中国2艘滑跃航母改装,增加两条电磁弹射?战力猛增,代价却很高

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中国2艘滑跃航母改装,增加两条电磁弹射?战力猛增,代价却很高

来源:驴友攻略 发布时间:2023-06-08 10:02

  【导读】英国“女王级”航母被美国“坑”了一把,原本打的算盘是配合F-35B,但现在无奈只能大改,要加装弹射器,而辽宁舰和山东舰要不要借鉴英国的经验,直接跨越蒸汽弹射,建造两条电磁弹射一步到位?

  前言:中国航母在没迎来福建舰时,存在的关键问题并不是动力问题,而是航母舰载机起飞方式,因为辽宁舰与山东舰都采用了滑跃式起飞,与当今主流的弹射起飞存在一定差距。好在福建舰传来了好消息,直接跨越式升级,一步到位运用了电磁弹射。但这样看来,中国三艘航母实力差距就被拉大了,并且英国女王级航母要加装弹射器,给了中国一种思路,能否给辽宁舰和山东舰加装两条电磁弹射,也来个全新换代?事实证明中国肯定有实力能造得出,并且一定会大大提升战力,可代价方面同样难以忽视。

  1、航母中舰载机起飞的4种方式

  航母作战中,舰载机是关键,而舰载机起飞又是关键中的关键,这决定了舰载机的续航以及携带弹药的量,并且不同的起飞方式兼容性也不同,决定了航母到底能搭载什么型号的舰载机。而航母舰载机的起飞方式一共有4种。

  第一,滑跃起飞:是指飞机在短距离的甲板上加速,依靠自身发动机的推力和甲板的滑跃形状助力,实现起飞。这种起飞方式一般适用于重量较轻、起飞性能较好的舰载机。这也是人民海军辽宁舰和山东舰采用的方式。

  第二,弹射起飞:是指飞机在甲板上通过弹射装置的力量,迅速获得足够的起飞速度。弹射装置可以是蒸汽弹射器或者电磁弹射器。相比滑跃起飞,弹射起飞可以使较重的舰载机起飞性能得到保障,提高起飞效率。这是目前相对主流的起飞方式,美国的尼米兹级航母采用蒸汽弹射器,美国的福特级航母与中国的福建舰采用电磁弹射器。

  而第三种和第四种分别是垂直/短距离起飞,以及直升机起飞,这两种起飞方式均和飞机具备的特殊构造有关,基本上不依赖航母的构造,之后再表。

  2、弹射起飞将大大提升实战能力

  别看都是航母,起飞方式不同可以决定很多因素,细心的朋友肯定发现了,前段时间人民解放军进行了环台岛战备警巡和“联合利剑”演习,而山东舰参加的消息让人颇为振奋,但山东舰在演习时,离台岛是非常近的,原因就是山东舰和辽宁舰是同源,都是按照1980年代的苏联平台设计建造的。因为缺少弹射器,舰载机不是从甲板上弹射,而是通过倾斜的坡道在自己的动力下起飞。这严重限制了飞机的起飞重量,这意味着它们无法携带适当的燃料和武器。

  所以,山东舰必须进入一定的范围内,才能将轻装的歼-15投射到台岛的不远处。对比之下装备了弹射器的航母,往往能够将舰载机以几乎满油满弹的情况下,投射到数百公里的范围内,这就大大增加了航母的威慑范围。

  并且,弹射器加入航母后,兼容的飞机型号和种类将大大增加。目前来看,辽宁舰和山东舰主要搭载歼-15战斗机,而这就要得益于歼-15合理的设计了,歼-15是中国自行研制的一款重型舰载战斗机,实战能力更是无需质疑,在起飞方式上,歼-15战斗机采用了与苏-33相似的滑跃起飞方式。但同样航母的滑跃起飞就限制了舰载机种类,除了歼-15外并没有太多的选择,并且滑跃起飞也不能发挥歼-15的全部实力。这样来看,发展弹射起飞是必然趋势。

  3、加装弹射器,英国率先探索

  滑跃起飞看来已经显得有些过时,那么能否将滑跃起飞的航母改造成弹射起飞的航母呢?其实将老航母加装弹射器这种思路早就有国家提出过,最先提出的是英国,英国海军中女王级航母是一个比较特殊的存在,前身是滑跃起飞甲板的“伊丽莎白女王”级航母,现在要加装弹射器了,虽然不一定是电磁弹射,但若能成功改造,也算是开创了先河,毕竟要加装弹射装置并不是将滑跃甲板拆除,铺设成平甲板,再装个弹射器这么简单的,就像把大象放进冰箱听起来是三步,实际上很复杂。

  而英国女王级航母若想改造,还面临着现实问题,首先是经费问题,且不说英国当初打造伊丽莎白女王号和威尔士亲王号两艘航母就花了近86亿美元,若是要改造成为平甲板,则需要进行大规模的改造和升级,几乎相当于推倒重来,将会耗费大量的资源与时间的投入。

  其次在设计理念方面,因为伊丽莎白女王号在设计当初,就没打算建造弹射器,以便能够更好地支持短距离垂直起降(STOVL)战斗机,其实就是美国的F-35B闪电II型战斗机,虽然美国同意给英国出售138架F-35B,但是很长一段时间并未实际交付,导致英国航母无舰载机可用。感觉上英国被美国狠狠坑了一把,专门为F-35B打造的航母,关键装备没到位。

  最后,在技术方面,由于女王号当初采用的是双舰岛设计,这样的布局虽然有好处,但是如果要进行改造,技术上能否实现还是一个大问题,另外新型弹射器通常需要大功率的发电系统,英国女王号航母当前的动力系统可能无法满足这一需求。由此看来,英国海军航母改造道阻且长。

  4、中国能否借鉴,改造成为弹射起飞航母

  因为有英国海军的前车之鉴,中国在航母改造方面相较于英国会减少几个现实问题,第一,辽宁舰和山东舰不存在设计理念问题,由于本身就是根据苏联时期的航母改造,在设计当初就没想着配合美国的舰载机,完全是自主研发的舰载机,所以是有一定的战斗能力的,不存在英国着急提升海军实力的问题。第二,辽宁舰与山东舰的舰岛虽然不小,但也还是传统的单舰岛,这改造起来就比双舰岛方便很多。第三,也是最主要的问题,就是资金和技术方面,中国相较于英国有优势,虽然这个工程很耗费资源,但好在中国有成熟的工业体系支撑,不怕被卡脖子,并且中国已经继美国之后第二个实现了电磁弹射,在技术方面中国是有优势的,完全有能力进行改造,但同样是否改造是要权衡利弊的。

  虽然辽宁舰和山东舰确实存在改装弹射器的可能性,但以下几点仍是老大难问题。

  技术难度:如前所述,改装弹射器涉及的技术问题非常复杂,并且需要克服各种技术难题,这无疑会增加改装的难度和风险。

  经济成本:改造弹射器将对航空母舰的许多现有系统进行修改或升级,这将导致巨大的建设和维护成本。与其投入大量资金改造现有航空母舰,不如把这些资源用于研发新一代支持弹射器的航空母舰。

  时间成本:改装弹射器需要大量的时间投入,包括设计、研发、测试等阶段。这段时间内,这两艘航母将无法执行战斗任务,会影响人民海军的作战能力。

  5、改造的利与弊,一步到位加装电弹更给力

  很明显各国已经注意到了弹射起飞的优势,包括允许航母搭载更重型的战斗机,这意味着战斗机可以携带更多的武器和燃料,从而提高战斗力。此外,这种起飞方式使得舰载机可以在较短的时间内起飞,有助于提高航母的出动速度和战斗力。

  但同样也有其劣势不能忽略,弹射起飞对航母的设计和技术要求较高,成本也相对较高。此外,弹射起飞对舰载机的结构造成较大的应力,可能影响到舰载机的寿命和可靠性。

  并且现在最新的起飞方式也不是蒸汽弹射,而是电磁弹射,其优势也更加明显:电磁弹射系统(EMALS)相较于传统的蒸汽弹射器具有以下几个主要优势:

  一、更高的效率和可调性:电磁弹射系统可以更精确地控制飞行器的加速度,从而使飞行器在起飞过程中受到的压力更小。同时,EMALS的可调性使其能够适应各种类型和重量的飞行器,提高了航母的作战能力和适应性。

  二、更小的能源损耗和空间利用率:由于电磁技术直接将能量转化为动力,而蒸汽弹射器需要通过蒸汽生成和传输的间接过程,在空间占用和热损耗方面,电磁弹射器具有明显优势。这使得航母内部空间的利用率得到提高,降低了船舶的建造和运行成本。

  三、维护成本较低:传统的蒸汽弹射器涉及大量的管道、阀门和其他机械结构,其维护工作相对繁琐,成本也更高。而电磁弹射系统较少使用机械部件,故障率低,维护工作相对简单,从而降低了运行成本。

  四、提高发射速率:电磁弹射系统的发射速度比蒸汽弹射器更快,这使得航母可以在更短的时间内发射更多的飞行器,提高了作战效率。

  五、节能环保:电磁弹射系统使用清洁的电能作为驱动力,而蒸汽弹射器需要燃烧大量的化石燃料产生蒸汽。因此,电磁弹射系统既节约能源,又减少了温室气体排放和其他污染物,具有较强的环保意义。

  这样看来倒不如直接跳过蒸汽弹射,直接给辽宁舰和山东舰加装两条电磁弹射,战斗力直接会有质的飞跃。

  6、跨越蒸汽弹射,加装电磁弹射更为方便

  并且在改造方面,改造电磁弹射可能会比蒸汽弹射更方便,蒸汽弹射系统主要依靠航母上的锅炉产生高压蒸汽。这些蒸汽通过管道输送至弹射器,储存在蓄能筒内。当需要弹射飞机时,蓄能筒中的蒸汽会快速释放,驱动活塞在一条滑道上前进,给飞机提供前进动力。飞机与活塞通过一个金属挂钩相连,随着活塞的推动,飞机迅速加速至可以安全起飞的速度。滑道的长度有限,因此蒸汽弹射系统对于空间的使用效率较低。而这样似乎就得大范围重建了,不仅要拆除现有的滑跃甲板,还得加装冗余的蒸汽弹射器。

  而电磁弹射系统利用线圈产生的磁场来驱动飞机加速。一组线圈分布在滑道的两侧,形成一个线性电磁加速器(Linear Motor)。当需要弹射飞机时,向线圈输入脉冲电流,产生交变磁场。交变磁场作用下,产生一个沿滑道方向的磁浮力,使飞机加速。飞机与线圈之间没有直接接触,因此摩擦力小,加速度可以更高、更均匀。并且电磁弹射系统对空间的使用效率较高,滑道长度可根据需要调整。这就提供了一个思路,辽宁舰和山东舰可以在斜角甲板上布置一条电弹,避开滑跃甲板,也不用大改,更加具有现实出路。

  但理论上美好,现实中同样也有需要克服的问题,最主要的就是甲板下方的舱室进行调整,因为电磁弹射装置需要有蓄能装置和发电系统,对舱室的改造是比较难以入手的。

  7、借鉴不成英国可以借鉴美国

  平心而论对航母改造是个大的工程,但是英国建造滑跃式航母配合F-35B给了中国一个思路,鉴于辽宁舰和山东舰和英国女王级航母有类似的构造,如果中国有了支持短距离垂直起降的战斗机,那也能大大提升战斗力。

  虽然F-35B是第五代隐形战斗机中唯一具备该功能的机型。但是英国其实也有具备类似功能的战斗机,例如“跳跃喷气式”(Harrier Jump Jet)系列战斗机。从技术方面来看,垂直起降主要通过3点来实现。

  第一,转向喷气:F-35B配备了一个名为"直升风扇"(LiftFan)的装置,位于驾驶舱后部。在垂直起降时,飞机发动机产生的推力将通过这个装置向下分配,以产生额外的升力。此外,飞机尾部的喷气口还可以水平旋转,使其产生的推力向下,从而提供垂直起降所需的额外升力。

  第二,飞机的重心调整:执行垂直起降时,飞机必须保持重心稳定。F-35B的燃料系统经过精确设计,可自动调整燃料流动,以确保飞机在整个过程中保持稳定。

  第三,先进控制系统:飞行员在操控垂直起降时,飞机的控制系统会自动调整翼面上的扰流板、襟翼等部件,以保证飞行稳定性。

  而中国目前正在研发歼-35第五代隐形舰载机,倒不说刚出来就要具备垂直起降的功能,而是可以在此基础上进行改进,发展出不同的机型,届时也可以和辽宁舰和山东舰更好地配合。

  8、世界航母的现状

  但别看蒸汽弹射技术已经有更好的电磁弹射可以替代,真正能独立建造蒸汽弹射器的也就美国和法国,并且法国克莱蒙梭级还都是老式的蒸汽弹射器,所以现代化的蒸汽弹射也就美国一家,法国现在的3台C13类蒸汽弹射器,也就是戴高乐号上用的,都是从美国原装购买的。而法国又将带有老旧的蒸汽弹射器的航母卖给了巴西,而英国虽然以前有过2艘5万吨的鹰级航母,带有弹射器,但由于年代久远,早已退役,虽说目前有三个国家有弹射,分别是美国、法国、巴西,实际上也就美国真正有实力,并且美国现役11艘航母均为弹射型,更重要的都是核动力。

  所以尽管弹射型航母是主流,但在世界上43艘现役航母中,也不是多数,目前世界各国拥有的航母基本上也都和辽宁舰类似,都是滑跃式的,其中就包括印度的维克拉马蒂亚号,还有俄罗斯的库兹涅佐夫号,并且三艘航母都有难解的渊源。

  维克拉马蒂亚号航空母舰是印度海军的一艘改装的基辅级航空母舰,原名为“布拉库特”号。这艘航母在1987年至1991年间,为前苏联海军服役。1996年,该舰因苏联解体和财政问题而退役。2004年,印度与俄罗斯达成协议收购此舰,并对其进行了改装和现代化升级。排水量方面为4.5万吨,而辽宁舰满载排水量为6万吨,并且辽宁舰前身也是苏联的瓦良格号,目前的状态来看,辽宁舰又迎来了升级,可能会对舰载雷达以及指挥系统用国内最先进的技术改进。

  说起升级,俄罗斯的库兹涅佐夫号也在服役30年后进行大修和升级,但奈何俄罗斯目前的状况来看,这场大修已经耗费了太久的时间,并且预计2024年才会重返俄罗斯海军战斗编组,就目前的状况来说,辽宁舰的姊妹舰库兹涅佐夫号,也是俄罗斯现役唯一航母状况并不乐观。由此看来辽宁舰也没必要急于升级弹射器,稳步前行帮助人民海军进行航母战斗训练更具有现实意义。

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