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第一艘不用蓝图设计的航母诞生 VR技术助力舰船设计迈入3.0时代

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发表于 2017-12-20 16:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

《航母王者》属于李杰先生“航母六部曲”系列图书之一,此前已出版《航母之路》、《航母解码》、《航母克星》等。这套图书是很好的国防教育科普书籍,对我国的海洋战略、航母建造、国防教育、军事知识普及等方面都发挥很重要的作用。


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  舰船设计的2.0时代,在计算机里进行工程制图,二维设计。

  而在舰船设计的3.0时代,通过借助虚拟现实技术,利用沉浸式环境工具(如VR眼镜),置身船内,福特级航母就是这样设计诞生的。

  这种设计的好处在于,人们可以不断的根据具体可见的三维位置,按照设计要求进行修改或者优化,使每一个部件或者构件设备都能够达到最理想的程度,相当于把工匠请到了船舱内部面对面设计。上千公里距离外的海军军方人员,也可以通过连线,随时参与意见,进行优化和修改。

  所以,福特号航母是第一艘采用计算机软件而非蓝图设计的航母。这是一个全新革命性的设计方式改进和应用。

  提问:虚拟现实技术的辅助下,福特级航母的整体设计有哪些优势?

  李杰:一是福特号采用虚拟计算机技术,克服了过去不足和弊端,它可以精确模拟每一个部件细节,而且可以根据布局的情况进行实际的具体解决。

  二是对于各个部件制造过程当中,或者设计过程当中的一些信息情况,还有精确度情况,也可以很好的事先掌握。

  三是缩短设计研发过程,就不同的部件可以分包给不同公司,在同一时间内进行设计研发,减少了过去单一部门,必须按照顺序逐一解决的设计问题,大大的缩短了设计研发的时间。

  提问:电磁弹射作为最亮眼的设计之一,对我国有何借鉴意义?

  李杰:美国在研发新一代福特级航母的时候,在电磁弹射的研发方面也取得了比较大的成果,基本上能够按照美国海军军方的阶段要求和设计思想配套应用。目前它的适配性总体上比较好,美国海军在舰机适配性方面也还在进一步加强试验,不断调整和改进。

  这些技术对于中国来说,有很大的借鉴学习意义。中国海军马伟明院士曾多次在人大会上说过电磁弹射器问题。马伟明院士领导的团队长期以来也在跟踪学习和研发试验中国的电磁弹射技术,并且取得了重大的突破和比较理想的成果。

  不过要把这么重要的一项技术应用到航母上,其实还是有很多路要走。在当今世界上,只有美国和中国两家拥有这样方面的技术,但是我们毕竟离实际使用还有一段距离。因此在充分了解学习借鉴美国的经验和试验成果基础上,我们还可以学习获得更多这方面的知识来为我所用,更好的提高我们国家的电磁弹射技术,使我们电磁弹射技术将来能够更好的应用到中国的新型航母上。

  提问:福特号航母还有哪些值得称道的设计?

  李杰:其实福特号航母还有很多值得称道的技术,比如它的飞行甲板设计技术。虽然美国尼米兹级航母第十艘“布什号”的技术已经达到很高的程度,但是美国在福特级航母上又进行了重新优化设计和改进,使航母的飞行甲板技术又有明显提高。

  再比如说它的核动力装置,最新的A1B核动力装置,明显比原来的尼米兹级航母有大幅提升。还有它的新概念武器,新概念武器已经比传统武器有明显的作战效果上的变化了,而且节省了成本。当然也还需要通过大量提高这种核动力装置的电力水平来达成新概念武器的应用。

  当然在这一级航母的设计建造过程中,这些先进的概念化的东西也是在不断摸索,不断调整改进的中来实现来提高的。

  提问:福特号设计和制造过程中是否遇到过挫折,受到过批评?

  李杰:福特号在建设过程当中不是一蹴而就的,而是由各个大中小系统组合而成的,不断摸索改进的一个过程,所以遇到了各种各样的问题和难题,比如电磁拦阻装置,比如双波段雷达、电力系统等等。曾经有一份《使用评估与试验处处长2013年版报告》对福特号进行了非常尖锐的批评。但是一个新生事物的出现,也是伴随非常多的不确定性,这种报告式的批评其实也不是坏事。

  实际上在整个开发过程当中出现的问题比较多,而且有些问题在具体的执行过程当中,甚至是走不下去了,一度影响了它建造过程的发展,特别典型的就是电磁拦阻装置。由于在试验过程当中出现的这些问题在短时间内可能难以解决,所以美国海军就把一些次要的高新技术问题、不影响未来作战行动的问题暂时搁置,等它成熟以后,能够达到实用化的程度然后再进行提高。

  目前,美国海军还是绝大部分高新技术已经完成落实到位,但是个别的、少量的技术还是处于进一步的试验、改进、提高和将来运用。还有些个别问题可能要下马,比如双波段雷达,它的技术尽管领先,但是它的作用效能不好,特别是它的经费远远超出了美国海军目前经费可能的支撑程度。


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