助力美軍航母投影模擬技術征服軍隊

2008年12月16日 09:38

　　有于投影機所擁有的良好的投入感和強大的適應力，使其在虛擬應用方面獲得了無數的贊譽，包括天文、軍事等各種行業都無一例外的采用了投影技術作為實現手段。最近有消息表明，美國最新的“杰拉德·福特”號核動力航母也將采用這一技術進行設計制造。

投影技術應用于軍事訓練

　　諾斯羅普·格魯曼公司于9月10日獲得美國海軍一份價值51億美元的成本加獎勵費用合同，該合同為期7年，包括了“杰拉德·福特”號核動力航母的詳細設計與建造工作。這艘新型航母將在未來取代始于上世紀60年代設計的“尼米茲”級航母。

　　“福特”號航母的先期建造工作始于2005年，而該分項合同的價值為27億美元。在先期建造階段，船廠方面在全部建造合同授予之前對設計與建造方案進行了評測，并采用了新的生產過程，以及用于航母的新型零部件，這些工作為新型航母的建造、出塢和交付工作奠定了良好的儲備。目前，大約1200個新型航母的結構單元單元(約占全部結構單元的三分之一)正在建造。預計該航母的龍骨鋪設工作將在2009年秋季進行，而交付日期為2015年。

　　諾·格公司位于弗吉尼亞州的紐波特紐斯船廠將負責該合同的工作，合同內容包括了航母的建造、設計、工程服務以及為保障建造和后勤所需的材料與硬件的采辦工作。

　　“福特”級新型航母將繼續采用美國傳統航母的造船平臺。該航母對飛行甲板以及艦橋進行了重新設計，并改進了武器搬運系統，這些工作可大大增加艦載機的出勤率。另外該航母還將采用一組新型的核動力裝置和一組大容量的發電機組。該航母的先進設計將減小艦員的工作量，從而縮小船員規模，降低海軍的維護費用。

　　建造工作將在諾斯羅普·格魯曼公司紐波特紐斯船廠進行，這是美國40多年來新一代核動力航母的首艦。紐波特紐斯船廠是目前世界上唯一能夠建造大型航母的船廠。“福特”級航母排水量預計約100000噸，長約1100英尺。新一代航母的設計包括新的飛行甲板，并改進了武器搬運系統，采用先進阻攔裝置、最新開發的電磁飛機彈射系統、新設計并簡化的核動力裝置，以及新的發電裝置。

　　“福特”號的建造合同為期7年，是固定費用加激勵合同，包括“福特”號的詳細設計和建造。該航母的先期建造始于2005年，當時簽訂了價值27億美元的獨立合同。整個“福特”號的費用預計約110億美元。預計2009年秋季鋪設龍骨，2015年交付艦隊。

　　據悉，美國海軍計劃建造11艘“福特”級航母，這11艘航母的建造工作將一直持續到2058年。

　　當CVN 21于2015年后期服役時，它將配備電磁飛機彈射系統、全新配置且向航母尾部挪動了的“島”式上層建筑、3部飛機升降機、改進的武器處理系統，航母上的床位將少于4600張。

　　諾斯羅普·格魯曼公司CVN 21計劃副總Mike Shawcross在《每日防務》的電話采訪中說，CVN 21更重大的一個變革是從岸上看不到的，那就是，它是第一艘完全在虛擬環境中設計的航母。

　　虛擬模型使人們能夠思考如何最好地裝配這艘航母，特別是系統區域，例如，在哪里放置管道，如何在上層甲板安裝之前建造下層甲板等等。

　　Shawcross將產品模型和計算機輔助虛擬環境(CAVE)比喻成全息攝影機，可以在房間里利用CAVE，將圖像投影在所有的墻面、地板和天花板上，創造一個虛擬環境。在紐波特紐斯船廠，設計者利用一種系統將三維圖像投影在屏幕上，Shawcross說，圖像非常逼真，人可以穿過某處，伸手“摸”到閥門。這種設計方法還有助于建造者理解人類工程學。

　　Shawcross認為，計算機輔助設計工具證明能夠節省費用，例如，法國達索公司和IBM公司共同提供的CATIA幫助設計者事先發現了設計中的所有問題和錯誤，這當然會節省費用。

　　他說:“這在好多方面都很有用，零部件的加工精度將更高，我們已經在‘海狼’和‘弗吉尼亞’級潛艇上看到了這樣的效果，它還能使我們更好的進行規劃，能夠提供加工數據，例如下達給彎管機的彎曲指令或者下達給鋼板切割機的指令。”

　　同現役航母相比，“福特”級核動力航母將具備四大亮點：

　　一、打擊力量更強。下一代航母上配備的艦載機除了包括目前正在服役的F-18E/F型戰斗攻擊機外，還將裝備具備隱身性能的F-35“聯合攻擊戰斗機”以替代目前服役的F-18C/D型機，并將大量裝備無人作戰飛機。這些無人機除了裝備精確制導武器執行精確打擊任務外，還將裝備紅外和合成孔徑雷達等傳感器，可執行海上監視、空中早期預警、戰場評估以及支援反潛和救援等任務。此外，美海軍還計劃在下一代航母上裝備電磁軌道炮、高能激光、高能射線等新概念武器。其中，電磁軌道炮的發射器可將電磁能直接轉化為動能，利用電磁力發射炮彈，炮彈射程最遠可達300公里，甚至超過目前航母所裝備的部分導彈的射程。

　　二、信息化程度更高。下一代航母將采用更先進的C4ISR系統(指揮、控制、通信、計算機與情報、監視、偵察系統)技術和自動化設備，全面支持美軍的網絡中心戰能力，可與其他武器和軍種間實現“互聯、互通、互操作”。并將廣泛采用電腦顯示器，個人數碼助理和掌上電腦等替代操作人員目前所使用的手冊和參考資料，以方便操作人員日常保存、查找等使用。

　　三、作戰支援設備更先進。根據計劃，美海軍的下一代航母將采用新的核動力裝置設計，使用13800伏的配電系統，所產生的電力是現役航母配電系統的3倍。在飛行甲板上將換裝電磁飛機發射系統，其工作原理與電磁軌道炮相似，利用電磁能驅動艦載機起飛，可在100米的距離內把飛機的速度提高到160節，并將安裝高級著陸攔阻裝置。對飛行甲板進行重新設計等。據稱，美海軍的下一代航母日正常出動飛機可達160架次，高峰時可達270架次，遠高于現役航母每日正常120架次，高峰時220-240架次的出動量。

　　四、工作生活環境更具人性化。美國海軍下一代航母上艦員的個人生活空間將會有所增大，每艘航母上的配置人員數量不超過5000人，將低于現役“尼米茲”級航母近6000人的配置量。由于下一代航母采用了大量的自動化系統和無人操作裝備，艦上人員的工作強度同現役航母上的艦員相比也有所降低。此外，美海軍還計劃對下一代航母的艦員艙進行重新設計，每個住艙都配有衛生間，艦員的生活空間也更私人化。

　　然而福特級的造價非常昂貴，據路透社報道美國國會審計員指出，諾思羅普·格魯曼公司建造的第一艘美海軍新型航母的成本將超過當時預計的110億美元，這種成本超支將打亂艦隊的其他的計劃。該航母名為“杰拉爾德·R·福特”號，是“福特”級新型航母的第一艘。如果“杰拉爾德·R·福特”號航母的成本繼續按照其歷史成本的增長模式增長的話，美海軍就必須為此犧牲其他的一些計劃。