張宗科

（中國船舶及海洋工程設(shè)計研究院 上海 200011）

0 引 言

美國海軍因其全球攻勢戰(zhàn)略所需，建造了多達91艘塢載式全墊升氣墊登陸艇（LCAC），分屬ACU 4與 ACU 5 兩支艇隊（ACU，Assault Craft Unit，突擊登陸艇部隊），并且出口至日本、韓國等。LCAC能裝載一輛主戰(zhàn)坦克或多種軍用物資，實現(xiàn)艦到岸超越地平線式的干登陸。它的出現(xiàn)使全球可登陸的海岸線從常規(guī)登陸艦適用的17%增至70%以上。LCAC可進入美國幾乎所有帶船塢的大型艦艇及北約國家的相關(guān)艦艇。美國的LHA級（LHA，兩棲攻擊艦）可塢載1艘LCAC，LHD級（LHD，通用兩棲攻擊艦）塢載3艘，LPD-4級（LPD，兩棲船塢運輸船）塢載1艘，LPD-17級塢載1艘，LPD-36級塢載1艘，LPD-41級塢載4艘，LPD-49級塢載2艘；法國的“西北風(fēng)”（Mistral）級兩棲攻擊艦可塢載 2艘LCAC，見圖 1；英國的“海神之子”級兩棲攻擊艦可塢載2艘LCAC；西班牙的Rey Juan Carlos I兩棲運輸艦可塢載1艘LCAC。

自1987年6月LCAC-04隨LSD-42“日耳曼城”號船塢登陸艦（USS GermanTown）登陸沖繩島以來，LCAC先后參加了1991年波斯灣的沙漠風(fēng)暴、索馬里及孟加拉灣救災(zāi)、2003年的伊拉克戰(zhàn)爭、2005年卡特莉娜颶風(fēng)救災(zāi)、2006年的貝魯特撤僑行動、2010年海地大地震救災(zāi)等。美軍現(xiàn)將兩棲艦船編為遠征打擊群，可一次攜載、投放一個陸戰(zhàn)營的兵力。通常每支編隊內(nèi)有一艘通用兩棲攻擊艦 （可塢載3艘LCAC），一艘船塢登陸艦（可塢載 3艘LCAC）,以及一艘船塢運輸艦（可塢載2艘LCAC），這樣每個遠征打擊群共有9艘LCAC。近10年，美軍進行的每次兩棲行動中都可以看到LCAC忙碌的身影。近期的美韓黃海軍演中LCAC也頻頻出現(xiàn)。

LCAC通過延壽計劃（SLEP）獲得了多項技術(shù)改進，服役壽命由20年延長至30年［1］。美國海軍對此具有運載重型裝備實現(xiàn)高速登陸功能的登陸艇極為重視，正在進行LCAC的更新?lián)Q代研究。

1 LCAC的建造及其裝備情況

美國海軍的LCAC始于1966年的兩棲攻擊登陸艇概念研究（C150），1968年開始研制兩型氣墊登陸艇，即Aerojet Liquid Rocket公司的JFFF A與Bell Aerospace Textron公司的JEFF B，見圖2與圖3。設(shè)計要求航速50 kn，搭載60短噸（54.43 t）主戰(zhàn)坦克登陸，若有必要可深入內(nèi)陸50 km，也可返回海上并自由進出登陸母艦的塢艙。經(jīng)充分試驗后，LCAC以JEFF B為母型設(shè)計，但同時集合了兩者的優(yōu)點。

1984 年12月14日，LCAC首制艇服役于ACU 5，至1995年已建造了85艘。早在1992財年LCAC就完成了91艘艇的采購計劃，其中LCAC-90于1997年9月服役，而裝備深圍裙的LCAC-91則推遲至2000年12月服役。各LCAC的服役日期見下頁表1。

91艘LCAC中已有7艘被拆解用于野戰(zhàn)炮火力評估（FGE），截至2010年，尚有81艘在役。其中LCAC-66與LCAC 91為試驗艇，兩個艇隊ACU 4與ACU 5各裝備有36艘。

LCAC先后進行了多用途試驗，如搭載人員輸送模塊（PTM）用于輸送大量作戰(zhàn)部隊，開展近岸淺水區(qū)的掃雷、航道開辟、反潛等，見圖4。

其中人員輸送模塊于1994～1995年研發(fā)部署了2套，1997～1998年生產(chǎn)裝備了7套，用于戰(zhàn)斗部隊從作戰(zhàn)區(qū)域緊急撤離傷病員、非戰(zhàn)爭撤僑行動、人道主義援助等。PTM可在4小時內(nèi)由人工僅憑借吊臂/叉車組裝完畢，其內(nèi)部足夠容納180名乘客或145名戰(zhàn)斗負載的海軍陸戰(zhàn)隊人員、或108副擔(dān)架。LCAC航速高、載重量大、擁有大開放式甲板，因此還被用于從水面發(fā)射MK-5炸雷系統(tǒng)，從而實現(xiàn)拍岸浪帶區(qū)域的掃雷。

日本海上自衛(wèi)隊已從美國購買了6艘LCAC，并于2003年購買了1臺LCAC全功能訓(xùn)練模擬器（FMT）。這6艘LCAC中的前2艘于1997年交付，2001年第4季度交付第3艘，2002年第1季度交付第4艘，2002年下半年交付第5艘與第6艘。日本的兩棲運輸艦“大隅”號可塢載2艘LCAC。

表1 美國海軍91艘LCAC的服役日期

2 延壽計劃（SLEP）

LCAC的延壽計劃主要包括以下幾個方面:

（1） 改進主機

·提供更大功率

·降低油耗

·減少維護

（2）采用深型圍裙

·減小阻力

·提高總體性能包絡(luò)邊界

·減少維護

·增大越障高度

（3） 浮箱整修

·解決腐蝕問題

·增加10年服役期

·船體升級改進

·艙室重新劃分，利用燃油調(diào)撥系統(tǒng)調(diào)整縱傾，改善破艙穩(wěn)性。

（4）旋轉(zhuǎn)機械整修

·延長設(shè)備的使用壽命

·減少維護

（5）C4N（Command指揮，Control控制，Communications通訊，Computers&Navigation計算機及導(dǎo)航）升級換代。

·引進開放式架構(gòu)

·引進現(xiàn)代商用貨架備貨設(shè)備·提供精確導(dǎo)航

·提供通用戰(zhàn)術(shù)圖像

·提供通用組群協(xié)同作戰(zhàn)能力

延壽計劃的設(shè)計與改造合同于2003年簽訂。LCAC的延壽計劃包含兩個階段:除C4N之外的部分，在原型艇LCAC-91上試驗；C4N在LCAC-09上試驗。C4N的改造已于2010年完成，而延壽計劃將于2015年完成，共對74艘LCAC實施延壽計劃。

2.1 深型圍裙

BLA（Band，Lavis&Associates）公司從 1996 年開始LCAC深型圍裙的研究，起因是拍岸浪區(qū)域掃雷時，淺水上浪打壞LCAC的導(dǎo)管空氣螺旋槳。BLA于1997年先后進行了不同圍裙參數(shù)的船模試驗多達25種方案，最后將圍裙高由5 ft（1.52 m）改為7 ft（2.13 m）。與此同時為保持墊態(tài)艇寬不變，側(cè)部圍裙由單囊套指改為雙囊套指，同時取消縱向分隔圍裙，以減小波浪中的阻力。經(jīng)船模試驗，艇橫穩(wěn)性甚至略優(yōu)于原艇，阻力性能亦優(yōu)于原艇。隨后1998年1月在巴拿馬城試驗場，深型圍裙試樣在LCAC-66上開始實船試驗。經(jīng)試驗，深型圍裙在提供總體性能與乘坐舒適性方面優(yōu)于原常規(guī)囊指圍裙。

深型圍裙試樣后又被裝備到ACU 5的一艘艇上進行部隊使用評估與耐久性試驗。經(jīng)過近2年的部隊試用，證明深型圍裙在性能與耐波性方面優(yōu)于原常規(guī)囊指圍裙，且圍裙全壽命周期費用降低。美國海軍海上系統(tǒng)司令部兩棲戰(zhàn)術(shù)項目辦公室（NAVSEA PMS 377）基于上述實艇試驗結(jié)果以及原型艇LCAC-91的交付，于2001年10月10日宣布，深型圍裙被選中作為延壽計劃的一部分，并安裝到所有LCAC上［2］。深型圍裙的裙高2.1 m、手指高1.3 m、越障高度1.2 m。

2.2 主機改進

每艘LCAC裝備4臺TF40B，總功率為16000 hp（11760 kW）。到2006年，總共為LCAC項目生產(chǎn)了400多臺TF40B，經(jīng)驗超過25年。經(jīng)過改進，ETF40B的最大瞬時功率提高15%，在100℉（約37.8℃）時，最大功率可達4745 hp（3488 kW），同時提高燃油效率，顯著減少維護工作。將全權(quán)限數(shù)字電子控制技術(shù)內(nèi)嵌到原控制與報警監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，不僅簡化了維護難度，也可提高故障診斷能力并減少全壽命周期費用。美國計劃用功率更大的TF50替代TF40B，并基于TF40B/ETF40B的成功經(jīng)驗開發(fā)TF60B。據(jù)報道TF60B的功率高達4250 kW。表2為美國海軍TF系列燃氣輪機性能指標(biāo)。

TF40是美國Textron Lycoming公司的TF系列工業(yè)/艦船用燃氣輪機中功率較大的一種型號，TF40B是專門為美國海軍設(shè)計的。1995年Textron Lycoming公司被Allied Signal公司并購，1999年6月Allied Signal公司和德國MTU公司組成合資公司——Vericor Power Systems。目前該合資公司主要生產(chǎn)由航空技術(shù)為核心的專為海洋與工業(yè)環(huán)境設(shè)計的TF系列燃氣輪機。

表2 美國海軍TF系列燃氣輪機性能指標(biāo)

3 技術(shù)改進及其應(yīng)用

D.R.Lavis與B.G.Forstell在2005年的一篇文章中指出，過去10年中，數(shù)值分析與計算機輔助繪圖工具的發(fā)展為氣墊船設(shè)計者提供了有力的工具，CDI公司船用系統(tǒng)開發(fā)部（CDIM-SDD）研發(fā)了新一代氣墊船（ACV）系統(tǒng)，主要包括:圍裙系統(tǒng)、墊升風(fēng)機、導(dǎo)管空氣螺旋槳與首噴管操縱設(shè)備。這些新技術(shù)在美國LCAC的延壽計劃、芬蘭海軍的T-2000氣墊巡邏艇以及韓國 LSF-II快速登陸艇（LSF，Landing Ship Fast）上得到充分應(yīng)用，處在詳細或概念設(shè)計階段的美國多種新型氣墊船方案也將采用這些新技術(shù)［3～5］。

3.1 深型圍裙

結(jié)合AutoCAD（自動計算機輔助設(shè)計）3D建模與Ship-CAM（船舶-計算機輔助制造）軟件的放樣展開功能，深型響應(yīng)圍裙已經(jīng)發(fā)展到了第三代。第一代應(yīng)用于美國LCAC的延壽計劃，側(cè)部圍裙為雙囊套指。第二代應(yīng)用于芬蘭的T-2000艇上，側(cè)部圍裙為單囊套指，且手指經(jīng)過有限元分析優(yōu)化，成功消除了手指上的應(yīng)力集中現(xiàn)象。實船運行表明，手指使用超過400小時也無需大的維護，艇內(nèi)側(cè)手指壽命預(yù)期更可達800小時。套指圍裙使得T-2000在某些運行狀態(tài)下的回轉(zhuǎn)率超過2°/s，同時低頭埋首邊界大大超出艇（速度/海況/重心縱向位置）的運行界限，并且低頭埋首反應(yīng)比常規(guī)囊指圍裙溫和得多，這也與安裝第一代深型響應(yīng)圍裙的LCAC上獲得的使用經(jīng)驗相同。

第三代圍裙充分借鑒前二代圍裙的使用經(jīng)驗，將研究重點放在減小風(fēng)浪中的圍裙阻力與進一步提高乘坐舒適度上，并于2003年完成了船模圍裙試驗。結(jié)果表明:在有義波高1.4～1.5 m的波浪中，第三代圍裙阻力較第一代下降25%。在2007年其也應(yīng)用到類似于LCAC的韓國LSF-II艇上。

3.2 墊升風(fēng)機

CDIM-SDD利用ANSYS CFX5.6計算流體力學(xué)軟件，采用RANS粘性流方法計算分析了重物運送氣墊登陸艇（HLCAC，Heavy Lift Landing Craft Air Cushioned）方案的概念風(fēng)機的氣動力設(shè)計。研究表明:風(fēng)機蝸殼尺寸可比原設(shè)想的要小得多，且不影響風(fēng)機的流量壓頭特性。風(fēng)機模型試驗表明:CFD（Computation Fluid Dynamic，計算流體力學(xué)）分析預(yù)測的流量壓頭與試驗結(jié)果一致，而預(yù)測的風(fēng)機吸收功率略為偏高。

T-2000艇隱形設(shè)計嚴格要求墊升時的最大噪聲值，由于CDIM-SDD為T-2000艇設(shè)計的風(fēng)機轉(zhuǎn)速僅為930 r/min、而風(fēng)機直徑為1.8 m，為達到墊升系統(tǒng)的流量壓頭要求，在風(fēng)機葉片的隨邊加裝了楔形塊，見圖5。韓國LSF-II艇上也采用了帶新型雙頭蝸殼的雙進風(fēng)風(fēng)機。

3.3 導(dǎo)管空氣螺旋槳

CDIM-SDD完成了比LCAC導(dǎo)管槳吸收功率大50%的導(dǎo)管空氣螺旋槳設(shè)計。該設(shè)計利用先進的CFD與逆向CFD工具，優(yōu)化槳葉、導(dǎo)管以及槳后尾流中的整流支臂的翼形剖面的氣動力參數(shù)。在ANSYS CFX5.6計算模型中，預(yù)測了來流阻塞對槳性能的影響包括處于來流上游的艇體結(jié)構(gòu)。通過對各氣動剖面進行參數(shù)化變動，以尋求既滿足設(shè)計推力水平且吸收功率最小的導(dǎo)管槳。最后優(yōu)化得出的導(dǎo)管槳具有6片槳葉與7個槳后整流支臂。為分析雷諾效應(yīng)對1/6th槳模風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)的影響，并且消除模型縮尺效應(yīng)，決定用CFD工具預(yù)測風(fēng)洞環(huán)境中縮尺導(dǎo)管槳的性能。

CFD計算模型中包含了導(dǎo)管槳前方艙室結(jié)構(gòu)以及風(fēng)洞構(gòu)型，模型可相對風(fēng)洞氣流偏移不同的角度，以模擬側(cè)風(fēng)影響。槳模上槳葉安裝角及葉片數(shù)均可調(diào)，整流支臂葉片固定而不隨槳葉安裝角改變。CFD預(yù)測的推進效率與槳模測試數(shù)據(jù)吻合良好，推力系數(shù)Ct差別在±5%以內(nèi)，而CFD預(yù)測的扭矩系數(shù)CQ比測試數(shù)據(jù)高10%左右。

在T-2000艇上已部分應(yīng)用了導(dǎo)管槳的研究成果，其槳直徑為3.9 m，具有5片槳葉與7個整流支臂。韓國LSF-II艇的導(dǎo)管槳結(jié)構(gòu)同樣如此，只是槳直徑與LCAC相同，均為3.58 m。

3.4 首噴管

美國的LCAC與英國的AP.1-88均采用首噴管以增加推力，并為提高轉(zhuǎn)彎性能提供操縱手段。AP.1-88首噴管從風(fēng)機上出風(fēng)口至噴管頂部高達2 m，而T-2000艇因隱形設(shè)計要求艇外部安裝的系統(tǒng)與設(shè)備必須降低高度。為此特別設(shè)計了階梯式首噴管，其在上層建筑甲板之上的高度僅為0.78 m，從而使雷達面積大大減小，且氣流經(jīng)過彎頭時的沖擊與摩擦損失減小。模型試驗表明:低外形首噴管設(shè)計能滿足T-2000艇設(shè)計要求。2001年的實船試驗結(jié)果表明，首噴管與原設(shè)計預(yù)測大體吻合。T-2000艇具有優(yōu)良的操縱性，在芬蘭群島的眾多島嶼之間高速巡邏時，操縱自如。

2007年韓國LSF-II艇上亦采用了新型的低外形首噴管，每個雙頭蝸殼風(fēng)機上部各設(shè)置一個首噴管，從而避免了LCAC兩臺風(fēng)機部分氣流先匯合再為一個首噴管供氣所帶來的損失。

3.5 芬蘭T-2000艇簡介

芬蘭海軍20世紀90年代制定Squadron（分遣艦隊）2000工程，計劃建造 4艘 T-2000（Tuuli級）高速隱形氣墊巡邏艇。1999年7月，芬蘭海軍與Aker Finnyards船廠簽訂設(shè)計建造合同。T-2000艇的浮箱由5000系列鋁合金船用薄板焊接而成，上層建筑則由FY Composites公司用輕型碳纖維復(fù)合材料制成。該艇涉及來自美國的技術(shù)轉(zhuǎn)讓，CDI船用系統(tǒng)開發(fā)部為Aker Finnyards船廠提供氣墊船特有系統(tǒng)方面的設(shè)計支撐，主要是推進系統(tǒng)、墊升系統(tǒng)、圍裙系統(tǒng)，以及預(yù)報艇的快速性、穩(wěn)性、操縱性、耐波性等總體性能與結(jié)構(gòu)載荷。

為了可視化呈現(xiàn)鉤藤散活性化合物和靶點的相互作用及鉤藤散活性化合物、預(yù)測靶點和AD相關(guān)靶點的關(guān)系，使用Cytoscape-v3.6.1[17]構(gòu)建了活性化合物-靶點網(wǎng)絡(luò)（compounds-targets network，C-T）和活性化合物-靶點-AD靶點網(wǎng)絡(luò)（compounds- targets-AD network，C-T-AD）。

T-2000艇于2001年秋季下水，2002年2月開始陸上試驗，2002年6月10日交付芬蘭海軍評估運行性能與軍事應(yīng)用能力。首制艇編號為Tuuli 10，在2003年11月進行的快速性試航中，艇速超過70 kn。不過后因財務(wù)等原因，芬蘭海軍終止了Squadron 2000工程，并于2003年12月19日宣布Tuuli 10退出現(xiàn)役。

圖6為芬蘭T-2000艇，其主要參數(shù)如表3所示。

表3 T-2000主要參數(shù)

3.6 韓國LSF-II艇簡介

韓國氣墊登陸艇的發(fā)展可以分為自主設(shè)計建造、俄羅斯購買、引進技術(shù)自主建造三個階段。

韓國引進美國LCAC技術(shù)，自主設(shè)計建造了80噸級的氣墊登陸艇，首制艇舷號為611，見圖7。該艇與LCAC不同之處為每舷各設(shè)有3臺風(fēng)機，其中2臺用于墊升，另1臺為首噴管獨立供氣。左舷首部設(shè)有一座旋轉(zhuǎn)炮塔以加強火力。

韓國2002年從俄羅斯購買了3艘舷號依次為621、622、623 的 出 口 型 海 鱔 級 氣 墊 船 （Murena 12061），這3艘船曾在2010年的延坪島炮擊事件中，用于撤離島上的居民。

2007年5月，韓國新型高速氣墊登陸艇服役，編號為LSF-II，見圖8。首制艇舷號為631，昵稱“Kite 631”，由韓進重工建造。該艇長27 m，有效載荷55 t，由Vericor提供額定功率為4745 hp（3487.58 kW）的4臺ETF40B型船用燃氣輪機提供動力，滿載時的設(shè)計航速為40 kn。

LSF-II艇采用CDIM-SDD第三代深型響應(yīng)圍裙技術(shù)，每舷各有2臺雙進風(fēng)風(fēng)機，風(fēng)機采用雙頭蝸殼，其上部出風(fēng)口處各設(shè)一個低外形階梯式首噴管，艇尾設(shè)兩個導(dǎo)管空氣螺旋槳提供推力，每個導(dǎo)管槳具有5片槳葉和7個整流支臂。韓國三洋公司（Samyang）生產(chǎn)的阻燃超強復(fù)合材料——迪尼瑪HB25裝甲防護板，比傳統(tǒng)鋼鐵用材輕一半以上，既可使LSF-II艇免受火力襲擊和火災(zāi)，又大大減輕艇本身的總重。

4 計劃特點及發(fā)展趨勢

4.1 LCAC

LCAC艇底裝有一圈柔性圍裙，以此在艇底與運行表面之間形成并維持氣墊，從而具有兩棲性。LCAC作為全墊升氣墊船，有以下幾處不足:

（1）不能很好適應(yīng)高海況；

（2）艇底周邊柔性圍裙內(nèi)的氣墊壓力波動，會引發(fā)“鵝卵石效應(yīng)”，導(dǎo)致乘坐不舒適；

（3）對艇重極為敏感；

（4）僅能沖上坡度平緩的海灘；

（5）周邊圍裙初始造價高，維護費用也高；

（6） 4臺 4500 hp（3307.5 kW）的燃氣輪機提供墊升與推進，而其初始費用高達2000萬美元；

（7）導(dǎo)管空氣螺旋槳噪音極大。

盡管有上述缺點，LCAC還是因其出色的兩棲性能與45 kn的高航速而大量裝備。兩棲性使其可直接沖灘登陸，并且能超越潮汐線干式卸載部隊人員與物資。因此美國海軍一直在對LCAC進行改進研究。

4.2 HLCAC

Navy Transformation Roadmap（海軍轉(zhuǎn)型路線圖）于2003年提出替代氣墊登陸艇（LCAC）與通用登陸艇 （LCU）的R&D計劃，并決定在2005財年資助HLCAC項目，包括開發(fā)高效墊升風(fēng)機。該項目后來于2004年啟動，其將LCAC接長50%，主要集中研發(fā)重載槳葉、導(dǎo)管、齒輪箱與墊升風(fēng)機，而其余設(shè)備均可與LCAC通用。

相對于LCAC而言，HLCAC裝載甲板的長度與面積均增加33%，裝載量則翻番達到144短噸（130.63 t），HLCAC可運載 2輛 M1A1主戰(zhàn)坦克或10輛輕裝甲戰(zhàn)車（LAV）。HLCAC裝載量與續(xù)航力均倍增，同時維持25～50 kn的航速。SSSC（Seabase to Shore Surface Craft，海上基地至岸水面艦艇）要求HLCAC與現(xiàn)有LCAC相比，長度增加約42%，但同時保持高度與寬度不變以適應(yīng)進出現(xiàn)有的母艦塢艙。HLCAC推進系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵是設(shè)計出滿足HLCAC推力所需的先進螺旋槳，并同時滿足母艦塢艙的尺寸約束。2003年BLA在Maryland大學(xué)的Glenn L.Martin風(fēng)洞進行了帶槳前船體上層建筑的導(dǎo)管空氣螺旋槳的1/6縮尺模型試驗，通過變槳葉數(shù)系列試驗，并結(jié)合CFD理論優(yōu)化計算，最終得到了6葉槳與7個槳后整流支臂的導(dǎo)管槳。CFD計算結(jié)果與模型槳推力換算值相差在±4%以內(nèi)。

4.3 SSC

2005年以“從海上基地至海岸的進攻連接器”項目（Seabase to Shore Assault Connector）取代了 2004年HLCAC計劃。R&D以及試驗評估于2006財年開始，計劃至2014財年首制艇形成初步運行能力。

2006年項目更名為JMAC（Joint Maritime Assault Connector，聯(lián)合海軍攻擊連接器），首制艇計劃于2015財年加入部隊服役，仍為裝載2輛130.64 t主戰(zhàn)坦克的加長型氣墊登陸艇方案。

2008年將計劃中的載重量修正為72短噸（65.32 t），提出JMAC的初始設(shè)計指南為:

（1）能進出美國海軍的兩棲艦艇；

（2）能越過沙灘、結(jié)冰、泥濘與沼澤區(qū)域；

（3）能在內(nèi)陸區(qū)域運行；

（4） 載重 72 短噸（65.32 t）狀態(tài)下，從靜止?fàn)顟B(tài)開始啟動，能爬上5°的斜灘頭；從5 kn速度開始能爬上6°斜坡；

（5）在更高海況（4級）下能正常運行；

（6）增大續(xù)航力、航速與載重量；

（7）減少艇員人數(shù)；

（8）增大對人工與自然形成障礙物的越障能力；

（9）降低維護與運行費用；

（10） 提高可靠性/可維性/可用性（RMA）；

（11）降低內(nèi)部與外部噪聲；

（12）提高紅外線抑制能力。

2009年該計劃正式更名成為SSC（Ship to shore Connector），給出了由LCAC過渡至SSC的具體時間表:2011年下半年簽訂建造合同，2014年首艇交付。計劃中提出SSC基本特征為:氣墊面積同LCAC一致；5名船員；在有義波高1.4 m、環(huán)境溫度100℉（37.8 ℃）的情形下，裝載 74 短噸（67.13 t）時的持續(xù)航速超過35 kn，續(xù)航力86 n mile，60 Hz電制系統(tǒng)［7］。

SSC主要系統(tǒng)設(shè)備的選型要求見表4。

表4 系統(tǒng)設(shè)備選型要求

計劃中對圍裙系統(tǒng)、墊升風(fēng)機、復(fù)合材料導(dǎo)管槳等關(guān)鍵設(shè)備要求進行原型樣機試驗，并盡量擴大復(fù)合材料的使用范圍。在合同設(shè)計開始時，對船體系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、C4N系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等方面提出具體要求，包括主尺度、總布置、艙室結(jié)構(gòu)與材料、動力系統(tǒng)布置、駕駛員/副駕駛員指揮甲板（駕駛室）等給出詳細圖紙規(guī)定要求。

在2010年提出了下一步的詳細設(shè)計與建造計劃，首制艇將于 2018 財年交付［8，9］。 隨著未來美國海軍陸戰(zhàn)隊地面戰(zhàn)斗部隊（GCE）、海上遠征旅（MEB）車輛與裝備的體積增大且重量增加2倍多，對SSC的使用要求為:

（1）在未被允許的條件下執(zhí)行艦艇對目標(biāo)的機動作戰(zhàn)方針（但不是第一波次），運載來自于海上、空中/地面任務(wù)力量與陸軍戰(zhàn)斗旅團（BCT）的武器系統(tǒng)、裝備、物資與人員登陸；從MEB卸貨開始，任務(wù)周期時間為8～10小時；

（2）可布置于LPD、LSD與LHD/LHA級帶塢艙的兩棲艦，從2015年開始算起，具備30年服役壽命；

（3）在北約（NATO）海況 3～4 級、有義波高 4.2～6.1 ft（1.28～1.86 m）情況下，以近 35 kn 高速、74 短噸（54.39 t）高載重，從離岸25 n mile或更遠處越過沙灘登陸，且不受潮汐、水深、水下障礙、結(jié)冰或泥濘的影響；爬坡能力與現(xiàn)有LCAC相當(dāng)或有所超出；

（4）溫度范圍與目前LCAC運行的阿拉伯灣約100℉（37.8℃）相當(dāng)。

SSC設(shè)計中采用的戰(zhàn)略方針為:從一開始，SSC項目即著眼于減少總建造費用。政府引導(dǎo)的設(shè)計團隊負責(zé)降低維護費用、平均故障修復(fù)時間及船艇人力資源的設(shè)計方案，綜合平衡性能要求，降低全壽命周期費用，同時關(guān)注采購費用。承包商參與系統(tǒng)/子系統(tǒng)層次的詳細設(shè)計，從而降低了額外費用。

借鑒汽車行業(yè)的成功經(jīng)驗，采用政府主導(dǎo)下的開放式集群設(shè)計方法，先資助各設(shè)計組提出初步方案，集合全國專家從船體平臺、動力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、C4N、性能（圍裙）、人機交互界面（HSI）等方面展開研討評價，而后各方案逐漸交融更新，最終篩選出鋁合金船體結(jié)構(gòu)的建議設(shè)計方案與復(fù)合材料船體結(jié)構(gòu)的備用方案［10］。

SSC共計劃建造1艘原型艇、72艘裝備艇，以逐步替代延壽后的LCAC。整個計劃費用高達40億美元，第一艘試驗與訓(xùn)練艇計劃于2016～2017年交付，并在8年內(nèi)完成全部73艘艇的材料采購。

建造SSC的兩組競標(biāo)團隊為:Marinette Marine、Boeing、Oceaneering、Griffon Hovercraft團隊與Textron Marine&Land Systems、L-3 Communications、Alcoa Defense團隊，可以說這兩個團隊分別集中了各行各業(yè)的翹楚，兩個團隊成員的長處分別見表5與表6。SSC登灘及卸載的效果圖見圖9。

表5 Marinette Marine團隊各成員優(yōu)勢

表6 Textron Marine團隊各成員優(yōu)勢

5 LCAC、T-2000艇及SSC的快速性分析

按全墊升氣墊船風(fēng)浪中阻力估算方法進行理論計算，與公開資料中JEFF B的船模預(yù)報與實船測試，兩者的比較結(jié)果見圖10?？梢钥闯觯瑑烧呶呛狭己?，其中靜推力來自于JEFF B導(dǎo)管空氣螺旋槳與首噴管組合推力的測試值，見圖11。推力隨航速的變化趨勢參照導(dǎo)管槳推力的經(jīng)驗估算。由于需要進出母艦塢艙，JEFF B的長、寬、高均受到限制，無因次氣墊壓長比大于15，屬于典型的高氣墊密度全墊升氣墊船。

LCAC實施延壽計劃后，隨氣墊高度由5ft（1.52m）增大至7 ft（2.13 m），因氣墊寬度受進出母艦塢艙所限，側(cè)部圍裙只能采用雙囊形式。延壽計劃后的主機采用 ETF40B，功率比 TF40B增加約 15%，將JEFF B的靜推力按比例增加15%用于快速性計算，相應(yīng)結(jié)果見圖12。

芬蘭的T-2000艇不需要進出母艦塢艙，因此屬于自由設(shè)計，無因次氣墊壓長比僅為8左右，屬于低氣墊密度全墊升氣墊船。其快速性計算見圖13。

6 結(jié) 論

從LCAC到SSC，美國氣墊登陸艇的作戰(zhàn)使用目標(biāo)明確，即裝載主戰(zhàn)坦克等重型裝備，實施艦到岸的超越式干登陸。隨著主戰(zhàn)坦克重量與尺寸的增大，對裝載量、耐波性、海況等級也提出更高要求。美國負責(zé)LCAC技術(shù)的機構(gòu)則對LCAC的相關(guān)技術(shù)進行不斷改進，并應(yīng)用在最新設(shè)計建造的氣墊登陸艇上?？梢哉fT-2000艇與LSF-II艇是LCAC改進技術(shù)實艇應(yīng)用的兩艘試驗艇。減輕自身重量是氣墊登陸艇的生命力所在，為此SSC簡化齒輪箱，將導(dǎo)管空氣螺旋槳、墊升風(fēng)機、首噴管、軸系等盡可能使用輕型復(fù)合材料制作，同時將零部件選型通用化，提高RMA（退貨授權(quán)）流程、提高自動化、減少人力資源，使SSC更物美價廉、可靠實用，使其擁有持續(xù)的實用競爭力。

美國LCAC項目的發(fā)展已近60年，隨著現(xiàn)代技術(shù)的改進，LCAC也與時俱進，不斷升級換代，從而煥發(fā)出新的活力。美國現(xiàn)有兩支LCAC艇隊的標(biāo)識中，ACU 4 的標(biāo)識為“Above and Beyond”（“超越”），ACU 5 的標(biāo)識為 “Swift Intruders”（“快速入侵者”），這也反映出LCAC是兩棲登陸作戰(zhàn)中的一柄利刃，它始終是懸在目標(biāo)國家頭頂?shù)倪_摩克里斯之劍。作為美國海軍兩棲登陸作戰(zhàn)的三叉戟（MV-22魚鷹傾轉(zhuǎn)施翼飛機、EFV兩棲遠征戰(zhàn)車、LCAC）之一，隨著時間的變遷，LCAC始終不會失去其光芒。

［1］D.Vickers and B.G.Forstell.LCAC Deep Skirt Project［C］.CACTS’98，1998:1-9.

［2］B G.Forstell.Deep Short Selected by PMS-377 for Installation on All LCAC Craft.BLA Quarterly Digest［R］.2001，12.

［3］J.A.Allison，B.G.Forstell，D.R.Lavis，etal.The Influence of New Technology on the Design and Manufacture of High Speed Craft with Special Reference to Recent Monohulls，Multihulls，Air Cushion Vehicles and Surface Effect Ships［C］.High Speed Craft:Design&Operation，RINA，UK，2004:1～19.

［4］B.G.Forstell.Air Cushion Vehicle（ACV）Developments in the U.S.［R］.Joint SNAME SD-5/HIS Dinner Meeting.2005.

［5］D.R.Lavis and B.G.Forstell Air Cushion Vehicle（ACV）Developments in the U.S.FAST2005［C］.Russia，2005:1-8.

［6］J.Riedel.Amphibious Warfare Program （PMS377） ［R］.2008.

［7］T.Rivers.U.S.Navy Air Cushion Vehicle（ACV） Update［R］.ASNE HPMV Symposium，2009.11.

［8］Ship to Shore Connector（SSC）［R］.Navy League-Sea Air Space，2010.5.

［9］C.P.Mercer.A Turning Point in Naval Ship Design［R］.PMS377，2010.9

［10］W.Mebane.Set Based Design Implementation in the Ship to Shore Connector（SSC） Program［R］.NAVSEA，2010.11.