斯普魯恩斯號驅逐艦(斯普魯恩斯號驅逐艦（DD 963）):發展沿革,技術特點,降噪

斯普魯恩斯號驅逐艦（舷號：DD-963），由美國海軍的一型反潛驅逐艦。該艦由美國英格爾斯造船廠建造，並於1975年9月20日開始服役。該艦是第一艘使用燃氣渦輪發動機作為其主助推系統的驅逐艦。

基本介紹

中文名稱：斯普魯恩斯號驅逐艦
英文名稱：USS Spruance Destroyer
前型/級：查爾斯·亞當斯級驅逐艦
次型/級：阿利·伯克級驅逐艦
服役時間：1975年9月
國家：美國

發展沿革,技術特點,降噪設計,模組設計,性能數據,

發展沿革

斯普魯恩斯號驅逐艦（舷號：DD-963），由美國英格爾斯造船廠建造，並於1975年9月20日開始服役，是美海軍建造的31艘斯普魯恩斯級驅逐艦中的第一艘，它也是第一艘使用燃氣渦輪發動機作為其主助推系統的驅逐艦。

在長達近30年的服役生涯中，“斯普魯恩斯”號在大西洋、加勒比海、地中海、海灣、以及歐洲海域發揮著極其重要的作用，它曾經參加過美國對伊拉克的“沙漠風暴行動”和“伊拉克自由行動”、以及對阿富汗的“持久自由行動”，為美國在全球霸主地位的確立立下了汗馬功勞。

技術特點

降噪設計

斯普魯恩斯號驅逐艦主要是為反潛戰而設計的，要求能應對核潛艇的威脅。因此，它力爭要做到先敵發現，而不被敵潛艇先發現。為此，該艦須是一艘安靜的水面艦艇，所以在DD963級艦的設計中廣泛地套用了各種降低噪聲的技術，降低噪聲是該級艦設計建造中頭等重要的大事。美海軍當時聲稱DD963是其最安靜的水面艦艇。

該級驅逐艦採取的降低噪聲的技術與措施為四個方面：

主、輔燃氣輪機降噪

燃氣輪機有過氣、排氣和外殼三個方面的噪聲源。LM2500主燃氣輪機的降低噪聲的系統由以下四部分組成：進氣消音器、排氣消音器、主機隔聲封閉罩殼和冷卻空氣消聲器。這些消聲器的設計能滿足語言干擾度（65dB），這個標準對於進氣口是指進氣管道的表面。排氣消聲器要求設定在離排氣口 9.15m（30英尺）的甲板平面上。機艙的噪聲標準應滿足表2.5-2。LM2500主燃氣輪機消聲器減小的噪聲見表2.5-3，輔燃氣輪機消音器減小的噪聲見表2.5-4，LM2500主輔燃氣輪機隔聲封閉罩殼減小的噪聲見表2.5-5。

DD963級艦燃氣輪機發電機組的3台501-K17型輔燃氣輪機的降低噪聲的系統由進氣消聲器、排氣消聲器和帶有消聲器的空氣冷卻密封罩殼三部分組成。主、輔燃氣輪機的隔音密封箱裝體罩殼的隔層和內壁具有吸聲的效果。主、輔燃氣輪機的消聲系統的有效使用期為20年。

機艙降噪

1、機艙設氣幕降噪系統。DD963氣幕降噪系統設於前主機艙後端水線以下的一個橫截面上，利用燃氣輪機的抽氣系統的低壓空氣噴射出一道氣幕，主要作用是禁止螺旋槳的水動力噪聲對首聲吶的干擾。DD963級是最早使用這一技術的艦艇。

2、燃氣輪機、齒輪傳動裝置、通風機、泵等都採用減振降噪底座。

主推進燃氣輪機的機座採用高阻尼公共機座，即齒輪箱與主機安裝在固定於艦體結構的同一大機座上。主機和齒輪箱安裝於大機座時採用彈性底座，如支承主機的彈性底座有32塊，每塊達到美海軍6E-2000系列彈性底座標準。這種彈性底座既可吸收振動，又能減小結構噪聲。這樣傳至艦體的結構噪聲就小得多了。通風機、泵等輔機也採用了這種減振降噪的彈性機座。

3、艦艇的輔助系統及設備的設計製造中嚴格注意噪聲的控制。以DD963級艦燃油系統的設計為例，向各種泵的設計製造者提出了嚴格的結構與空氣噪聲標準要求；泵採用彈性底座，以降低泵傳至艦體的結構噪聲；油管與泵的連線使用撓性軟管，減小由泵傳至油管與艦體的結構噪聲。對閥和管系的設計也提出了噪聲控制的要求，如管系的固定要求採用消聲吊架，以控制結構噪聲的傳播。對其他輔助系統的輔機、管系、閥等的設計、製造與安裝也都採取了這樣的措施。

4、齒輪箱與聯軸節採用隔音罩殼。

變距槳及其軸系降噪

1、變距槳設計中注重對空泡噪聲的控制。如變距槳轉速的選擇中，若以效率考慮，全功率時螺旋槳的轉速應為180r/min，但是考慮到空泡的因素，最終轉速選為168r/min，以有利於避免空泡噪聲。

變距槳毅徑的選擇也是從有利於避免空泡考慮的。轂徑小有利於變距漿的效率，但從有利於避免空泡，則要求轂徑大些。DD963級艦變距槳的毅徑比選為0.30，這是合理地考慮了變距漿的效率和空泡性能後選取的。

2、採用了變距槳葉片通氣技術。為了避免螺旋槳的空泡噪音，變距獎設有通氣系統，通氣孔分布槳葉周邊。利用燃氣輪機壓氣機抽氣系統的低壓空氣，低壓空氣首先進入油分配箱，然後進入主軸心下面的一個管，並引至各槳葉的通氣孔。

3、儘量減小推進軸系的傾斜度。為了最大限度地提高螺旋槳的空泡初始速度，儘量減小推進軸系的傾斜度。

4、為了降低變距槳液壓系統產生的結構噪聲和流體動力噪聲，變距槳的液壓系統設有隔聲裝置。

甲板及艙室降噪

1、對管道及管道口採取了隔聲措施。對影響甲板及艙室噪聲的管道及管道回採取了隔聲措施，用以控制管道的空氣流體動力噪聲。

2、限制甲板及艙室設備的噪聲級。對甲板及艙室設備的噪聲限制實行了獎懲。

模組設計

斯普魯恩斯號驅逐艦是美國最早採用模組化設計理念的大型艦船。20世紀60年代末期開始的該級艦設計中就運用了模組化思想。從以反潛為主的斯普魯恩斯級驅逐艦成功地演變為以防空為主的“基德”（Kidd）級（DDG993），又順利地發展為“提康德羅加”級（CG47）“宙斯盾”飛彈巡洋艦，都得歸功於DD963級艦設計中模組化概念的運用。

模組化設計概念的最大優點是便於艦的現代化改裝和艦的發展演變。

從國際使用驅逐艦的經驗看，在艦齡使用期內至少要進行一次大規模的現代化改裝。過去一般進行的現代化改裝不是在驅逐艦設計時預先安排好的，而DD963級艦在設計階段就考慮了將來的現代化改裝和發展演變，為此引入了一種新穎的模組化設計概念。這種模組化的設計概念使將來現代化改裝時可以避免重大的結構變動，重大的布置改變，大量地修改和變換保障設備等。由於模組化設計使這些變動減到最小，就能使艦以最小的費用，最少的時間處於嶄新的技術狀態或發展演變為新的艦。

斯普魯恩斯級驅逐艦設計時就考慮了反潛基本型、現代化型和防空型驅逐艦的後續發展。

為了便於DD963級艦將來的現代化改裝和發展演變，首先把DD963級艦全艦按功能區域進行劃分，模組化設計應儘可能把功能體包含在一組模組內。例如首部的聲吶模組內包含有首聲吶的22個電子設備櫃、電源、監控系統和換能器。又如“阿斯洛克”武器模組，其發射裝置和彈庫的大小要考慮將來與多用途MK26飛彈發射裝備及其彈庫的互換，尾部的“海麻雀”飛彈模組也要考慮與MK26型發射組模組的互換。

性能數據

斯普魯恩斯級驅逐艦參考數據：

艦體主尺度
全艦長	171.60米
水線長	161.24米
最大寬度	16.76米
水線寬	16.76米
中部乾舷高	7.01米
首部乾舷高	15.5米
尾部乾舷高	4.27米
球鼻首伸至基線下	3.05米
螺旋槳伸至基線下	3.00米
前桅高距基線	48.00米
排水量
空載排水量	5770噸（改裝前）
滿載排水量	7700噸（改裝前）
	8040噸（改裝後）
滿載時吃水	5.79米
滿載時最大吃水	8.84米計入聲吶罩
船型係數
長寬比	9.67
寬度吃水比	2.90
方型係數	0.482
中橫剖面係數	0.825
棱形係數	0.584
航速續航
試航時最大速度	～34節
改裝後全速	33節
巡航速度	20節
續航力	6000海里/20節
人員編制
全艦編制	240人（改裝前）
全艦編制	319～339人，其中軍官20名（改裝後）
動力裝置
主機型號	COGAG方式全燃聯合使用動力裝置，4台LM2500燃氣輪機
總功率	63.21兆瓦（86000馬力）
推進器	雙軸，雙舵，2個5葉變距槳
螺旋槳轉速	在每軸31.61兆瓦（43000馬力）的輸出功率下，螺旋槳轉速168轉/分鐘。
動力油耗	443.5 克/千瓦·小時（326克/馬力`小時）含2台發電機運行時每台 1125 千瓦的負荷
動力性能
LM2500燃氣輪機啟動	60秒（從開始啟動至空轉）
LM2500燃氣輪機加速	30秒（從空轉至全功率）
變距槳改變整個螺距時間	30秒
LM2500主機性能
進氣溫度	37.8℃
環境空氣壓力	1.01兆帕
最大渦輪轉速	3600轉/分鐘
最大油耗	259.8 克/千瓦·小時（191克/馬力·小時）
最大制動力	15.80兆瓦（21500馬力）
機組大修間隔	約3年
機組外形尺寸	8093×2740×2893毫米
主減速齒輪主要性能	主減速齒輪採用功率分支兩級減速結構，其主要性能如下
輸入功率	15.80兆瓦（21500馬力）
輸出總功率	30.65兆瓦（41700馬力）
軸輸入轉速	3600轉/分鐘
軸輸出轉速	168轉/分鐘
齒輪減速比對	21.4/1
最大超載推力	150%
最大超載扭矩	120%
變距槳主要性能
額定功率	29.4兆瓦（40000馬力）
額定轉速	168轉/分鐘
變距槳直徑	5.18米
螺旋槳葉數	5葉
轂徑比	0.30
全速正車至全速倒車變換時間	30秒
電站系統
電機	3台 501-K17型燃氣輪機發電機組
額定功率	2000千瓦
輸出功率特性	450V、60Hz、三相
外形尺寸	7422×2130×2443長×寬×高毫米
過載	110%額定負荷，功率因數0.8，小於0.5h無抽氣時
燃氣輪機轉速	13821轉/分鐘
功率	2.68兆瓦（3640馬力）
油耗	435克/千瓦·小時（無抽氣）
動力裝置控制
主推進裝置控制三部位	一是機艙中央集控室；二是主機艙設有備用的機旁手動控制台；三是艦橋還設有艦橋控制台。變距漿的螺距和轉速是基本的控制參數
控制特性參數
變距槳轉速控制範圍	55～168轉/分鐘
變距槳轉速控制精度	±2轉/分鐘 0級海情時
	±3轉/分鐘4級海情時
變距漿螺距控制範圍	-15°～+30°
螺距和轉速控制方式	55轉/分鐘以上螺距不變，控制轉速
	55轉/分鐘時，轉速不變，控制螺距
	微調控制量 -5～+20轉/分鐘，螺距±5%
電站控制	中央集控室控制，還設有備用機旁手動控制台。
電力控制特性參數
並聯	平均負載差5%
電壓匹配	±2%
轉速匹配範圍	額定轉速94～102%
最大熱態啟動時間	45秒
恢復時間	1.5秒
艦載武器
主炮	2座MK45單127毫米/54倍徑火炮
副炮	2座MK16型20毫米機關炮
防空飛彈	1座MK29八聯裝北約海麻雀防空飛彈發射架，帶彈24枚
反潛飛彈	1座八聯裝阿斯洛克反潛飛彈發射架，帶彈24枚
反艦飛彈	2座四聯裝魚叉飛彈發射架
魚雷	2座MK32三聯裝魚雷發射管，帶彈14枚
電戰系統	干擾系統有SLQ32v電子戰系統；T-MKk6魚雷欺騙裝置
干擾火箭	4座MK36干擾火箭發射器
艦載直升機	2架SH-60B直升機

斯普魯恩斯號驅逐艦(斯普魯恩斯號驅逐艦（DD 963）)