关于歼10与F-16的文章网上已经很多了,各种观点都有,但感觉分析的还不是很全面,导致得出的结论缺乏可信度,歼10比F-16好,好在什么地方?差,又差在哪里?缺乏理论根据,本文将对这两者的胜负问题,再作一番深入的探讨
在F-16系列里,最先进的终极F-16是出口阿联酋的F-16E/F“沙漠隼”,与美国空军标准的50批F-16C/D型相比,该机至少有70%的结构已经改变;性能极为先进,歼10赢了F-16A/B不算本事,只有盖过了F-16E/F,我们才能说,“猛龙”比“战隼”强。
首先,作为两款先进的多功能中型战斗机,争夺区域制空权应是其重要任务,也是区分战机性能好坏的重要环节,要在激烈的空战中取得优势,必须拥有优异的机动性能和强大的电子设备。
在发动机推力和起飞重量相差不大时,气动布局往往对飞机机动性能有巨大影响。与F16一样,歼10也采用了翼身融合体设计和机腹进气,以及先进的放宽不稳定的四余度电传操作系统,有所区别的是歼10采用的近耦鸭式布局,全动鸭翼配大后掠52度三角翼,与F16E/F采用宽边条,带前后缘襟翼的40度后掠梯形翼,展弦比约为30的 设计想比,就常规机动性而言,,歼-10空战推重比略逊于F-16A(后者约115),优于F-16E/F(虽发动机推力增大30%,但起飞重量增大了50%),翼载则小于F-16任何型号。由于F-16E/F采用固定进气道,高空高速性能无法和歼-10匹敌,在BVR中,歼10无疑更占优势,只有在中低空亚音速区双方互有长短:由于歼-10鸭式布局使得诱导阻力大,推重比略小,估计其中加速性、爬升能力以及稳定盘旋能力可能略逊于F-16A,但必定优于F-16E/F,而瞬时盘旋能力则优于F-16任何型号。另外,在空战最频繁发生的跨音速段,由于低展弦比的大三角翼具有从亚音速到超音速时焦点移动量小的优点,因此歼-10在此段的加速性能尤其出色,这在空战中会给歼-10带来更多获胜的机会。
虽然F-16E/F的气动外形不占优势,但能在沙特先进战斗机的竞标中击败法国阵风和欧洲台风,是与其强大的电子设备是分不开的。这一点上,歼10没有优势可言。
F-16E/F"机头内装有F-16家族中最先进的、功率最大的火控雷达-AN/APG-80先进捷变波束有源相控阵雷达。 这也是用于在研的第四代轻型战机F-35上的新设备,其探测距离比F-16I安装的AN/APG-68(V)9合成孔径雷达大2倍,对RCS=3的目标探测距离超过150公里,APG-80雷达具有先进的对空和对地两种工作模式,可以连续搜索和跟踪出现在它扫描范围内的多个目标。具有高清晰度合成孔径雷达成像能力。对地分辨率为061米,可探测90公里外的小型巡航导弹和隐型飞机,雷达的可靠性也比传统的机械扫描雷达高2倍。与采用JSF雷达的F-16E/F相比,歼10采用的雷达,网上一直有争论,综合考虑,最有可能的应该为南京14所的国产1473型雷达,据说它是在ZHUK-M的基础上研制的无源相控阵雷达。对RCM=3平方米的目标搜索距离为140公里,可以同时跟踪15个目标并攻击其中威胁最大的4个目标。14所研制的在170舰和空警2000上装备的相控阵雷达已显示出其在研制先进雷达上所具备的实力。
而头盔瞄准具方面,歼10是由洛阳光电技术研究所开发的水平视场达到了正负120度头盔瞄准具,与整和平显信息的联合头盔瞄准系统(JHMCS)相比,在自动化程度和功能上稍有差距,对近距格斗结果影响应该不大。
与F-16E/F的AN/APG-80相比,在探测小型目标和对地高分辨率探测方面1473有差距,而在对与RCS=3的目标方面则与AN/APG-80旗鼓相当,因此可认为在空中态势感知方面,歼10不差与F-16E/F,不亚于AIM-120C和AIM-9X的R-77+R-73E结合歼10的高空高速以及中低空高机动能力,使得歼10不论是在BVR还是近距格斗中都有优势。
当然,在强电子干扰的条件下,依靠集成前视红外瞄准系统(IFTS)的F-16E/F会表现的更好。
如果只是空战,那么我可能倾向驾驶歼10,但如果要执行对地攻击任务,则可能会选择F-16E/F,因为它除了全套的先进制导弹药外,超低空突防技术最先进的,也只有美国。
60批次的F-16拥有可编程数据转换器(DTC)。可储存数字式地形起伏数据库。
F-16E/F在低空飞行状态下,飞机有两种地形跟踪模式。一种是数据库地形跟踪模式,利用地形升降数据库来确保离地高度。另一种是雷达地形跟踪模式,利用APF-80雷达保持与地面的距离。飞行员可任意选择哪一种模式,高度可在30米-300米之间选择(树梢高度),采用人工驾驶或自动驾驶均可。使用数据库地形跟踪模式可以让F-16E/F即使在超低空,也可作剧烈机动动作,更有效攻击目标和摆脱防空火力,结合JASSM防区外发射弹药/JDAM精确制导炸弹/JSOW防区外制导弹药/AGM-142精确攻击弹/AGM-130精确制导导弹哈姆反辐射导弹等的F-16E/F在对地轰炸中,与依靠传统雷达突防的歼10相比,无疑是后者难以超越的。
在信息化技术使用方面,美国人极为迷恋并保持其领先,F-16E/F的采用“综合核心处理机”(ICP)完成包括雷达和电子战系统在内全部传感器和设备的信号/数据处理工作,光纤传输网络的带宽是1553B数据总线的1000倍,由于先进数字技术的运用,F-16E/F的坐舱自动化方面教歼10自然更加先进,人员的工作强度更小,反应更为迅速,在作战中,将会极大弥补其在机动性上与歼10的差距。
结合JSF技术的F-16E/F毫无疑问是一款强大的中型战斗机,即使与狂风和阵风相比,也丝毫不逊色,但其不具备超音速巡航,超机动性和隐身能力,使其在面对采用四余度电传操作系统和优异气动布局的歼10时,即使电子设备更为先进,也很难具备真正压倒性的优势,而歼10作为新型战机,却具有极大的改进完善潜力,随着我国隐身技术,新型AESA雷达,推力矢量喷管TVC控制和大推力涡扇机的研制成功,我们的歼10将会把这只30年的老隼远远抛在后面。
中国的歼10战机相当于美国的F16战斗机。
歼一1O和F一16性能对比:
空战机动性的对比F一16在设计之初主要突出空战格斗,也就是互相"咬尾"的空战模式,为此采用了中等展弦比、中等后掠角的机翼。这种机翼在亚跨音速条件下具有较低的诱导阻力,适合稳定盘旋机动,但是超音速阻力较大,不利于超音速飞行。F一16采用的边条翼布局可以非常明显地增大机翼的升力,提高失速迎角,在一定程度上降低诱导阻力。机翼采用了前缘机动襟翼,也是为了降低诱导阻力,提高盘旋性能。
推重比为8的F100一PW一100发动机使F-16全机空战推重比达到115,结合上述的气动设计特点,使F-16的稳定盘旋性能十分优秀,爬升率也很大。但是F一16基本放弃了超音速性能,进气道采用了不可调的皮托管式。这种进气道重量轻,在亚音速条件TStl发动机结合得非常好,但是超音速条件下推力损失很大。所以F一16虽然号称最大马赫数达到20,但是实际上它的超音速性能是比较差的。
歼一10和F一16在设计上的共同点是,都利用了漩涡空气动力学的研究成果,相对于第二代战斗机明显提高了机动性。但是二者在飞行性能上的侧重点明显不同,歼一10要求具有很好的超音速性能,突出亚音速瞬间盘旋性能,同时具有较好的亚音速稳定盘旋性能。而F一16则放弃了超音速性能,主要突出亚音速稳定盘旋性能,有比较好的瞬间盘旋性能。它们在设计重点上的差别,体现了不同时代空战需求的不同。应该说,歼一10的研制年代在后,更能符合现代空战的需要。
超音速盘旋性能主要取决于超音速条件下的剩余推力和飞机操纵性能。在超音速时,飞机的升力中心后移,使平尾配平困难,飞机操纵性能下降。歼一10的机翼形状和可调进气道更适合超音速飞行,因此可以确定其超音速加速性优于F一16。
歼一10的静不稳定度应该大干F一16,而且鸭式布局在超音速时升力中心后移较少,因此超音速条件下的稳定盘旋能力应该优于F一16。
在现代空战中,超视距空战和离轴发射成为主要作战方式,因此歼-10的机动性比F-16更为全面,也更适合现代空战的需要。
多任务能力的对比F一16最初完全作为一种廉价格斗机来设计的,并没有考虑多任务的能力。但是通过实践使用发现,第三代战斗机的机动性好、航程远、载弹量大,完全可以作为多任务战斗机来使用。因此F-16通过改进强化了对地攻击能力。一方面在航电系统上进行修改,以适应对地攻击的需要;一方面加强结构提高了最大起飞重量。但是付出的代价是飞机重量增加很多,第50批次的F一16C比早期的F一16A重了约1吨。飞机空重的增加会引起各方面性能的下降。通过增大发动机推力可以弥补一部分性能的损失,但是瞬间盘旋性能的下降是不能通过增大发动机推力来弥补的除非增大机翼面积--这就涉及到全机外形的重大调整。在飞机设计过程中飞机的重量和气动外形、起飞推重比是经过优化以后达到的最佳结果。大幅度增加飞机重量,必然会破坏这种优化的效果。F一16在设计之初没有考虑多任务作战的需要,因此在后续改进中大幅度增加重量,也是出于无奈。
F一16C这种轻型战斗机要满足多任务作战需要,空机重量应该超过8吨,起飞重量应该在12~13吨左右。歼一10在设计之初应该就选择了这样的重量标准,而F一16是通过不断改进而来,说明歼一10的设计起点高于F一16。但是限于航电水平和对地攻击武器的种类,歼一10目前在对地攻击能力上还不如F一16C。不过我国空军目前装备的歼轰一7和苏一30MKK战斗机都具有很强的攻击能力,歼一10更适合执行空战任务所以强化歼一10对地攻击能力还不是很迫切的需要。
航电系统的对比歼一10和F一16C在航电系统的结构上应该属于同一代产品,但是F一16的航电系统结构相对比较简单,采用的是单层次总线系统,有两条互为余度的数据总线,所有功能组件都与这两条总线相连,火控计算机作为总线控制计算机惯导计算机作为备份的总线控制计算机。而歼一10的航电系统结构可能与F/A一18类似,采用双任务计算机控制两组双通道总线的结构。
从体系结构来看,歼一10的航申系统比F-16更为复杂,数字化程度也更高,更方便进行升级。F一16最新型号的单个航电设备要比歼一10先进。例如F一16 Block60已经采用APG一80有源相控阵雷达。但是从F一16的航电体系结构来看,即使采用了相控阵雷达,也只是雷达探测性能有所改善,不可能达到APG一77的"综合射频"系统的水准。而歼一10航电系统的改进除了改进单个航电设备的性能以外,可以向火一飞一推一体化控制系统发展,提高飞机的作战性能。
改进潜力的对比F一16是从空战飞机逐步改进为具有超视距作战能力和对地攻击能力的多用途战斗机。而现在,它在美国空军中的地位主要是执行对地攻击任务,兼顾空战,作为F一15战斗机的补充。F一16通过多次改进,增重较多,虽然也相应地增大了发动机推力,但是瞬间盘旋性能下降很多。限于F一16的气动特性在它所擅长的范围内已经发挥得比较完善,若再要提高机动性能,只能对全局做重大调整,这样做的现实意义不大。因此,F一16今后的改进主要体现在航电和武器系统上。
而歼一10在研制时限于当时的技术条件有许多设计在工程化之后还没有达到最佳效果因此在机动性能上仍有明显的提升空间。例如,歼一10在复合材料的使用上留有余地,通过增加复合材料用量可以明显降低飞机重量。歼一10如果采用推力更大的发动机,能大幅提高爬升性能和稳定盘旋性能。歼一10的飞控系统将限制迎角定得比较保守,而大后掠角三角翼的失速迎角一般都比较大(35度~40度),通过对飞控系统的改进,或者增加矢量推力,可以放宽飞行迎角的限制,发挥歼一10的升力特性。
歼一10的航电和火控系统在设计时应该考虑了现代战斗机航电和武器系统不断升级的需要,在软件上作了充分考虑。在更改了航电设备的硬件,或者增加了某种武器之后,相应的控制软件能够比较方便地升级,而不需要像过去的战斗机那样,每做一次修改都要出一个改型。这得益于最近二十年来信息技术上的飞速发展晚诞生的飞机在信息化水平上的优势远远超过前代飞机。例如,二十世纪八十年代的先进战斗机,其控制计算机的运算速度是每秒几十万次的水平,而现在普通CPU都已经达到几亿次的运算速度。运算速度相差这么大,设计者在设计航电系统的控制软件时所考虑的复杂性就完全不同,设计出来的软件的完备程度也完全不同。
通过对发动机、结构和航电系统的改进,歼一10的对空作战能力可以接近号称三代半的"台风"和"阵风"战斗机,超出一般的第三代战斗机。
F一16研制于三十年前在当时采用了许多先进的航空技术,例如放宽静稳定度、随控布局、电传飞控、边条翼布局等,开创了战斗机的一个新时代。但是,时代总是发展的,例如空战观念的巨大变革,信息化技术的飞速发展,这在F一16研制的年代不可能都预见得到。因此,后研制的歼一10在设计观念上有许多地方要比F一16先进,虽然歼一10目前在某些单个设备的功能上还比不上F一16,但它最后所能达到的整体性能要明显高于F一16。歼一10的研制,达到甚至超过了它研制期间我国航空技术的水平,是一种非常优秀的战斗机。
“俾斯麦”级战列舰的各个性能数据基本上和设计计划差不多,只是排水量大了很多。舰长2505米,水线长2415米,舰宽36米,最大吃水999米,标准排水量为:“俾斯麦”号41700吨,“提尔皮茨”号42900吨。满载排水量为:“俾斯麦”号49400吨,“提尔皮茨”号52900吨。最高航速:“俾斯麦”号3012节,“提尔皮茨”号308节。最大续航力:“俾斯麦”号8500海里,“提尔皮茨”号9125海里。 “俾斯麦”级战列舰吸取了“沙恩霍斯特”级战列巡洋舰的经验,特别是制造工艺上,船体结构的焊接量有很大的增加,达到了95%。“沙恩霍斯特”级战列巡洋舰适航性差的问题在“俾斯麦”级上完全消除,并且有了很多改进,如非常适合在大西洋恶劣海况使用的大西洋舰艏和至今一直非常广泛使用的外张干舷等。
主炮
早在1934年《英德海军协定》签订以前,德国人就已经开始对安装在“俾斯麦”号上的SK-C/34型380毫米主炮的设计和试验工作。德国海军在最初的主炮口径选择上考虑过两种方案,一是采用406毫米主炮的方案,二是采用380毫米的主炮设计。虽然选择406毫米主炮的设计方案,无论在弹丸重量、火炮射程和威力上都将远胜于380毫米主炮。
但有鉴于当时德国从来没有制造过如此大口径的主炮,缺乏在经验和技术上的支持,存在着一定的风险。况且,如果真的采用了406毫米主炮的方案进行设计,不仅需要对原有设计方案进行重大修改和调整,更会影响到整舰的建造与服役时间,建造所需的费用也将大大超出原有预算。经过一番考虑后,德国决定“俾斯麦”级战列舰采用380毫米的主炮。 “俾斯麦”级战列舰的4座主炮塔,在前甲板和后甲板分别各布置两座,从前向后依次命名为安东(Anton)、布鲁诺(Bruno)、凯撒(Caesar)和多拉(Dora),四座主炮塔的编号分别用各自命名的第一个字母编为A、B、C、D。
“俾斯麦”级战列舰装备的主炮为8门SK-C/34型52倍口径(按照英国标准为47倍口径)380毫米炮,该炮由德国克虏伯公司于1934年设计,1939年研制成功并定型生产。每座主炮塔重约1100吨,单门火炮全重110700千克,总长度1963米。“俾斯麦”级的身管制造采用了与“希佩尔海军上将”级重巡洋舰相同的三节套管结构工艺,以保证火炮的制造精度,但成本过于高昂,且制造工艺复杂,不便与身管的大批量生产。
身管内刻有90条深45毫米,宽776毫米的膛线,膛线长度为15982毫米,身管长1786米,膛室容积为319升,发射药为212千克,最大发射膛压为3200千克/平方厘米,身管寿命约为180~210发。可发射重800千克的被冒穿甲弹和高爆弹,穿甲弹和高爆弹的长度均为1672米,最大射速为23~3发/分,最大射程为36520米/30度,炮口初速为820米/秒,在射程为35000米的距离上可击穿170毫米的德制水平表面硬化装甲。主炮俯仰角度为-55~+30度,炮塔水平旋转速率为5度/秒,高低俯仰速率为6度/秒,射击时的火炮后座距离为105米。装填角度为+25度,装填机构采用的是半自动装填方式装填。
“俾斯麦”级战列舰的主炮设计非常成功,性能非常优秀,不仅威力大,射速高,而且火力覆盖面积大,使用范围非常广,除了用作常规的平射射击外,还可以以高仰角对空射击。“提尔皮茨”号在挪威抵抗英机轰炸时就这样使用过主炮。
SK-C/34型52倍口径(按照英国标准为47倍口径)380毫米炮发射800千克穿甲弹的设计性能参数(部分)
火炮发射仰角/度 22 49 81 121 168 224 291 30
射程/米 5000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、36520
炮弹飞行速度/米·秒-1 727、641、568、511、473、457、462 暂缺
侵入目标入射角/度 24 58 104 164 238 319 403 暂缺
SK-C/34型47倍口径(1786米)381毫米炮发射800千克穿甲弹威力参数(部分)
射击距离/米 0 4572、10000、18000、20000、21000、22000、25000、27000
穿甲厚度/毫米 742、616、510、419、364、350、333、308、304美国人用标准装甲经验公式值对自己装甲的推算。
射击距离/米10000、20000、21000、25000
炮弹飞行速度/米·秒-1 641、511、496、476
侵入目标入射角/度 58、164、176、238
穿甲厚度/毫米 510、364、350、308克虏伯公司用SK C/34 381毫米炮对KCn/A实测。
副炮
“俾斯麦”级装备有6座SK-C/28型55倍口径150毫米双联装副炮,该炮于1928年设计,1934年研制成功并定型生产。单门火炮全重9080千克,身管内刻有44条深175毫米,宽614毫米的膛线,膛线长度为6588毫米,身管长为3000千克/平方厘米,同样可发射穿甲弹和高爆弹,其中穿甲弹弹重453千克,长度为679厘米,高爆弹重41千克,长度为655厘米,最大射速6~8发/分,最大有效射程23000米/40度,炮口初速为875米/秒。副炮俯仰角度为-10~+40度,炮塔水平旋转速率为8度/秒,高低俯仰速率为9度/秒,射击时的火炮后座距离为37厘米,装填角度为+25度,全舰备弹18000发,每座炮塔各300发。
6座150毫米双联装副炮均布置在上层甲板的同一平面上,每舷各3座,其中布置在前部和中部各两座副炮的射界为150度,布置在后部的副炮射界为135度,6座副炮均可直接向其正前方射击。6座炮塔的重量不一,其中布置在前部的两座炮塔各重1316吨,中部的两座炮塔因各安装有一座光学测距仪而各重1503吨,后部的两座炮塔最轻,各重977吨。该炮并不兼具防空能力,主要用以对付诸如驱逐舰这类装甲防护较弱的中、轻型水面舰艇。
高射炮
“俾斯麦”级战列舰装备有8座双联105毫米高射炮、8座双联37毫米高射炮和20门20毫米高射炮。
“俾斯麦”级战列舰装备有SK-C/33型和SK-C/37型65倍口径105毫米双联装高炮各4座,每舷各4座。SK-C/33型与SK-C/37型高炮均由德国莱茵金属公司生产,其中SK-C/33型于1933年设计,1935年研制成功并定型生产,每座炮塔重26425吨,单门火炮全重为4560千克,总长度684米,身管内刻有36条长5531毫米的膛线,身管长6825米。膛室容积为731升,发射药为605千克,最大发射膛压为2850千克/平方厘米,可发射重151千克,长1164厘米的专用防空高爆炮弹,最大射速为16~18发/分,最大有效射高为17700米/45度,最大仰角时射高为12500米/85度,炮口初速为900米/秒。火炮俯仰角度为-8~+85度,炮塔水平旋转速率为8度/秒,高低俯仰速率为10度/秒,4座SK-C/33型高炮均装备有各自独立的炮瞄设备。而SK-C/37型则于1937年设计,1939年研制成功并定型生产,其主要参数与SK-C/33型基本相同,只是每座炮塔比SK-C/33型要略轻一些,炮塔水平旋转速率提高为85度/秒,高低俯仰速率为12度/秒。射击时需由舰上的4座专用光学测距仪提供目标参数,全舰备弹6720发,每座炮塔840发。
有鉴于SK-C/33型及SK-C/37型105毫米高炮的身管制造也均采用了复杂的双节套管结构工艺,延误了原定的出厂交付日期,致使“俾斯麦”号战列舰在刚服役时只安装了上层建筑第一层甲板上前部的4座SK-C/33型高炮。海上训练结束后,“俾斯麦”号返回码头时又安装了4座更新型的SK-C/37型高炮于上层建筑第一层甲板的后部原本计划等另外4座SK-C/37型高炮到货后,再替换下先前已安装于前部的4座SK-C/33型高炮,但出海后才发现SK-C/33型与SK-C/37型专用的火控系统互不匹配,致使在其后的“莱茵演习”行动中,无法对来袭的英机形成有效的中、近程对空火力。
在近程防空火力上,“俾斯麦”号主要由大量的37毫米及20毫米高炮构成。其中SK-C/30型83倍口径37毫米双联装高炮于1930年设计,1934年研制成功并定型生产,每座炮塔重3670千克,单门火炮全重243千克,总长度82米,身管内刻有16条长2554毫米的膛线,身管长3071米。膛室容积为05升,发射药为0365千克,最大发射膛压为2950千克/平方厘米。射弹重0745千克,长度为1620毫米,最大射速为80发/分,最大有效射高8500米/45度,最大仰角时射程为6750米/80度,炮口初速为1000米/秒。俯仰角度为-10~+80度,炮塔水平旋转速率为4度/秒,高低俯仰速率为3度/秒,全舰共备弹32000发,8座SK-C/30型37毫米高炮均装备有各自独立的射击炮瞄设备。实际上,德国的37毫米高射炮根本不可能达到最大射速80发/分,因为采用人工装填方式的问题,37毫米高炮是二战最差的高射炮之一。
20毫米高炮分为两座MG-C/38型20毫米四联装和12座MG-C/30型20毫米单管装两种,其中MG-C/30型于1930年设计,1934年研制成功并定型生产,每座炮全重420千克,单门炮重64千克,总长度22525米,身管内刻有8条长720毫米的膛线,身管长为13米(即65倍口径),膛室容积为0048升,发射药为012千克,最大发射膛压为2800千克/平方厘米,射弹重0132千克,长785厘米,最大射速为200~280发/分,最大有效射高为4900米/45度,最大仰角时射高为3700米/85度,炮口初速为900米/秒。火炮高低俯仰角为-11~+85度,火炮的水平及俯仰方向的旋转均由人工手动操作完成。MG-C/38型与MG-C/30型相比,将单管装改为了四联装,致使火炮增重至2150千克,射速提高到480发/分,俯仰角度改为-10~49度,其它技术参数均与MG-C/30型基本相同。
由于20毫米高炮大多为单管装,仅有两座为四联装,且两型高炮均采用的是弹夹式供弹,在实际的使用过程中MG-C/30型与MG-C38型的射速仅分别为120发/分和220发/分,射击时还必须由专人在炮位左侧用手持式小型光学测距仪为炮手提供目标参数,炮手用常规准星瞄具对目标瞄准,实战中难以形成足够密度的近程对空火力。
装甲防护系统
防护和生存力一直都是德国军舰最显著的性能强项,这与德国海军的设计思想有关,从前无畏时代起,德国军舰一直就是世界上最重视防御的军舰。德国人不仅在技术上强化了军舰的防御,也在设计取舍上加大了军舰防御的优先性:“俾斯麦”级是二战时代建成战列舰中装甲比重最大的战列舰,不含炮塔旋转部分的装甲总重量就达到了标准排水量的4185%;也是二战时代防护尺度最大的战列舰,主装甲堡侧壁覆盖了70%的水线长度和全部的干舷高度。
“俾斯麦”级战列舰主要使用了以下几种钢材建造:
St42(Schiffbaustahl 42)造船钢,于1931年在传统的二号造船钢基础上改进而成,用于建造俾斯麦的上层建筑和非装甲舱段舰体结构。其硬度为140-160HB,抗拉强度为420-510MPa,屈服强度为340-360MPa,弹性形变范围21%,性能不低于其它国家的同类产品。
St52(Schiffbaustahl 52)造船钢,于1935年在著名的三号造船钢基础上改进而成,用于建造俾斯麦的装甲舱段和轻装甲舱段舰体结构。其硬度为160-190HB,抗拉强度为520-640MPa,屈服强度为360-380MPa,弹性形变范围21%,同时具有极佳的韧性和延展性,具有很强的抗断裂和撕裂能力。虽然其较软的材质抵抗动能穿甲弹的能力较弱,但它拥有优秀的构造强度保持能力和优良的鱼雷爆破冲击波抵抗能力。
Ww(Krupp Wotan Weich Homogeneous armour steel)高弹性匀质钢,于1925年在传统的KNC装甲基础上发明,用于建造俾斯麦的主防雷装甲。其硬度为190-220HB,抗拉强度为650-750MPa,屈服强度为380-400MPa,弹性形变范围25%。
Wh(Krupp Wotan Hart Homogeneous armour steel)高强度匀质钢,于1925年在传统的KNC装甲基础上发明,其中的高性能部分(Wotan Starrheit,简称Wsh)被用于建造“俾斯麦”级的所有水平装甲和首尾水线装甲带以及内部纵横向装甲。其硬度高达250-280HB,抗拉强度为850-950MPa,屈服强度为500-550MPa,弹性形变范围20%。
KCn/A(Krupp cementite new type A)表面渗碳硬化钢,于1928年在传统的KC装甲基础上发展而成,用于建造俾斯麦的舷侧、炮座、炮塔立面、指挥塔立面装甲。其表面硬度高达670-700HB,递减渗碳深度为40-50%,基材硬度为230-240HB,基材抗拉强度为750-800MPa,基材屈服强度为550-600MPa。
1、坚固的舰体构造和细密的舱室分割
在纵向俯视图上,“俾斯麦”级的舰体为纺锤形,中间最粗,向首尾两端以抛物线形逐渐变细,这种形态的舰体很容易获得可靠的构造强度。在横向上,由于布置了厚重的上部舷侧装甲和上装甲甲板,该舰在上甲板下方就布置了第一主构造梁,并在第二甲板下方布置了第二主构造梁,使该舰拥有双层舰体上部主构造梁,而不是象其它多数国家战舰那样在主水平装甲下方布置单一的主构造梁,这样做的好处是充分利用了15米高36米宽的全部舰体横截面的尺度布置主承力结构,最大限度的增加了承力结构的几何力矩从而提高了强度。
“俾斯麦”级全舰分为22个主水密隔舱段,从第3到第19舱段为主装甲堡区域,舰体主装甲堡长达171米,最宽处36米,保护了70%的水线长度和85%-90%的浮力以及储备浮力空间,这是任何同时期战舰也无法做到的大手笔。在巨大的舰体主装甲堡内,德国人又在纵向和横向上安装了多重装甲和水密隔板。以锅炉舱段下部舰体为例,除了两舷各拥有宽度为55米的防雷隔离舱外,内部又被分成三个并排布置的水密隔舱,每个隔舱内安放着两台高压重油锅炉,俾斯麦拥有两个这样的舱段,它们中间被一个副炮弹药库舱段隔开。在这样的布置下,一个锅炉舱进水,战舰只会损失六分之一的动力,来自一个舷侧方向的攻击最多只能让战舰的两个锅炉舱进水,损失三分之一的动力。此外,与其它国家的战列舰不同,依托大量的横向、纵向和水平装甲,该舰在主水平装甲以上的上部舰体内也设置了大量的水密隔舱。加上下部舰体,俾斯麦全舰被细分成数千个大小不一的独立水密隔舱,就像锅炉一样,该舰每个重要的子系统都被以尽可能降低风险的原理分隔放置在这些隔舱内。
2、结构简单但工艺优异的防雷结构
“俾斯麦”级的防雷隔离舱在舯部深55米,向舰尾方向逐渐减至5米,向舰首方向逐渐减至45米,由22mmSt52船壳—空气舱—18mmSt52油舱壁—油舱—45mmWw主防雷装甲板—8mmSt52防水背板构成,为两舱四层钢板的布置结构。该结构在动力舱段的主防雷装甲后面没有设置完整的过滤舱,而在副炮弹药库和主炮弹药库舱段的主防雷装甲到弹药库壁之间,管线舱和下方的储藏舱一起形成了完整的过滤舱。整体上看,除了弹药库舱段的布置相对还算严密以外,与同时期其它国家战列舰的防雷结构相比较,“俾斯麦”级的结构要简单得多,设计要求也不高,仅仅为抵御250kgTNT的水下爆破。但德国海军在1944年11月12日关于“提尔皮茨”号损失的222-45号技术报告上指出它的TDS(Torpedo defence system)能抵挡300kg德国hexanite烈性炸药的水下爆破,可以认为这是该级战舰防雷系统的实际准确防御水平。
3、全面防护
“俾斯麦”级的主装甲堡长达171米,覆盖了70%的水线长度,装甲堡侧壁从水线以下3米多处一直延伸到上装甲甲板,在整个舷侧立面的常见被弹部分都布置了厚重的装甲,是二战时代装甲覆盖面积比例最大的战列舰。其上部26米高的舷侧装甲带由厚达145mm的KCn/A钢板制成,与50-80mm的Wh上装甲甲板一同保护着整个位于主装甲堡上部舰体内的水兵生活和工作区,可以抵挡重巡洋舰的炮弹和中小型航空炸弹。中部是位于水线上下的320mm厚52米高的KCn/A钢板制成的主舷侧装甲带,可以在正常交战距离以材料质量优势独自抵挡大部分战列舰的炮弹。在吃水98-104米的作战常态重量时,俾斯麦高52米的320mm主舷侧装甲有26-32米被埋在了水下,在320mm主舷侧装甲的下方,还有一道高06米均厚为170mm的主舷侧装甲下沿,使该舰拥有深入水下达32-38米的舷侧装甲,为其提供了良好的水下防弹能力,炮弹必须在水中穿行很长的距离击中更低的位置才能穿过22mm船壳进入防雷吞噬舱和吸收舱,这时后面的45mm主防雷装甲板已经能够独立抵挡。
在舰体主装甲堡内,位于主装甲甲板以下的空间,设置有8道由厚达20-60mm的Wh钢板制成的横向内部装甲墙,它们也被同时作为舰体横向构造的一部分。8道装甲墙和首尾两端320mm厚的横向外装甲墙共同把“俾斯麦”级主装甲堡内的下部空间分为9个重装甲舱段,其中的6道,以30mm的厚度又延伸到上部舰体内,和首尾两端100-220mm厚的横向外装甲墙共同把主装甲堡内的上部空间也分为7个重装甲舱段。即使有战列舰炮弹或穿甲炸弹射入其中爆炸,弹片受到这些内部装甲的阻挡,破坏力也会被控制在较小范围的空间内。
“俾斯麦”级的舰首和舰尾水线部位分别设有60mm和80mmWh钢制成的轻装甲带,它们会在舰体受到攻击的时候尽可能的保持水线外形的整体完整度,防止舰体表面发生大面积破碎。二战时代的大部分新式战列舰都采用了重点防护的方式布置装甲,这是因为它们的装甲比重小,没有多余的装甲去防护非致命部位,保证重点部位不被击穿,是首要的。
4、全面防护中的重点防护——穹甲
二战时代大部分国家的军舰主水平装甲都是布置在主舷侧装甲上方,与主舷侧装甲上方边缘连接,构成一个密闭的装甲盒。德国军舰则不同,它采用了一种叫做装甲堡延展结构的装甲布置方式,其主水平装甲位于主舷侧装甲一半左右位置的腰部,在靠近舷侧的两端以小俯角向下倾斜,延伸到主舷侧装甲的下部位置与之相连,这样的主水平装甲在横截面上看起来是一个穹顶,被称为“穹甲”。穹甲顶部位于水线附近,在军舰处于作战常态排水量的时候则往往位于水线以下,这就使得敌方炮弹在穿过其主装甲带后还必须再穿过这层装甲,才能进入德舰的机舱、锅炉舱、副炮弹药库和主炮弹药库。虽然穹甲布置缩小了舰体核心舱室的空间高度,但这个问题往往在德舰舰体主装甲区的巨大长度上得到弥补,从而保持了德舰核心舱室的空间总量。以俾斯麦战舰为例,其380mm主炮弹药库,锅炉、轮机、150mm副炮弹药库,105mm、37mm和20mm高炮弹药库,锅炉舱到轮机舱的蒸汽输送管道,贯穿全舰的纵向主电缆通道全部布置在了80-120mm穹甲的下方,容纳的设施比大部分其它国家的新式战列舰还多。
5、双层装甲甲板
德国战列舰没有设置两用甲板,它们采用了装甲甲板和水密甲板分离的传统布局。“俾斯麦”级位于机舱和弹药库上方的舰体水平结构有三层,第一层由柚木+50-80mmWh装甲甲板+10mmSt52水密甲板+第一主构造梁构成;第二层由20mmSt52水密甲板+第二主构造梁构成;第三层是该舰上为数不多的创新设计之一,在80-100mmWh水平部分装甲甲板的下方是20mm的St52水密甲板,再往下并没有像其它国家的战列舰一样布置主构造梁而是水平铺设了一层构造加强筋,与装甲甲板一同被作为舰体构造的组成部分,承担和主构造梁相近的作用。此外,构造加强筋由弹性形变范围刚好比Wh钢略大一点的St52钢制成,可以随着Wh装甲板一同发生弹性形变并分担抗拉峰值受力,再随着Wh装甲板一同恢复,以此提高整个水平结构的防御力,加强这道保护动力舱和弹药库的最后防线。
6、火力、火控和指挥系统防护
“俾斯麦”级前后各有两座双联装的380mm主炮塔,其炮座露天部分是厚340mm的KCn/A装甲钢圈,炮座在舰内从80mm上装甲甲板到100mm主装甲甲板之间的部分是厚220mm的KCn/A装甲钢圈,外围侧面受到145mm-320mm的KCn/A舷侧装甲和30mmWh内部纵向装甲的保护,总厚度为395-570mm,防御能力高于炮座露天部分。
“俾斯麦”级主炮塔旋转部分的正面是360mm的KCn/A装甲板,侧面是220mm的KCn/A装甲板,背部是320mm的KCn/A装甲板,顶部由130-180mm的Wh装甲板覆盖。背部厚达320mm的KCn/A装甲是为了对付数量众多的敌舰从左右舷侧方向夹攻而设置的,
“俾斯麦”级的副炮塔拥有100mmKCn/A的旋转部分正面装甲和80mmKCn/A的露天炮座装甲,能抵挡轻巡洋舰级别的炮弹。第一甲板下面是145mmKCn/A的上部舷侧装甲带+30mm的Wh装甲座圈,能抵挡重巡洋舰级别的炮弹。弹药输送通道通过其中一直延伸到穹甲,副炮弹药库位于穹甲下方独立舱段的中央部分内,受到320mm主舷侧装甲和100-120mm穹甲的保护。与主火力系统的防护情况相似,俾斯麦副炮火力系统的防护也是由上至下逐次递增。大部分其它国家的新式战列舰副炮塔都不具有俾斯麦这样厚重的装甲,这也是德舰全面防护的一个体现。
“俾斯麦”级的指挥塔立面装甲为350mmKCn/A,顶部220mmWh,底部70mmWh。同时德国战列舰指挥塔的防护空间大,可以容纳更多的指挥人员和设备。此外该舰在后部舰桥上还拥有一个立面装甲为150mmKCn/A的备用指挥塔,在主桅楼顶端还拥有一个立面装甲为60mmWh的装甲了望塔,是大部分其它国家的新式战列舰所没有的。该舰安置在三个装甲塔上方的三个主要探测和火控系统单元也安装有60-200mm不等的立面装甲,防护极为考究。
动力系统
“俾斯麦”级拥有12个高压瓦格纳锅炉,两两放置在6个水密隔舱内,蒸汽输送管道直接穿过同样位于穹甲下方的副炮弹药库舱段通向3个主机舱,每个主机舱内安放着1台涡轮蒸汽轮主机,每4台锅炉同时向1台涡轮蒸汽轮主机提供动力,主机为3台Blohm&Voss蒸汽轮机,单机最大输出功率为45400马力,3台总功率达136200马力。每一主机驱动一个螺旋桨,直径为47米。
此外在过渡舱内有蒸汽输送转换结构,在必要的情况下可以交叉提供动力。“俾斯麦”级的动力系统设计功率为138000马力,但实际稳定输出功率高达150170马力,极速输出功率更是高达163026马力,使得“俾斯麦”级战列舰拥有稳定很高的航速。
火控系统
“俾斯麦”级的主炮副炮射击指挥所在前后桅楼设有两处。前桅楼顶端安装有FuMO23型雷达和大型光学测距仪,FuMO23 雷达的矩形天线高2 米,宽4 米,工作频率为368兆赫,波长约为81 厘米,最大作用距离约为25 千米。这种雷达性能本来完全能够在天气恶劣的情况下搜索水面,但德国的雷达设计没有采用方位显示器(也就是所说的P型显示器),仅有距离显示器,方位依靠天线底座的同步感应器驱动机械方位显示盘指示,因此这种雷达在对多个目标和曲折的海岸探测时非常繁琐,方位雷达仅能针对单个的目标才具备清晰的目标舷角关系,因此这种雷达只能用作火控目标指示。81 厘米波长测量误差偏大,但能够满足战列舰在25千米距离上的齐射火控性能。德国海军也没有打算把这种雷达用在更复杂的探测场合,只是将天线与105米光学测距仪安装在一起仅仅用于火控。联合基座能够旋转360 度,从战舰最高点环视海面。FuMO23 雷达没有P型方位显示器的原因之一是德国纳粹高官们认为这种装置过于复杂和奢侈,这是“俾斯麦”号设计上的一个重要缺陷,利用P 型显示器至少能够了解更复杂的海面态势。
德国海军采用两个这种FuMO23雷达和105米测距仪转塔来进行两个主要射向的火控。在“俾斯麦”号后舰桥上,同样布置了1 部转塔,通常承担控制后部主副炮对第二个目标的射击指挥,或者在前桅楼雷达测距仪转塔被摧毁时,作为全舰火力的射击指挥备份。前桅楼柱型装甲结构一直向下伸延到装甲甲板下的火控解算舱。后部舰桥正下方的装甲带甲板同样设置了解算舱(所谓的解算舱实际是多炮塔的射击指挥仪舱)。德国的机电式射击指挥仪非常庞大和复杂,能够直接连接主炮塔控制机电气柜控制主炮塔,同时解算结果用机电刻度盘显示在相关指挥舱室。但是其精度和可靠性依旧非常高。除测距仪雷达转塔安装了105 米光学测距仪外,主炮炮塔也安装了独立的105 米测距仪,便于在指挥转塔失效后,继续按炮长电话口令进行测距和火控射击,但此时火控弹着散布要大很多。150 毫米副炮炮塔安装有独立的65 米光学测距仪,对空射击的火控站分别有4 处, 两处在主桅楼两侧,有球型防护罩,另两个沿舰体纵轴线布置在后上层建筑顶部,4 处对空火控站都装有45 米测距仪。按照“俾斯麦”级的防空武器配置,4 处火控站能够指挥对4 个目标的对空火力。105 毫米高炮有随动系统,可以分别与相应的火控站连接进行自动控制,而其他中小口径高炮则只能采用电话和人工操作。150 毫米副炮参与对空射击时由炮塔测距仪或前后雷达测距仪转塔进行火控,在同时发生交战的情况下,主副炮都无法腾出转塔进行对空火控。
火控和射击组织的原则是尽可能用尽量多的火炮齐射和尽可能快的发射速度,并用尽可能几率大的射击方式,而射击指挥仪则要在尽可能远的距离上发现目标和完成测距。首轮齐射组织非常重要,对修正具有决定性作用。在40年代炮瞄雷达出现前,主要依靠对齐射的弹着观察进行诸元修正。一旦确认准确的方位距离,则所有主炮将一同按准确诸元进行齐射。同时航海长也将采用机动,尽力保证这个较为准确的方位距离在至少两轮齐射内近似不变。
质量分配
舰体结构 11691吨
装甲 17450吨
武器装备 5973 吨
航空设备 83 吨
自卫武器 8 吨
普通装备 3694 吨
船员居住设备 86 吨
桅杆和索具 30 吨
弹药 15104 吨
自卫武器的弹药 25 吨
一般消耗品 1554 吨
人员和个人物品 2436 吨
预备物品 1942 吨
饮用水 1392 吨
设备用水 167 吨
锅炉用水 1875 吨
重油 3226 吨
柴油 965 吨
润滑油 80 吨
航空用油 17 吨
缺点主要是对地能力不足
不过j10战斗机设计之初就是空战,多用途不过是挂牌
我国轰炸主要由fbc1承担,j10对地完全是浪费其优异的空战能力
j10现在的发动机是ws10a。al31用完结束。ws10因为有ws10a已经停产。
至于空战能力j10不用多说
j10的复合扭转极为复杂,升阻比小的可怕。此外鸭布局带来了极强的格斗效能。
小升阻和鸭翼布局,让j10成为了一款全空域的可怕制空战斗机
此外,pl10格斗弹和pl12d冲压双级空空导弹即将装备。届时我国的中距导弹将大大领先美国,格斗弹相当。
此外j10电子和f16比起来,好不逊色,今年有望装备aesa和进行矢量发动机试验
水下桩基础施工的方法有:
1、灌注桩施工:
直接在桩位上就地成孔,然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种地层,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪音小,宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格,施工后需较长的养护期方可承受荷载,成孔时有大量土渣或泥浆排出。
根据成孔工艺不同,分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快,还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。
2、螺旋钻机
螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆,使钻头的螺旋叶片旋转削土,土块沿螺旋叶片上升排出孔外。
钻孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成,用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔,成孔孔径为300mm~600mm,钻孔深度8—12m。配有多种钻头,以适应不同的土层。
3、泥浆护壁成孔灌注桩施工
泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁,钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔,而后吊放钢筋笼,水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反)循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。
扩展资料施工要求
1、灌注水下混凝土前,应检测孔底泥浆沉淀厚度,如大于规范规定的清孔要求,应再次清孔。
2、混凝土拌和物运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合规范规定的要求,应进行第二次拌和,二次拌和仍达不到要求,不得使用。
3、灌注水下混凝土的搅拌机能力,应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间,则应掺入缓凝剂。
4、孔身及孔底检查值得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后,应立即开始灌注混凝土,并应连续进行,不得中断。当气温低于0℃时,灌注混凝土应采取保温措施。强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不得受冻。
5、灌注混凝土时,溢出的泥浆应引流至适当地点处理,以防止污染环境或堵塞河道和交通。
6、处于地面或桩顶以下的井口整体或刚性护筒,应在灌注混凝土后立即拨出;处于地面以上能拆除的护筒部分,须待混凝土抗压强度达到5MPA后拆除。当使用合护筒灌注混凝土时,应逐步提升护筒,护筒底面应保持在混凝土顶面以下1~2M。
——水下灌注混凝土
——桩基施工
——灌注桩施工
——螺旋钻机
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