开始船上的装饰和设备组装。


钟丽红


黄埔文冲的钟丽红当年负责焊接054型舰上各种线缆,人们说她干的是“鸡蛋上绣花”的活儿。


钟丽红说:“东西要求高,插头又很昂贵,那个针是10厘米长的金色的,他说又不能压反又不能压断,插头很密,你不小心搞断或者是扳断了,就会短路。”


当时,电缆接头的焊接需要特殊焊材,而这种焊材只能依靠进口,第一批焊材用完之后,线缆焊接工作停了下来。两个星期过去了,进口的焊材仍然杳无音讯,延期交船的风险迫在眉睫。


那时候,钟丽红才工作了两三年,并没有干过新系统的焊接工作,可犹豫再三,她还是找到了供货商,准备用现有的国产焊材完成任务。“我跟师傅说,你这种新型号,我有信心能做出来,我现在跟你讲什么,你以为是我夸夸其谈,我就蹲在那里做,用实际行动证明。我把整个头子做下来给他看,他就对我竖起一个大拇指,称赞我们公司也有做这种特殊电缆的高手。”她说道。


054型护卫舰上有近两万个电器插头,这些插头的焊接都是出自钟丽红这样的女工之手,这样的工作看起来平凡,但却责任重大,因为只要一个接头松动,军舰就可能出故障。


陈妙根


时任黄埔文冲董事长陈妙根说:“我这个人也很‘坏’,到了船上以后,不管到什么地方,随时哪根电缆拉一拉,看看有没有松掉。拉下来就麻烦了,线头全部给我重搞。最终保质保量完成了任务,我们这批女工很厉害!”


——海试大考


2004年11月,沪东中华码头,中国海军的第一艘054型舰已经完成码头系泊试验,正在做海上航行试验前的准备。 其实,在054型舰快要完工的时候,网上就已经开始流传她的照片和各种想象图。 很多军迷评论说,“054是中国海军最漂亮的军舰” 。


这艘在很多人眼里最漂亮的军舰缓缓驶离码头,开始海上航行试验。包含了大量新技术的舰艇,从图纸变成了“真家伙”,但她在海上跑起来,能不能经受住各种考验呢?海上航行试验很苛刻,有时候要专门在海况恶劣、风浪大的时候测试。


武器试验是航行实验的一大内容,主炮、鱼雷、对空导弹,一项项测试结束了,最后剩下反导的舰载武器系统是最复杂的。按照测试方案,将有敌舰在不明位置向054型舰开火,并以一枚导弹攻击。这时候,要检查054型舰的探测器能否发现来袭导弹,作战系统能否迅速作出反应,将来袭导弹击落。


操作是由海军进行的,科研人员只能在舱室里等待。那时候,舰艇上一片寂静。忽然响起了战斗警报,然后是反导导弹的发射声和密集阵的射击声,再然后是爆炸声。


承载着中国海军护卫舰赶超世界一流水平的巨大希望,054型舰首舰终于在2005年3月提前交付,入列海军,舷号525。随后,黄埔文冲的054型舰也在2005年9月交付,舷号526


054型导弹护卫舰 马鞍山舰


054型导弹护卫舰 温州舰


爬坡过坎,造就中国造舰井喷时代


可是,当人们还沉浸在喜悦中的时候,却传来了令人不安的消息。2005年10月,在海军执行任务的时候,054型舰的动力系统发生故障,柴油机的曲轴出现裂纹


柴油机厂、设计部门、造船厂,还有海军的相关部门人员坐在一起反复排查,终于发现控制系统上的一个参数错误。054型舰的主机被拆下来,送回了陕柴重工。


苏云飞


时任黄埔文冲副厂长苏云飞说:“后来经过专家的分析,明确是主机超负荷。那按照我的分析呢,你全速前进马上倒车,转换过程中就可能出现负荷加重。”


问题找到并很快解决了,可这次故障却始终像一块石头压在人心里。 几年以后,很多人对054型舰首舰的这次事故仍然不能忘怀。人们说 这是中国船舶军工必须要迈的一道坎、要闯的一道关,过去了,就上了一个新台阶 。


胡建耀


沪东中华军品总建造师胡建耀说:“后来有这么一个故事。2010年大年初一下午,我们休息在家。突然接到一个电话,我一看是国际长途,号码也不太明白。电话通了以后就说,胡建耀啊,我是王献忠,我在亚丁湾护航呢,随着525舰。”


从舰队基地到亚丁湾,那是4000多海里的航路,再加上连续执行任务,这对军舰无疑是个考验。难道发动机又出问题了?胡建耀的心立刻提到了嗓子眼儿。


‘自从2005年我们主机轴系折腾完以后,现在运行非常之好,你放心好了,我就给你拜个年’,我的心一下放下来了。通过亚丁湾远航护航执行任务以后,几万小时航行下来,确实证明了机和船整个运行状态非常良好。”胡建耀说。


研究中心的会议仍然充满争执,沪东中华和黄埔文冲依旧繁忙。两艘054型舰获得成功之后,海军很快决定推出改进型号,这就是054A型舰


054A型舰首舰 徐州舰


2008年9月, 054A型舰首舰在黄埔文冲下水。054A型舰大规模更新了武器装备,采用了自主研制的垂直发射对空导弹,更先进的主炮、超视距的雷达、更新型的作战指挥系统,作战性能上得到了进一步提升,但所有这些都是基于054型舰提供的平台。


从2005年两艘054舰下水之后,中国先后生产了几十艘054A型护卫舰。武器系统更新之后的054A型舰,已经全面超越了拉斐特级舰,成为世界上先进的导弹护卫舰之一。而054型舰首先采用的隐身技术和舰船建造技术,被应用到其他舰艇上,造就了中国海军造舰的一个井喷时代。


054型和054A型导弹护卫舰是中国海军执行任务最多的当家舰艇,已成为中国大国形象的象征,也助力中国海军迈出了从近海到深蓝的一大步。


因为型号代码恰巧与“五四”青年节重合,军迷们亲昵地称呼充满了现代感的054型舰和后续产品为“新青年”。只是,当年这些舰船的设计和建造者都已不再年轻, 那些分系统的设计师如今大都成了总师或者副总师。


来源: 中船集团 策划 陈璐


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