| T O P I C R E V I E W |
| kumachan |
Posted - 09/07/2011 : 11:55:41
美國海軍CVN-100高速核動力地效航艦
架空背景
A.D. 205X年 中華人民共和國與美國的戰略競爭已逐漸到達東亞區域均衡的程度.
中國海軍開始維持同時3艘中型航艦的海軍兵力,並且預備建造第4艘大型航艦.
但美國海軍卻無法隨時維持3-4艘航艦在西太平洋以維持東亞兵力優勢.
美國逐漸被趕離東亞....
因此美國海軍從2050年代開始進行次世代海航概念航艦的設計
也就是俗稱的2100航艦計劃,作為美國海軍2100年的骨幹
美國海軍研究認為,身為全球海軍,雖擁有航艦數量和全球兵力調度的優勢.
它要主動打誰,都能調動壓倒性的兵力.
但是,現代戰爭進展快速,
從8000km以外移防就算全力衝刺也要一週以上.
因此對突發戰爭的兵力調度,傳統船艦難以應付即時需要.
美國海軍將眼光望向翼地效應概念艦......
10倍速度的掠海飛行航艦可以在晚上出發,疾行12小時後,一早就到8000km外作戰.
24小時內從全球調動6艘以上的地效航艦到指定地點,在全球任何地點形成壓倒性的兵力優勢.
極初期概念
高速核動力地效航艦
長368米，翼展不明(超過200)
起飛重量10-20萬噸.
兩翼中央配置32台串列核渦輪發動機驅動16具直徑20米巨型同軸對轉螺旋槳(起飛&巡航)
機翼尾端配置32台巨型高旁通比核渦扇發動機(起飛)
艦體下方另有多具助升火箭,除了起飛可用,也做為起降時緊急升力用.
地效航艦有多具航艦用核子反應爐.
由於一般30節船艦跟不上其行動.
因此地效航艦本身具備了超神盾級的戰場區域防空能力.
將4具超巨型AESA雷達安裝於艦橋4個方向.
並且配備射程400km的標準五型戰區防空飛彈(具備AESA導引頭+增程火箭)
由於傳統直昇機也比地效航艦慢太多,本艦原則上幾乎沒有傳統直昇機.
因此運輸機/反潛機都改用V-22架構的SV-22/HV-22
並且可操作新型V-44四具螺旋槳的垂直起降機種.
CVN-100地效航艦
巡航高度100米.
巡航速度300-600km/hr
最高速度750-850km/hr
艦載機：120架以上，如遇特殊情況最多可載機180架.
地效航艦每小時最大位移範圍可達直徑1000km以上的大圓.
因此可在A點發射艦載機,1小時後遠在數百公里的B點回收飛機.
擔任攻勢任務時敵軍將難以搜索並打擊地效航艦.
並且可在短時間內從多個方向對一個敵軍基地發動打擊,使敵軍搞不清楚我軍有多少航艦.
由於地效航艦速度快,就算敵軍由我方戰機來襲方向得以判斷航艦大略位置.
一般掛反艦彈只能高次音速巡航的攻擊機,衝鋒抵達預定可攻擊距離時,
地效航艦也以離開原地數百公里.....(一般船艦一小時只能跑50-60km)
因此巡航速度高於水面艦10倍的地效航艦可以達成
10倍速移防,神出鬼沒的多方向打擊,發射後迅速消失難以追蹤.
甚至跑給次音速反艦飛彈追......一艘可以抵過多艘傳統航艦.
美國海軍認為這將是航艦發展的革命.
編制機種
F-35C戰鬥攻擊機/次世代海軍空優戰機
HV-22多用途運輸機
SV-22反潛機
V-44運輸機.
多用途無人UAV(全球之鷹,X-47)
以及其它多種定翼機.
編制武裝
CIWS近距自衛防空系統
VLS中長程區域防空飛彈"標準五型".
長程巡弋飛彈(可岸轟)
原則上地效艦隊不配備大型傳統水面作戰船艦.因為跟不上.
也不編制中小型地效艦,因為地效高度和翼展有關.
中小型地效艦註定只能在海象良好的內海行動.
若要跟著地效航艦就得大型化.....
因此地效航艦大多數時候沒有多少船艦隨從.
依靠使用各種艦載機進行防空制海反潛運輸偵查.
但可能編制水面補給艦後勤艦.
由於地效航艦速度超快,後勤艦不需緊跟在艦隊中.
就算相隔1000km也只是2小時航程,和傳統編隊相隔百里是一樣的.
後勤艦可以和一般水面艦安全的待在大後方,地效航艦也不必在戰場補給.
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| 25 L A T E S T R E P L I E S (Newest First) |
| blackknight |
Posted - 10/08/2011 : 13:14:05
天勾系統啊!!
某動畫中的空中航母也是用類似這種的系統
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我的女神!!
フルメタのシリーズを通しての女性キャラ人佋で不動のＮｏ．１を誇るテレサ�裔藉腎鉸橶褲�
記者：請問關於官方承認泰莎艦長是最萌的你有什麼看法?
發言人：非常好!!這是符合全體密銀戰隊隊員的最大共識，有助於部隊士氣的提升
和反恐活動的進行!!讓我們一起呼口號!!打倒暴力鐵拳女主角!!泰莎艦長是最萌的!!
今天心情不錯~~~就到這吧!! |
| Skyshade |
Posted - 10/05/2011 : 20:47:46
You can try this if you don't want loose stuff exposed to the head wind...
http://www.secretprojects.co.uk/forum/index.php?topic=2372.0 |
| Bryan C |
Posted - 10/05/2011 : 13:15:57
quote:
Originally posted by 閒遊之人
仔細想想
200km的高速
還用得著彈射嗎?
以經可以讓飛機直接起飛了吧?
類似2戰美國和蘇聯的
讓轟炸機掛小戰鬥機的
子母機模式~~
彈射器在低速用~~
No, you mean blown off the thing. Don't think any aircraft bought on board the flight deck from hangar deck can be securely move on the flight deck without the risk of blown off, nor any personnel or carts....
. Besides, with the height the thing is flying, the aircraft on board just need to be jettison backward and it will be flying..... |
| Bryan C |
Posted - 10/05/2011 : 13:12:01
Problem is that most powerful aviation electric motor driven propeller engines is only rated at 1xx-2xx range horsepower output, not the mega horsepower range.... |
| kumachan |
Posted - 10/05/2011 : 10:29:53
quote:
Originally posted by Bryan C
Propeller engines should keep the blade tip speed between Mach 0.88 to 0.92 for max speed performance. Anything below or above it, problems....
Besides, having concurrent 4 propeller engines behind each other, will undoubtly reduce performance so much that might just reduce output....
多重串列效率下降是可以預期的,但是低阻力卻可以彌補這個缺點.
整體仍是利大於弊.
而且這邊的串列不是TU95那種貼著放. 而且相距比槳葉直徑還大.
(前後翼相距上百米,隔幾十米才一組槳葉)
效率下降程度會遠小於近距串列螺旋槳.
比較接近全拉後推型的串列螺旋槳效率.
槳葉低轉速,保持尖端在0.9x mach.
內側處的加速效果變差就不管,因為一般螺旋槳也是如此.
不管是直徑1米3米沒人能讓槳葉內外一樣速度,
那並不妨礙螺旋槳在中低次音速的優良推進效率
外側才是提供主要推力的地方.
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| kumachan |
Posted - 10/05/2011 : 10:24:42
quote:
Originally posted by 閒遊之人
仔細想想
200km的高速
還用得著彈射嗎?
以經可以讓飛機直接起飛了吧?
類似2戰美國和蘇聯的
讓轟炸機掛小戰鬥機的
子母機模式~~
彈射器在低速用~~
風速100km/hr根本沒法站在甲板上.
地效航母的架空設計應該都不會在200km/hr彈射啦.
起降戰機時只是一般水面狀態.
只是用地效高速做戰術機動.
例如,晚上摸黑出港衝到4000km外,在水面彈射艦載機打擊1000km子以內目標.....
幾個小時內回收艦載機並且收工繞跑....
敵軍海軍追不上,而敵軍空軍就算幾小時內猜到地效航母的位置
並且湊足反艦攻擊機群,航母也已經跑遠了.
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| 閒遊之人 |
Posted - 10/05/2011 : 09:24:40
仔細想想
200km的高速
還用得著彈射嗎?
以經可以讓飛機直接起飛了吧?
類似2戰美國和蘇聯的
讓轟炸機掛小戰鬥機的
子母機模式~~
彈射器在低速用~~ |
| blackknight |
Posted - 10/03/2011 : 22:58:02
http://www.top81.com.cn/uploadfile/2011/0922/20110922091552752.jpg
最近網路上流傳的老共大型地效飛行器的想像圖
機首側面的引擎噴口布置挺有意思的
http://big5.china.com/gate/big5/military.china.com/zh_cn/dljl/wqzl/11035918/20070417/14519449.html
還有對岸網友的地效航母設計
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我的女神!!
フルメタのシリーズを通しての女性キャラ人佋で不動のＮｏ．１を誇るテレサ�裔藉腎鉸橶褲�
記者：請問關於官方承認泰莎艦長是最萌的你有什麼看法?
發言人：非常好!!這是符合全體密銀戰隊隊員的最大共識，有助於部隊士氣的提升
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| 西伯利亞 |
Posted - 09/16/2011 : 23:49:12
說到核動力，小弟想到的是用核動力來搞超高溫熱汽球；畢竟現在的核動力最強的就是搞出高溫。另外，雖然說架空設定到205X年，但是我並沒有看到科技發生大規模進步的可能，除非發生戰爭。另外，如果速度真的能達到那麼快的話說真的我會考慮用放風箏的方式起飛... |
| Bryan C |
Posted - 09/15/2011 : 12:11:36
Propeller engines should keep the blade tip speed between Mach 0.88 to 0.92 for max speed performance. Anything below or above it, problems....
Besides, having concurrent 4 propeller engines behind each other, will undoubtly reduce performance so much that might just reduce output.... |
| dasha |
Posted - 09/15/2011 : 12:08:11
轉速看的是翼端的角速度,所以同樣百轉/sec,螺旋槳直徑1m的翼端速度略低於音速(314.159......m/s),可是直徑2m就會變成接近兩倍音速.增大螺旋槳就變成要降低轉速,這下翼端音障的問題可以避免,較內側處的加速效果又會變差......所以渦輪螺旋槳引擎,基本上都是用很老的噴射引擎來改,或是小到連飛彈都不用的迷你核心,因為大一點或心一點的話,輸出功率很高,螺旋槳很容易變成超音速螺旋槳.
否則就是要螺旋扇那種延後翼端音速,甚至乾脆搞超音速螺旋槳的設計.但,高旁通渦輪扇在這方面會更方便,至少端點部份不一定面對氣流,超音速不一定產生音爆. |
| kumachan |
Posted - 09/15/2011 : 11:43:52
quote:
Originally posted by dasha
要注意到,螺旋槳翼端轉動速度到達音速時,引擎輸出不產生推力,而是產生音爆......所以大馬力引擎轉螺旋槳,多幾個螺旋槳會比加大螺旋槳要更有效,因為大螺旋槳只是巨大的音波武器......
昨晚想過用簡單的高中物理來計算螺旋槳推力,但暫時推不出來,因為推力是質量乘加速度,可是氣流加速度在這很不好算,容易算的是氣流速度,可是質量乘速度是功率......基本上大東西與高速的東西不適合用螺旋槳,用噴射比較好,因為螺旋槳對氣流的加速有限,不像噴射可以輕鬆加到超音速.
這個我有想過,不過不確定轉速是否有需要到這麼高.
平常巡航不需要很快.
我傾向於多葉片大葉面轉的慢一點......外型類似NP2000八葉螺旋槳
因為不轉也可以當巨型空氣煞車.
多幾個螺旋槳是一定要的,設計上就是僅量多一點.
而尺寸我是覺得小一點要達到高轉速才能有同樣推進力.
那不如做大一點更多葉片轉慢一點.
(越戰的觀測機就是低轉速多片大葉片,這會比較安靜點)
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| 閒遊之人 |
Posted - 09/15/2011 : 10:35:23
去找米粒開發米氏核融合爐
造台wb搞不好還比較輕松
或造台卡烏空母......... |
| dasha |
Posted - 09/15/2011 : 10:14:48
要注意到,螺旋槳翼端轉動速度到達音速時,引擎輸出不產生推力,而是產生音爆......所以大馬力引擎轉螺旋槳,多幾個螺旋槳會比加大螺旋槳要更有效,因為大螺旋槳只是巨大的音波武器......
昨晚想過用簡單的高中物理來計算螺旋槳推力,但暫時推不出來,因為推力是質量乘加速度,可是氣流加速度在這很不好算,容易算的是氣流速度,可是質量乘速度是功率......基本上大東西與高速的東西不適合用螺旋槳,用噴射比較好,因為螺旋槳對氣流的加速有限,不像噴射可以輕鬆加到超音速. |
| Bryan C |
Posted - 09/15/2011 : 09:02:02
Also, isn't the turboprop blade tips would go way beyond supersonic, like Mach 10+, with 40,000+ RPM...... |
| Bryan C |
Posted - 09/15/2011 : 05:33:35
Not going to find any shipyard able to build it. Besides, there's no way you can tie up that ship at any port....
quote:
核能引擎的馬力可以參考過去幾十年進步的速度.
一具A4W馬力約是之前CVN-65的A2W的四倍.尼米茲裝了2具,
由於WIG航艦科技上晚了100年,先不管核融合還是核分裂.
假設21世紀末每具核動力提供50萬軸馬力.
WIG航艦裝個8具,約400萬匹馬力.相當於14艘尼米茲級的動力.
這種暴力應該足以供應暴力核渦扇和核螺槳的能量供應?
Problem is that nobody is building that sort of reversed powered turboprop or turbofan/turbojet engines in the world----they all use combustion(air and fuel) to generate thrust and lift, not electricity to do that. Second, horsepower isn't the key, but electricity generating---and distribution network and protection from the electric magnetic field. I mean, we are talking about a lot and a lot of electricity needed here, which will generate a lot of EM field to those on board that will have funny looking kids soon.... |
| ID已刪除 |
Posted - 09/15/2011 : 04:27:16
quote:
Originally posted by olddog
還是要先發明反重力裝置？當然在那個時間點，這東西可能裝不上飛機，只好用船裝了，飛機的部份， 本來電影裡才有的 edi 人工智慧駕駛應該已經上班了，自動起飛/降落/回收的部份應該也沒問題.....
和駕駛沒關係，不管誰開那麼大台都是會在降落時墜毀的，力量太大船身撐不住，硬要用的話把齊柏林飛船搬出來吧，UAV空中起飛和降落，飛船搭載少數工作人員，用途是維護和補給UAV，運作上可以交給電腦或者說人工智慧作業系統負責 |
| kumachan |
Posted - 09/15/2011 : 00:08:46
加速度的問題,20萬公斤等級的穩定推力=2000噸推力
假想中的10米核渦扇引擎擁有GE90的十倍推力6000KN
6000KN推力大概相當於600噸推力,所以只需要4具核渦扇引擎,但加速需要1000km
加速200km則推力需求上萬噸,大概2000噸的5倍以上.所以需要20幾具核渦扇引擎,
不過和起飛相比這應該算小Case.
里海怪物重量500噸就用了百噸推力的渦噴,然而巡航只用其中的零頭.
顯然需求是在水面起飛.
設定的10米直徑核渦扇有32具,還另有16具巨大的核螺旋槳.推力應該是超過加速需求.
若有足夠能量供應則加速性是可以達成的.
核能引擎的馬力可以參考過去幾十年進步的速度.
一具A4W馬力約是之前CVN-65的A2W的四倍.尼米茲裝了2具,
由於WIG航艦科技上晚了100年,先不管核融合還是核分裂.
假設21世紀末每具核動力提供50萬軸馬力.
WIG航艦裝個8具,約400萬匹馬力.相當於14艘尼米茲級的動力.
這種暴力應該足以供應暴力核渦扇和核螺槳的能量供應?
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| Dr Evil |
Posted - 09/14/2011 : 18:55:36
水上配平與空中配平的難度不一樣，氣流比水流更敏感多變，
目前翼地效應載具仍局限在正常海象下，要縱橫七海面臨的挑戰會更嚴苛
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| olddog |
Posted - 09/14/2011 : 16:28:12
還是要先發明反重力裝置？當然在那個時間點，這東西可能裝不上飛機，只好用船裝了，飛機的部份， 本來電影裡才有的 edi 人工智慧駕駛應該已經上班了，自動起飛/降落/回收的部份應該也沒問題.....
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| dasha |
Posted - 09/14/2011 : 16:12:19
升力的產生,是要靠力量去製造氣流速度,加大氣流通過的翼面上下壓力差,翼地效應可以讓升力係數大幅增加,但缺乏力量,升力係數不管多高,乘以零就是零......這設計不像直昇機是靠扭動翼面產生氣流速度,那只能是靠推力讓船身加速,以增加翼面的氣流速度.
而加速度的問題,其實可以先應用牛頓前兩個運動定律,高中教的可都是無摩擦狀況下的簡化公式,乾脆把摩擦力當成零,那需要多少推力?720km/hr=200m/s,先用這數據算,F=ma,V^2=2aS,假定1000km距離讓你加速到720km/hr,完全無摩擦無衍生阻力的狀況,a=0.02m/s^2,十萬噸的船,需要兩百萬牛頓約20萬公斤等級的穩定推力......
如果加速距離只能有20%(200公里),阻力讓推力需求倍增,然後船身結構至少要保持不會空中分解(現代船隻沒有海水支撐,比方被EVA貳號機抬起來的狀況,龍骨馬上斷),要從G限大概0.5G增大到至少2G......推力需求上萬噸,原子爐的輸出還是不夠用的.
而且翼地效應對於下表面層狀態的敏感性,還沒觸及,這時配平力需求,還大於推力,也就是說十萬噸翼地效應航艦,可以用幾百噸推力的引擎推動,但是你的配平力輸出,即使是在艦身最前方與最後方,力臂總長超過400m,也需要千噸......
技術限制可以用時代突破,物理限制不能用時代突破--不過可以用神話突破,比方動力系統是YHVH...... |
| kumachan |
Posted - 09/14/2011 : 15:28:06
應該不是要靠翼地效應省推力,而是增加升力.
這設計推力與加速是靠蠻力,推進力能做多大就儘量做多大,
反正是架空的核動力有足夠能量,沒打算省推力....
推力再怎麼大也不可能全靠推力升空,升力才是能否離地的重點.
這麼重的東西不靠翼地效應該不可能離地飛行.
翼地效應只有在翼展1/2以內才有足夠升力.
加速不全然和重量相關,和阻力/推力的關係更大.
只要蠻力夠,冰箱也能飆高速.
這設計會是核動力驅動一堆蠻力推進器來把巨大的金屬加速.
最耗能量時不是WIG巡航或加速,而是水面加速到離水初期.
因為水和空氣的阻力差距很大,水的密度約為空氣的800倍
那時可能所有核渦扇/後燃器/螺槳,甚至輔助火箭助推器硬上.
必要的話甚至設計成三翼面/伸縮小翼也不排除,這麼大的東西只要能升空其它就好解決.
因為空中阻力只剩幾百分之一,只要你能讓它飛起來,八成也不用擔心推力不夠或加速快慢....
>>減輕結構重量，但又要強化結構
這並不矛盾,因為我們講的是科技幾乎晚了尼米滋級100年的架空時代.
超輕合金與複合材料有可能足以取代大部份鋼和鋁.
只要接觸強烈衝擊力的底部和浮筒與重要結構需要使用高強度金屬.
....當時代有明顯差距,重量和強度並不能劃上等號.
基本上起飛後是像一般飛機一樣,不會有任何人或物在外部甲板.
所以不用擔心100km風的問題.
即使脆弱的無裝甲中央甲板機棚完全以複合材料製造.
就像波音Dreamliner的機體也足以抵亢0.9馬赫的風速.
結構要求最大的應該不是時速300節飛行階段.
而是觸水滑行階段,因為水的阻力是800倍....那怕是20節也需要強大的結構.
配平的問題所有飛機與船艦也一樣會面對.
相對於"怎麼讓航艦飛起來", 配平負重管理算是比較好解決的.
大部份船艦是用油和水去配平或是荷物移動管理,飛機還可靠翼面,
沒有黑科技的話,WIG機不外乎也是這些傳統方式,
需要一些經驗和人力,但人類應該可以搞定這工程問題.
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| Dr Evil |
Posted - 09/14/2011 : 15:15:41
十萬噸航空母艦，速度最多六十公里，又有水面浮力減重，
但十萬頓的航艦要飛上天，速度要達到三百公里，對結構的考驗比水面艦
更嚴苛....結果是你要減輕結構重量，但又要強化結構，我認為這會成為熊與
魚掌的困境
另外~上百架飛機與人員在艙驗與艙內流動變化，這麼多影響重量分布的因子
會不會難以配平?
還有~甲版上不要說時速三百公里的風，一百公里的風就非常足以影響人員與
飛機的作業....
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| dasha |
Posted - 09/14/2011 : 15:02:05
當年核動力飛行器的核輻射是很可怕的,會遠比福島的輻射要高,這年頭這種東西會在計畫階段被環保人士加上財政部擊毀,弄多少裝甲都沒用......
東西越重,加速越慢,如果想靠翼地效應省推力,加速到時速八百公里,可能需要上千公里...... |
| kumachan |
Posted - 09/14/2011 : 14:32:42
quote:
Originally posted by MACOS8
你要的功率跟圍阻體厚度可不是當初美蘇試過的大小喔..如果要達到與水面艦艇同等的防護，那種重量是很可怕的..
的確不是同等規模.
所以我有講不必拿60年代嘗試的核動力機或里海怪物來參考.
WIG航艦用的是航艦用水冷核動力爐,運作原理與圍阻體厚度也是比照航艦而不是飛機.
所以噸位不會低於大型航艦.
這是想像21世紀的航艦概念,相當於看1915年航艦猜測1970年的尼米茲級航艦.
所以架空時較不在乎目前的工程難度與成本.
而是著重於如果未來時空背景/預算/需求都能滿足的情形下.
美國海軍地效航艦應該怎麼設計才是最佳方案.
如果硬要設定誕生的架空背景條件,可以坳出三種.
1.2050年後中美海洋軍備對抗,中國多艘航艦服役
俄國也重建強大海軍.....balabala..
雖然美國海軍仍然世界第一,但航艦分散到世界各地.
東亞戰區沒有數量優勢,美國海軍必須追求更高的機動調度能力.
否則全球海軍卻在各地都處於數量劣勢...
從軍備競賽的觀點,這也有利於美國.
因為沒有國家有科技與財力搞出同等級的東西.
B-2/F-22也是先進且貴翻天,美國空軍寧可少買一點也要弄到手.
因為當敵人都是拿弓箭,只有你有步槍,就是很大的優勢.
當未來幾十年後,其他國家把匿蹤機,大型航艦和彈射器都搞定,
美國海軍需要一些特別的技術優勢將其他國家再次拋在後面.
2.21世紀兵力縮減,追求高科技化.
由於美國大兵傷亡的成本很高,
傳統航艦對抗是比誰的艦載機多,比誰的航艦多....
就算一艘美國航艦帶2艘敵國航艦一起沉沒.
對美國海軍也是難以忍受的損失.
美國海軍必須用更少艦隊在全球範圍作戰.
開始走上類似美國空軍的高價精銳化發展.
"戰場上一架F-22可以抵過10架三代機"
而一艘地效航艦的運用彈性也能抵過很多個還在遠方緩不濟急的航艦戰鬥群.
地效航艦速度快,行蹤難以掌握,能避實擊虛,
即使在劣勢也能靠速度脫離追擊.
用較小的損失率來擊敗對手,這會是美國需要的,
因為美國人命比較貴XD.
3.美國海軍與美國空軍競爭
美國空軍越來越強的全球化打擊能力必定影響到美國海軍的價值.
幾十架全球轟炸機可以在一天內轟爛一個中等敵國的重要目標.
美國海軍...身為美國空軍的最大對手XD,不甘於只能一週後去收尾.
美國海軍不想回答"報告總統,抱歉~下週我們才能到戰場,因為....."
雖然地效艦永遠也不可能比飛機快,但是至少大幅拉近時間差.
而且幾小時內就定位以後,從幾百公里內出擊的艦載機,
出擊架次會比從數千上萬公里外出擊的重轟炸機還多且更即時.
而且地效艦能發動垂直登陸,能對地面支援.
更能應付對友軍戰場支援的彈性需要.
70年前二戰航艦只有50km速度.
早期螺旋槳機有300-500km速度,幾百公里航程,
但100多年後航艦速度沒多少進步.
五代機卻有2400km/hr速度,幾千公里航程.六代機可能更快更遠....
為了追回100年來的速度成長落差,美國海軍期望於超高速核動力地效航艦......
目前的尼米茲級是60年代的設計,地效航艦則是晚100年的新世代.
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