【Авианосец Ульяновск】從「烏里揚諾夫斯克」號看國外大中型航母發展趨勢

本文由張帆兄及《中國艦船研究》(zgjcyj)聯合授權轉載

眾所周知,我國第一艘航空母艦「遼寧」號的前身是前蘇聯「瓦良格」號航母,但「瓦良格」號並不是前蘇聯建造的最後一艘航母。在「瓦良格」號之後、蘇聯解體之前,前蘇聯還曾經開工建造了2艘航母,它們就是「烏里揚諾夫斯克」號及其姊妹艦。

「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦是前蘇聯繼「莫斯科」級、「基輔」級、「庫茲涅佐夫」級之後的第四代航空母艦,也是第一型採用核動力的大型航空母艦。它於1988年在現屬於烏克蘭的黑海之瀕尼古拉耶夫造船廠開工建造。

「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦基本數據

由於航母工業基礎相對薄弱,也沒有傳統使用經驗可以借鑒,蘇聯人在發展大型航母時因地制宜,採用了獨具匠心的技術路線。這一點集中體現在「烏」艦採用了彈射器和滑躍起飛相結合的飛機起飛方式,以及較為完善的艦載機編隊和重型反艦導彈相結合的「空海一體」遠程打擊火力等。

1艦載機、飛行甲板與彈射器

「烏里揚諾夫斯克」號之前的「庫茲涅佐夫」級航空母艦主要用於在前蘇聯戰略核潛艇堡壘區外圍巡邏,驅逐西方國家反潛飛機和艦艇,保護作為前蘇聯戰略核威懾力量主力之一的彈道導彈核潛艇的安全。但是隨著前蘇聯紅海軍向遠洋進軍,其有可能在深海大洋中與美國海軍艦隊進行正面對抗,此時單純擁有空中優勢戰鬥截擊機是遠遠不夠的,區域反潛巡邏和空基預警成為必須實現的能力。前蘇聯航空工業當時設計的幾個艦載固定翼反潛機和預警機方案都不可能依靠躍升甲板實現重載起飛,同時用於執行攻擊任務的多用途戰鬥機也需要能夠搭載更多彈藥起飛,躍升甲板難以解決飛機大載荷起飛的要求,彈射器遂成為能夠滿足起飛重量需求的唯一方法。

「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦構造圖

彈射起飛需要的彈射器和甲板設備佔用大量空間,同時在甲板上下調度和準備預警機等固定翼特種飛機所需的空間和面積比常規戰鬥機更大,為此「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦增加了噸位和甲板面積,其標準排水量60000噸,滿載排水量80000噸,艦體長324.6米,水線長303.6米,型寬39.8米,吃水深度10.8米,飛行甲板寬75.5米。其飛行甲板總面積、斜角甲板和中段停機甲板的寬度都比「庫茲涅佐夫」級大,飛機在艦上起降和調度也更為高效。

前蘇聯專為「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦設計的「雅克」-44艦載固定翼預警機

前蘇聯於1982年開始了航母彈射器的研製,1983年中期開始建造第一台實物彈射器。經過幾年的努力,最終在1986年將這台彈射器安裝到了「尼特卡」航母陸上試驗系統。它的彈射汽缸長度為90米。1986年8月7日,彈射器首次進行了空載彈射,隨後試驗彈射了14~17噸的重物,重物獲得180~250千米/小時的速度。1988年,彈射器最終通過了前蘇聯各部門的聯合驗收試驗。

就在彈射器研製完成之時,前蘇聯航母相關領域工程技術人員卻為航母是否裝備彈射器發生了爭執。艦載機設計人員反對新航母加裝彈射器,因為如果使用彈射器實施強制加速起飛的話,飛機需要加強機體結構,增加重量,而當時在「尼特卡」系統上進行的試驗表明,艦載戰鬥機無需助推即可起飛。他們甚至認為為新航母設計的雙發螺旋槳式的「雅克」-44飛機無需彈射也能完成輕載起飛。而航母設計單位涅瓦設計局和軍方卻對「彈射器無用論」嚴加駁斥,他們清楚地認識到:彈射起飛後的艦載機將會擁有更大的武器掛載能力,更重要的是能夠提高飛機的作戰半徑。經過爭論,最後各方決定在「烏里揚諾夫斯克」號上裝備2部彈射器。與此同時,「烏里揚諾夫斯克」號仍然保留了類似「瓦良格」號的艦首上翹式飛行甲板,供輕載狀態的艦載機滑躍起飛。

2核反應堆

蘇聯海軍裝備了大量的核動力潛艇,但是很長時間內並沒有專門為水面艦艇研製核反應堆,直到70年代末為裝備「基洛夫」級巡洋艦,才匆匆研製出了KH-3型核反應堆。由於KH-3反應堆功率不足,加之蘇聯海軍對其可靠性心存疑慮,因此在「基洛夫」級巡洋艦上除了2台KH-3壓水堆以外,又「畫蛇添足」般地安裝了2台重油鍋爐,共同驅動4台蒸汽輪機,構成了世界水面艦艇上獨一無二的核-蒸聯合式動力系統。

前蘇聯「基洛夫」級核動力巡洋艦

雖然KH-3型反應堆後來在「基洛夫」級巡洋艦的實際運行中驗證了其可靠性,但是終究功率不足,蘇聯決策層最終決定在KH-3型的基礎上改進研發可靠性和安全性更加優異的新型核反應堆。

1988年,新型核反應堆通過了蘇聯相關部門的技術驗收,被命名為KH-3-43型。KH-3-43型反應堆單堆功率達到了305兆瓦,每小時可以產生900噸溫度高達475℃的高壓蒸汽。

3艦體防護

前蘇聯直到「基輔」級航空母艦4號艦「巴庫」號開始才為航母水線以上的彈藥艙和機庫設置防護結構。「巴庫」號整個防護結構重達1700噸。與二戰期間傳統的戰列艦的防護結構不同,「巴庫」號在距離艦體裝甲3.5米處使用了防護隔壁。雖然仍然和西方同類型艦艇具有很大的差距,但是對於之前脆弱的設計而言已經是一個巨大的進步。

「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦製造現場

在「巴庫」號之後設計的「庫茲涅佐夫」級終於開始採用水下防護結構。它擁有3個防護隔艙,由外向內分別為:空艙(擴展艙)、吸收艙(內貯藏燃油)、過濾艙(也被稱為導管走廊)。在後2個艙段之間設置有複合防護隔板,而且複合隔板的厚度隨著深度的變化而逐漸變化,複合隔板採用當時蘇聯生產的A-25型高強度鋼板製造。

「烏里揚諾夫斯克」號的艦體防護結構基本沿襲了「庫茲涅佐夫」級的設計,並在此基礎上對防護隔板等結構進行了加厚和加強。

4適度改逬的武器系統

「烏里揚諾夫斯克」號艦首躍升甲板的左右兩條飛機起飛線之間仍然設有導彈艙,甲板下設置有與「庫茲涅佐夫」號相同的12枚SS-N-19遠程反艦導彈,但導彈設置成三列四組,軸向長度比「庫茲涅佐夫」號兩列六組的設置方式縮短很多,使得導彈發射艙後方的機庫和艦體內部設置也更加合理。

「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦構造圖

「庫茲涅佐夫」號防禦武器主要由SA-N-9防空導彈系統和「卡什坦」彈炮結合防空系統組成,設置在甲板四角的導彈和火炮提供了充裕的自衛防禦火力,但因排水量和甲板可用空間的限制,「庫茲涅佐夫」號的垂髮裝置只裝備了最大射程12千米的SA-N-9防空導彈,其反導防禦最大射程只有6千米,與「卡什坦」彈炮結合防空系統中的SA-N-11導彈存在射程重疊。這就導致"庫茲涅佐夫"號雖然擁有超量的單艦防空反導火力,但卻沒有足夠的防空反導防禦縱深。

「烏里揚諾夫斯克」號增加的排水量大幅度提髙了其武器配置的靈活性,該艦用最大射程50千米的SA-N-12防空導彈替代了射程有限的SA-N-9防空導彈。SA-N-12導彈的發射裝置仍然設置在主甲板四角的平台上,有垂直發射的24組8聯裝共192枚導彈,同時仍然保留「卡什坦」彈炮結合防空系統,如此這般可將「烏」艦的反導攔截次數由「庫」艦的1次提高到2~3次。

5電子設備

「烏里揚諾夫斯克」號配備了前蘇聯最先進的雷達電子偵測設備,包含「神話」衛星偵察系統,能支持其擴充後的艦載機聯隊作戰。雖然「庫茲涅佐夫」號航母也可以使用「神話」衛星系統,但是「庫」艦數量單薄而且攻擊距離有限的艦載航空兵力對於「神話」系統近2000千米的探測距離顯得「無福消受」。

6「烏里揚諾夫斯克」號的謝幕曲

「烏里揚諾夫斯克」號是蘇聯海軍首個配套齊全的載機平台,由蘇-33重型戰鬥機、多用途米格-29K戰鬥機和雅克-44預警機等組成的機隊在航空作戰能力上超過了 "庫茲涅佐夫"。但當該艦開始建造的時候,蘇聯的國力消耗和內部動蕩已經達到了臨界點,龐大的蘇聯在短時間的動蕩中轟然倒下,失去國家支持的武裝力量也在蘇聯解體後陷入崩潰。蘇聯海軍雄心勃勃的載機艦項目瞬間停頓下來。

「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦製造現場

1991年11月,「烏里揚諾夫斯克」號船體建造率已達30%,但再也得不到經濟支持,該艦隨之在1992年2月4日被拆除。當時其同級2號艦也已經開始開工建造,但尚沒有來得及命名。

「烏里揚諾夫斯克」號航空母艦製造現場

「烏里揚諾夫斯克」號的煙消雲散,標誌著蘇聯幾十年航母夢的破滅。尼古拉耶夫造船廠廠長馬卡羅夫曾這樣哀嘆:這不僅是一艘航母的終結,它更是蘇聯大洋海軍時代的終結,是蘇聯作為偉大強國驕傲與威嚴的終結。

7未來大中型航母發展趨勢

如前所述,前蘇聯海軍在「庫茲涅佐夫」號和「瓦良格」號航母之後開發了「烏里揚諾夫斯克」號核動力航母。幾乎與此同時代,法國海軍在「克萊蒙梭」級航母之後開發了「戴高樂」號核動力航母,而在更早些的上世紀60年代,美國海軍在「小鷹」級航母之後開始研發「企業」號核動力航母,之後又持續開發了「尼米茲」級和「福特」級核動力航母。

美國「福特」級核動力航母構造圖

縱觀蘇、法、美三大海軍強國當代航空母艦的發展歷程,我們可以清晰地探尋到世界大中型航母裝備革新的共同脈絡,總結出大國海軍航母發展的技術趨勢。

1.排水量持續增大

作為海空武力平台,航母最重要的作戰力量是艦載飛機。航母排水量增大後能夠提供更大的機庫面積和飛行甲板面積,在飛行甲板上更易於布置互不干擾的起飛區、降落區、停機區和維護區等,從而大幅提高艦載機攜帶量和甲板運作效率。

2.彈射器裝艦與加強

彈射器能夠提高艦載戰鬥機的起飛重量和武器攜帶量,大大增加艦載機滯空時間、巡邏半徑和對地、對海打擊火力,同時有望加快飛機起飛速度。此外,彈射器特別有利於推重比低的預警機等特種飛機起飛。

為了適應新一代艦載機起飛重量的不斷攀升,同時為將來作戰型無人機等多樣化航空裝備的上艦提供保障,具有體積小、能量轉化效率高、彈射功率與加速度規律可調等諸多優點的電磁彈射器將成為未來航母彈射器的主流。

3.固定翼作戰支援飛機上艦

在信息化、網路化海戰環境下,航母要發揮其卓越的攻防戰力,除了先進的艦載戰鬥機以外,還必須得到預警機、反潛機、加油機等支援飛機的支撐。以固定翼飛機作為平台的上述支援飛機的作戰半徑和滯空時間大大高於以直升機作為平台的同類機種,是大型航母戰鬥群不可或缺的支援力量。

4.應用核動力

核動力系統裝備航空母艦能夠消除艦用燃油艙所佔用的艦內空間和重量,減少航空母艦的補給需求,取消煙囪後能優化上層建築結構,減小其佔用飛行甲板面積,減少上層建築引起的艦尾紊亂空氣流場對艦載機降落的影響。此外,核動力裝置巨大的功率能為蒸汽彈射器或電磁彈射器供應充足的能量,還能為未來可能上艦的電磁炮、激光炮等高能武器提供能量。核動力系統在大噸位艦船上應用越發能夠顯示出其巨大的優勢。目前世界上標準排水量6萬噸以上的航母均採用核動力。

「烏里揚諾夫斯克」號航母的夭折充分說明,大型航空母艦這樣的戰略武器只可能由國力強盛、經濟繁榮、科技發達的世界一流大國建造,也只可能服務於世界一流大國的全球戰略目標。缺乏以上條件,再宏偉、再強大的航母設計藍圖也只能是無本之木、空中樓閣。

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