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氣墊登陸艇搭載國產發動機後性能再上一個台階

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長期以來,中國海軍都以中小型排水登陸艦艇、採用直接抵攤的方式遂行登陸任務,直接抵灘登陸的方式適宜的灘岸段少,而且從發起衝擊到重裝備登陸的全過程都會在岸防火力的威脅之下。

在傳統的登陸作戰中,坦克、自行火炮這些重型裝備往往不是在第一波運送上岸 ,而是由輕步兵組成的第一批突擊隊控制灘頭後,在沙灘上鋪設硬質材料、建設人工碼頭,再由運輸船將其運送上岸、以便快速通行至硬質地面上展開戰鬥隊形,這無疑會影響灘頭作戰的時效性。

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(受制於傳統排水型登陸艇的吃水限制,人員離艇之後往往仍需淌水上岸,而更重的裝備受制於軟質灘涂,往往還是盡量選擇在碼頭、棧橋上進行裝卸作業)

因此,從60年代起中國即著手氣墊技術的應用研究以及氣墊船的開發。到上世紀8O年代末,在氣墊技術方面,通過原理研究、模型試驗、中間試驗和試用,中國已基本掌握了全墊升式和側壁式氣墊船技術。

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(早在上世紀80年代前,中國就設計並投入使用了716型全墊升式及717型側壁式等多型氣墊船,為此後中國氣墊登陸艇的研製生產積累了技術)

所謂氣墊船,其利用的是高壓空氣在船底和水面(或地面)間形成一個高於大氣壓15%的空氣層,使船體全部或部分墊升,從而大大減小船體航行時阻力、實現高速航行的船。

全墊升式氣墊船又稱全浮式氣墊船,船上的升力風扇工作,打出壓縮空氣,通過氣道從船底四周的柔性環形噴口,即柔性圍裙噴出,形成氣墊,高速氣流受運行表面限制,便由上而下呈弧形地沿著運行表面向外逸散,從而在四周形成氣幕以維持氣墊支撐船體,並使船體全部離開水面。

而側壁式氣墊船的船體兩側裝有長長的剛性側壁封住氣墊,首尾部可以用柔性圍裙封住氣墊,氣墊將艇體托起,降低水動阻力和興波阻力,其速度比一般船型快一些,但兩側的剛性側壁需要深入水下,故而通常該種構型的速度比全墊升式氣墊船要慢。

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(由於船體完全脫離水面,採用全墊升構型的「歐洲野牛」登陸艇,排水量卻2倍於挪威「盾牌級」側壁式氣墊導彈艇,僅以同樣的功率就能輕鬆達到同樣的最大航速)

由於相比部分艇體仍需沒入水中的剛性側壁氣墊船,全升式氣墊船的船體可完全脫離水面,也可跨過灘涂、沼澤等地帶,可行駛區域更廣而具備一定的兩棲能力,因此,世界各國包括中國726型登陸艇在內的氣墊登陸艇基本上都選擇採用全墊升構型,以在登陸作戰中有更廣闊的應用環境。

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(採用全墊升式布局的726型氣墊登陸艇不僅可以搶灘一般的平坦沙灘,還可直接靠泊甚至駛上相對陡峭的海崖)

從公開的圖片來看,中國的726型氣墊登陸艇採用了類似美國LCAC氣墊登陸艇的構型——方形浮箱主體的開放式甲板、中間是貫通艏艉的矩形裝載甲板。

該艇長約33米,寬約16.8米(墊升狀態),其尺寸大於LCAC登陸艇(LCAC長26.8米,寬13.3米),滿載排水量約為160噸,最大載重量約為60噸,在三級海況及以下時擁有50節左右的最大航速。

由於726型氣墊登陸艇的整體布局與美國LCAC類似,兩者往往會被拿來比較,並且726型氣墊登陸艇還被稱為「CLACA」,然而726型與LCAC氣墊登陸艇在具體布局上仍有許多不同。

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在動力系統的布局上,726型氣墊登陸艇駕駛艙的後方部分為主機艙,每側主機的輸出軸首先驅動兩個大型離心式墊升風扇,然後通過一根長軸驅動導管式空氣螺旋槳推進器。

這種串聯式系統布局可以避免使用製造精度與造價較高的直角圓錐齒輪傳動系統,對生產工藝的要求較低。同時,得益於較長的串列布置傳動軸允許較大撓度,當重載登灘時,鋁合金結構的艇體會產生一定形變,此時可以保障動力系統仍能正常工作而不至於損壞怠機。

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(726型氣墊登陸艇甲板布局上與LCAC氣墊登陸艇類似,但動力系統的布置位置則不盡相同,這讓墊升狀態下兩艇的重心分布有較大差異)

由於氣墊登陸艇要求裝載量大但主尺寸有限,還要有足夠的功率以便抬升艇體並讓其高速航行,所以通常新一代氣墊登陸艇都不約而同選擇燃氣輪機作為船隻動力。

與傳統的船用動力推進設備——蒸汽輪機和柴油機相比,燃氣輪機功率密度極大,一般情況下,同等功率的燃機體積僅為柴油機的三分之一到五分之一。

不過在本世紀初,中國燃氣輪機技術上仍存在一定短板,在早批次型號中並沒有使用國產燃氣輪機,而是採用烏克蘭生產的UGT-6000燃氣輪機。

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(來自烏克蘭的引進動力系統在功率上基本滿足了726型氣墊登陸艇的需求,但因衍生自NK12渦槳發動機核心機也使得該型燃機打娘胎里就有噪音高振動大的毛病)

所幸,伴隨著中國航空發動機的發展紅利,在2016年後在開始投入量產的726(A)型氣墊登陸艇上已安裝了基於國產航發核心機衍生的國產QC-70船用燃氣輪機。

該國產燃氣輪機是衍生自太行發動機的核心機,其燃氣輪機流量也接近太行發動機的核心機流量26公斤/秒。渦前溫度相比太行核心機的渦前溫度有所降低,從太行的1753K降低到1550K左右,相對更低的渦前溫度使QC70的工作狀況更穩定、使用壽命更長。

另外,相比UGT-6000燃氣輪機,採用國產新型核心機動力的 QC-70燃氣輪機明顯更安靜,從而極大改善了726型登陸艇的工作環境。

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(國產QC-70型燃氣輪機)

QC-70因為衍生自先進航發技術,重量相比UGT6000也減重了幾百公斤,而功率則達到7200KW,比此前的引進型號功率比更高,因而進一步提升了726型氣墊登陸艇的航行性能與運載能力。

而726型氣墊登陸艇在先期建造四艘艇之後的停滯,也因為隨後QC-70的量產,得以順利解決了「心」病問題,得以順利進行量產。

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