新概念武器设计大赛论证报告1.30终结.doc

“鲨鹰” 潜空两栖作战平台设计论证报告1军事需求分析1.1战略级“鲨鹰”潜空两栖作战平台基于我国海岸现今及以后很长一段时间被美日等国部署所形成的第一岛链（北起日本群岛、琉球群岛，中接台湾岛，南至菲律宾、大巽他群岛的链形岛屿带）包围，给我海军战略核潜艇出巡外海造成很大困难，而形成不了战略核潜艇应有的威慑效果，因此设计出这款潜空两栖特种作战平台。此作战平台装载核武器，首先利用其飞行功能快速穿越第一岛链进入远洋；然后利用其潜行功能，潜入深海进行隐藏、游弋。从而达到国家核威慑力的快速的、隐秘的部署，充分发挥国家有限核武器对其他国家，特别是美俄等核大国的威慑力，进而提高国家在国际事务中的话语权等。1.2战术级“鲨鹰”潜空两栖特种作战平台：考虑到我国海军的发展，在不久的将来会拥有航空母舰。那么在未来，在航母战斗群不被新型的、更加有效的武器系统替代的前提下，我海军航母战斗群在对抗其他国家的航母战斗群时不会拥有优势，甚至在面对如美国这样，航母战斗群已经经过多年发展的国家的航母舰队时会有很大劣势。因此，战术级“鲨鹰”潜空两栖特种作战平台可作为奇兵，对其舰群核心进行毁灭性打击，消除我军的劣势，形成我军的对敌优势。战术级“鲨鹰”首先利用其潜行能力，潜行到敌航母战斗群附近，在我航母战斗群对其发动攻击之前，潜出水面，进行低空飞行，突破航母的防护圈，利用子母弹等进攻武器打击航母的甲板及升降机等，使其航母失去主要战斗力，我军机群则配合快速向敌舰队推进，进行攻击，对其整个舰队进行毁灭性的打击。同时，在封锁敌海岸线时，普通舰艇、潜艇易被发现摧毁且控制范围较小，而战术级“鲨鹰”潜空两栖特种作战平台利用其飞行时的机动性以及潜行时的隐蔽性，可有效控制大范围的海域。2 “鲨鹰” 潜空两栖作战平台设计2.1基本概念与基本原理基本概念：“鲨鹰” 潜空两栖作战平台是一种具有较强突防能力的武器平台。基本原理：结合飞行器高机动性、远航程与潜艇高隐蔽性等优点，并结合一些具有强攻击力的武器，使之具有高突防、高攻击等性能。2.2设计构成根据目前军事需求分析，设计作战平台的性能和各部件功能，我们首先将武器分为动力系统、武器系统、侦测系统、外形设计及制作材料等部分，在每一个系统中根据需求将部件有效地组合起来。 2.2.1动力系统：飞行状态经讨论认为现有技术中矢量发动机最为合适，其优点有功率大，可以改变方向，使得空中飞行灵活度，从而提高作战性能；在水中，采用超导磁流体发动机，有效提高航速，更加隐蔽。电能供应系统采用核动力系统。2.2.2武器系统：采用模块化设计，可根据实际战斗需要进行调整更换。自卫武器（机炮、激光、干扰弹等）；攻击武器（挂载空空、空地、空舰导弹、潜地洲际导弹等）。2.2.3侦测通信系统：基本配备声纳、雷达各一部，主要侦测工作由无人机、预警机或卫星等完成，通过联合作战系统，指挥其具体的作战行动。2.2.4外形设计及制作材料：机头采用鸭嘴形设计，机身采用碟形设计，机翼采用后掠折叠式，整体化隐形机身设计。机身材料采用钛合金以及可以吸收波能的涂层材料。 （具体设计图见附件1）2.2.5两栖转化设计本武器设计的关键与难点在于如何解决潜空两栖形态转换的问题，并且要有较强的可行性。由于作战模式不同，为战术级“鲨鹰”与战略级“鲨鹰”设计了两种不同的转换模式。其中，战术级由于是无人驾驶设计，而且基于作战需要，须具有快速出水快速入水的特点；战略级“鲨鹰”因其不需要与敌直接对抗，故不需快速出水快速入水的特点，其更加强调入水出水的稳定性问题。出水原理：在水中航行时，现由超导磁流体发动机加速到100节以上，这时已达到超空泡产生的下限速度，这时在头部安放空泡发生器的边缘开始出现空泡，为了使空泡进一步扩展成为超空泡，必须向发生空泡的部位注人气体，通过合适的气体填充，空泡逐渐扩大，最后将整个机身裹在气泡中，然后将矢量火箭发动机点火，加速到150节的速度，冲出水面。此时，超导磁流体发动机停止工作，火箭发动机继续工作，距水面十米左右，展开后掠翼，就可以执行飞行任务了。入水原理： 战术级：入水前，首先发动机降速，后掠机翼收回，侧身入水；战略级：入水前，首先下降高度到水面，发动机降速，后掠机翼收回，在水面滑行继续减速，最后直接入水。2.3主要创新点实现了水底到空中的两期特种作战，这一点是史无前例的；采用新技术新设计（超空泡技术、超导磁流体推进技术，矢量推进技术）；武器系统采用模块化设计。3目前国际相关领域技术现状3.1矢量发动机技术： 矢量发动机说通俗点就是喷口可以向不同方向转动以产生不同方向的加速度！ 现使用矢量发动机的武器有F-22战斗机（二维矢量喷口，只能上下）、F-35垂直起落型（只能向下）战斗机和苏-30MKI战斗机（苏-30印度版）。俄罗斯苏-37战斗机（仅一架）拥有目前最好的矢量喷口，能向平面内任何方向偏转。3.2 超空泡技术超空泡是一种物理现象，当物体在水中的运动速度超过千米小时后，其尾部就会形成奇异的大型水蒸气沟，将物体与水接触的部分包住，物体接触的介质就由水变成了空气，由于空气密度只有水的，因而就能大幅减少物体所受阻力，物体表面会形成大型空气泡，这就是“超空泡化现象”。超空泡技术可以使运动物体在水中的阻力降低90%左右。现使用超空泡技术的武器有前苏联“风雪”超空泡鱼雷，美国“超级”钻地弹 ，美国超空泡“动能”炮弹等。3.3超导磁流体推进器技术所谓的“磁流体推进器”就是在贯通海水的通道内建一个磁场，这个磁场能对导电的海水产生电磁力作用，使之在通道内运动，若运动方向指向船艉，则反作用力便会推动船舶前进。 据理论计算，采用磁流体推进器的新潜艇航速可达150节，这是任何机械转动类推进器不可能实现的，现役的绝大多数鱼雷都会对其失去作用。现役水下速度最快44节的是俄罗斯“神父”级潜艇，水面速度最快27节的是美国“海神”号潜艇；普通鱼雷的速度为4060英里/小时(3452节)，对付它们也绰绰有余，但对于航速达150节的新潜艇则是望尘莫及。只有采用超空泡技术的鱼雷，才能对付这种用磁流体喷水推进的最新潜艇。目前，只有俄罗斯装备有“狂风”号超空泡鱼雷。最新的“狂风”II航速达到了450英里/小时(391节)，航程96公里。 采用磁流体喷水推进技术的新潜艇几乎静音，声呐将失去作用，只能用非声学探测技术。非声学探测设备主要有雷达、磁导探测仪、红外探测仪、废气探测仪等。雷达主要是靠电磁波的反射来发现潜艇的；磁导探测仪是靠潜艇水下运动时，引起地磁场的变化来发现它；红外探测仪仅靠潜艇在水下航行时，使周围水层产生微弱的温差来探测它；废气探测仪则专门利用潜艇排出的废气来发现它。此外，还可利用脉冲激光束对海水扫描，来发现潜艇的激光探测仪；利用无线电定向仪发现正在进行无线电通信的潜艇，以及用核辐射探测仪专门搜索核潜艇等。