國產航母比遼寧艦有何改進?
網友製作的國產001A型航母和002型航母想像圖。
本來遼寧艦服役後,國內航母熱暫告一段落,但昨天香港商報一篇對兩會軍隊代表的採訪報道,又激起了許多人對航母的興趣。
在採訪中,原海軍政委、劉曉江上將、海軍副政委丁海春中將均證實了首艘國產航母正由工業部門建造,未來航母數量多多益善,至少要有3艘。而動力與電氣工程專家馬偉明少將則在記者面前打下了"包票"——國產電磁彈射技術已經過多次試驗,甚至比美國更先進,有信心運用到實際中去。
中國航母的現狀與未來究竟如何?講武堂將為讀者進行一番梳理。
遼寧艦何時能全面形成戰鬥力?
首先看遼寧艦,由於遼寧艦是我國首艘航空母艦,它的服役並不代表著就形成了戰鬥力,就能馬上投入作戰。航母的戰鬥力源於其艦載機部隊,現在遼寧艦的主要任務就是儘快培養儘可能多的殲15艦載戰鬥機飛行員。
根據官方披露,海軍在2013年5月10日,正式組建首支艦載航空兵部隊,戴明盟擔任該艦載航空兵部隊副部隊長,開始擔負培訓新飛行員的工作。
在2013年6月到7月初為期25天的海上訓練中,飛行員駕駛殲15艦載戰鬥機經過陸基起降、觸艦復飛、阻攔著艦、滑躍起飛等數十個架次飛行科目考核。經飛行數據考核和專家組評估,包括戴明盟在內的5名飛行員通過艦載戰鬥機飛行員航母資格認證考核,獲得航母資格證書和證章,1名著艦指揮員也獲得航母資格證書和證章。
殲15艦載戰鬥機在遼寧艦上起飛。
多架量產型殲15在遼寧艦上。
到2014年底,海軍第二批8名艦載機飛行員在航母上成功降落。這也意味著,我國海軍現在僅擁有13名殲15艦載戰鬥機飛行員。本來艦載機飛行員已是在岸基航空兵部隊中"優中擇優",但從2013年中至2014年底,大約一年半時間也只培養出8名飛行員。
這除了戰鬥機上艦飛行本來就非常複雜、需要更多訓練時間之外,前期殲15戰鬥機數量有限也是一大限制因素。但今年不斷有好消息傳來,先是軍迷拍到最新量產型殲15編號已達到"109",從101至109,這說明量產型殲15至少已服役10架。其後官方消息也有證實--中國航空報稱中航瀋陽所圓滿完成殲15等重點型號的研製任務。
在有足夠飛機的情況下,相信到今年底,海軍又能培養出10多名殲15飛行員,總數達到24人以上。與此同時,沈飛今年一年也能製造10多架殲15,從而讓飛機總數也達到24架,此為遼寧艦的標準配置。
今年湊齊人員、飛機後,遼寧艦明年就可以全面進行艦載機戰鬥力生成訓練。例如如何組織艦隊防空,如何組織多波次對海攻擊。按照美軍經驗,一支航母艦載機部隊全面形成戰鬥力的標準是一晝夜最大架次出動,這不但考驗艦載機飛行員的連續作戰能力,也考驗航母上地勤人員的協同操作能力。
以上這些都要通過較多訓練才能達到最佳水平,所以遼寧艦全面形成戰鬥力估計要到2016年底或2017年初,比外界早前普遍估計的2018年要提前1年。
編號為109的量產型殲15艦載戰鬥機。
遼寧艦與南海艦隊水面艦艇、航空兵部隊組成戰鬥群合練。
首艘國產航母載機量將比遼寧艦多
前面說兩位海軍高級將領證實第二艘航母、也是首艘國產航母已經開建,也提到了有改進之處。這與早前外界的傳聞也吻合——即首艘國產航母是遼寧艦的改進型,遼寧艦被稱為001型航母,首艘國產航母則是001A型航母,由改裝遼寧艦的大連造船廠負責建造。
眾所周知,遼寧艦原本是前蘇聯的瓦良格號航母。作為艦載機作戰平台,遼寧艦原設計的不當之處是安裝過多武器裝備,特別是設置在前部的10個SS-N-19反艦導彈發射裝置,佔用了過多的艦內空間,導致其艦載機搭載量偏少,排水量高達6萬噸,飛機搭載量只與4萬噸的戴高樂號航母差不多。
原設計配備較多對空、反艦武器,還導致遼寧艦艦島比西方航母偏大,這是由於當年蘇聯電子設備體積龐大、自動化水平偏低也需要較多的操作人員。艦島偏大的不良後果就是擠占甲板整備區的面積,影響了飛機首波出動量。根據相關資料,遼寧艦在最大起飛前停機布局的情況下可以停放14架殲15飛機。扣除艦島前停放6架飛機,第一攻擊波能派出的飛機應該是8架飛機,對於這樣一艘滿載排水量超過6萬噸的航母顯然偏少。
俄軍庫茲涅佐夫航母是遼寧艦的姐妹艦,SS-N-19反艦導彈佔用了大量艦體空間。
庫茲涅佐夫號航母艦島旁和後面的整備區只能停放8架蘇33。
遼寧艦回到中國後,儘管進行了大規模改裝,但艦體結構顯然難以改動,這兩處設計缺陷也就保留了下來,艦載機搭載量偏少。外界一般估計,遼寧艦正常情況下應該可以搭載24架殲15戰鬥機,外加大約8架預警、反潛、搜救等多個型號直18直升機。
國產001A型航母進行全面優化設計後,相信可以使殲15戰鬥機搭載量增加8架,至4個大隊32架;而隨著艦島縮小、整備區擴大,第一攻擊波可用飛機數量應該能擴大至12架以上。
網友製作的首艘國產航母想像圖,縮小艦島、擴大整備區面積,在左側再增加一個整備區。
首艘國產航母面世的時間問題
首艘國產航母面世的時間問題,這裡面有幾個時間節點,一是外界可以看到成形航母的時間,二是航母下水的時間,三是航母服役的時間。
其實在海軍將領證實之前,遼寧省2014年兩會、今年1月江蘇常州市新聞辦官方微博都在不經意間透露首艘國產航母已開建的消息。外媒消息則稱,大連造船廠在2013年底就已經舉行了航母鋼板的切割儀式,這意味著中國第一艘國產航母正式開工建造。
按照美英航母建造經驗,一艘大型航母的建造工期預計為7年,船體的室內建造時間大概需要2年,因此最快在2016年船廠會把主要船體分段集中到370米長的船塢內進行合攏,屆時外界就可以通過為衛星照片進行確認。
主要分段剛合攏時的英國伊麗莎白女王號,這時衛星照片、肉眼都可以確認這是一艘航母。
整艘航母主體建成下水大約還要3年時間,首艘國產航母下水時間應該是在2018年底,這時軍迷就可以在大連造船廠附近目睹其風貌。航母下水後還要舾裝,安裝各種設備、塗漆,因此首艘國產航母最終服役大概要到2020年底。
當然,考慮到中國製造的速度和效率,海軍如果提出趕工,那麼首艘國產航母提前1-2年,在2019年服役也不是不可能。畢竟大連造船廠在改裝遼寧艦時已積累大量經驗和熟練的工人。
下水時的伊麗莎白女王號航母,下水後舾裝還需耗時2-3年。
剛下水的美軍最新CVN-78福特 號航母,即便美國,造一艘全新航母也要8年。
更大、更先進的國產002型航母
大力發展航母戰力,最近幾年基本已成為國內朝野上下的主流意見。航母至少要有3艘,才能成系列,海上執勤、廠修、訓練各一艘。而考慮到可能要在高威脅海域下執行任務,組織雙航母、乃至三航母戰鬥群,那麼4-6艘大型航母是適合我國未來戰略需要的數量。
綜合國內外相關消息,我國還在設計002型國產航母,可能會交由在上海的江南造船廠建造,從而形成一南一北兩個航母建造基地。002型航母的設計方案現在還沒有確定,但至少其中一個方案是排水量達到8萬噸的大型航母。
由於我國殲15艦載戰鬥機是一款起飛重量超過30噸的重型戰鬥機,其機長、翼展都比較大。而未來最有希望上艦的殲20隱身戰鬥機也是一款重型戰鬥機。根據運籌學上的計算,使用大型戰鬥機,費效比最佳、最具效率的還是排水量8萬噸以上的大航母。
可以形成明顯對照的是,美軍10萬噸級的尼米茲級航母,最多時可以搭載70多架F-18E/F超級大黃蜂戰鬥機。而法國4萬噸級戴高樂號航母,最多也只能搭載30多架陣風戰鬥機,而且陣風作為中型戰機,它的作戰半徑無法與超級大黃蜂相提並論。滿載艦載機的美國尼米茲級航母,它是美國實力的象徵。
甲板稀稀落落的法國戴高樂號航母(近處)。
002型航母的另外一個爭議是究竟採用蒸汽彈射器,還是實行跨越式發展,直接採用最新的電磁彈射器。採用蒸汽彈射器的好處是,國內跟蹤多年,對外軍的設計、製造、維護經驗都已非常了解。但電磁彈射器的性能優勢則是壓倒性的,它可以在有限的長度內儘可能提高彈射功率,這不但方便彈射重型戰鬥機,在戰時還有極具意義的戰術優勢。
簡單地說,即便是美軍最強的C-13-2蒸汽彈射器,在航母不迎風航行的情況下,也不能安全彈射滿載滿油的F-14重型戰鬥機,電磁彈射器則可以滿足這個需求。電磁彈射器可降低迎風航行要求,這對整個航母戰鬥群的作戰效率、反潛規避是大有好處的。F-14起飛,但最好的蒸汽彈射器也無法保證F-14等重型戰鬥機滿載滿油起飛。
當然電磁彈射器作為全新事物,技術上有風險,儘管電氣工程專家馬偉明少將肯定地說國產電磁彈射技術也無問題。但電磁彈射器比蒸汽彈射器多出一項重要子系統——儲能裝置。飛機彈射時,彈射器電流功率極大,已超出航母發電機組的最大發電功率,為保證整艘航母的供電穩定,電磁彈射器在彈射時採用儲能裝置供電。
美軍為電磁彈射器配套的是高儲能密度的飛輪式儲能裝置。這是一種機械式儲能機構,形象地說,這就像那種靠慣性驅動的玩具小車,在地上反覆蹭幾下車輪,輪子就能高速旋轉,這時將小車放在地上,小車就會嗖的一聲跑出去好遠。飛輪儲能裝置也設置有大型飛輪,這些飛輪平時維持高轉速(20萬轉/分鐘以上),在需要彈射飛機時,就用飛輪帶動專用發電機向電磁彈射器供電,供電功率足夠彈射重型戰鬥機,而且整個儲能裝置所存儲的能量可滿足20多架戰鬥機短時間內起飛的需求。高性能飛輪儲能裝置的核心是如何能夠維持飛輪轉速在20萬轉/分鐘。
慣性飛輪要能夠承受每分鐘20萬轉轉速帶來的離心力、軸承摩擦力,還有耐用性要求,可想而知製造這種大型飛輪裝置的技術難度。美軍可以大方公開電磁彈射器本身,但唯獨對飛輪式強迫儲能裝置語焉不詳。
不過話說回來,今時今日,我們中國人應該能有些勇氣去攀登技術高峰。採用哪種彈射器,關乎整個航母結構的設計,如果最終目標是電磁彈射,為效率計,002性國產航母最好還是採用電磁彈射系統。過去我們"小步快跑"是因為技術底子太薄,今天還堅持"小步快跑"的話,則是對國防經費的浪費。美軍在陸上安裝試驗用電磁彈射器,整個過程任意拍照。
圖為F-1賽車用的小型飛輪儲能裝置,非常精密,可想而知航母電磁彈射系統的製造難度。
結語
發展航母是一個系統工程,儘管遼寧艦已接近形成戰鬥力,首艘國產航母也已經開建,但固定翼艦載預警機、大型戰鬥支援艦仍未有消息,中國航母才剛剛啟程。(文/杜松濤)
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