滑跃航母的最高出动效率大于弹射型航母

红晓岩谈古论今 2024-10-24 11:46:38

2024年10月14日,中国人民解放军东部战区组织了“联合利剑-2024B”军事演习,范围涵盖台湾省全岛。辽宁舰航母编队参加了军演。在台岛以东海空域,与陆海空火兵力进行舰机协同、联合制空、对海对陆打击等科目演练,重点检验内线外线一体联动、诸军兵种联合作战能力。日本海上自卫队派出了佐世保基地的“雾雨”号驱逐舰(DD104)前往跟踪监视,同时为了应对舰载机,F-15战机也紧急起飞。日本统合幕僚监部称,在14号和15号两天,辽宁舰共起降舰载战斗机90架次,舰载直升机50架次,舰载机日均起降架次也达到了破纪录的70架次。

这是自日本方面观测我辽宁舰以来,我辽宁舰起降次数首次达到70次。由于是两天的平均值,很可能在演习当天的架次远超70架次。

此前的2022年5月,辽宁舰航母的舰载战斗机和直升机在10天内进行了超过200架次起降,日均起降次数只有20架次。在同年12月17日至27日,辽宁舰舰载战斗机和直升机起降共计约260架次,日均起降架次增加到26架次左右。辽宁舰今年9月20日至26日参与远海训练的七天内共完成410架次舰载机起降,9月27日至10月1日又完成210架次舰载机起降,平均每天出动55架次舰载机,可见辽宁舰的起降架次是随着训练水平的提高,逐渐提高。2023年日本防卫省称,10月28日至11月5日,日本自卫队监测到了山东舰在西太训练的9天时间里,山东舰放飞了150架次直升机和420架次歼-15。累计放飞了570架次的的舰载机,平均每天63架次。辽宁舰的日起飞架次已经超过了山东舰。由于山东舰比辽宁舰稍大,而且缩小了舰岛,增加了机库面积,理论上山东舰的日均起飞架次应该高过辽宁舰,因此山东舰还有潜力进一步提高出动率。对于航母舰载机的单日出动效率,其实影响最大的几个因素是航母的舰载机携带数量、人员训练熟练程度、飞行甲板设置是否合理等。美国搞航母已经超过100年,而自辽宁号服役,中国有航母舰队才12年,从几次训练的结果来看,辽宁舰山东舰的日起降架次出现你争我赶,逐渐提高的形态,似乎其最高日起降次数远未达到极限,还能随着训练水平的提高而增加。法国“戴高乐”号是弹射型航母,舰载机数量在40架左右,单日出动50-60架次,辽宁舰可以携带约36架战斗机和直升机,比“戴高乐”号的舰载机总数略少,但已经实现单日70架次的出动频率,证明滑跃式航母在出动效率方面并不存在明显短板。在1990年爆发的海湾战争中,美国海军一共派出了6艘航母参战。分别是部署在红海的CV-60萨拉托加号、CV-66美利坚号、CV-67肯尼迪号,以及部署在波斯湾的CV-41中途岛号、CV-61游骑兵号、CVN-71罗斯福号等。其中中途岛号的排水量与辽宁号接近,但其舰载机数目高达70架,几乎是辽宁舰的一倍。可能跟其所载的大黄蜂舰载机尺寸比歼-15。甲板机库设置比辽宁舰合理有关。下表列出各舰在海湾战争中的日均出动次数。

上图可见,在高烈度的海湾战争中,虽然中途岛号的舰载机数量比辽宁舰多一倍,但日均出动也才70架次,跟辽宁舰一样。中途岛号长306.6米宽78.3米,辽宁号长306.4米宽74.4米,长度与中途岛号差不多,宽度则少了4米,而辽宁舰的舰载机歼15长22.28米,翼展15米。相对之下,中途岛号载的大黄蜂舰载机长只有17.1米。翼展12.43米,歼15在舰上所占面积比大黄蜂大了57%,辽宁舰比中途岛号甲板面积小了1210平方米,舰载机却大了很多,所以辽宁舰目前存在小舰载大机的问题,辽宁舰设计理念来源于苏联的巡洋舰航母,库兹涅佐夫级航母装备有12发花岗岩反舰导弹,这些反舰导弹占据大量空间,压缩了机库面积,缩小了载机量。有文章声称库兹涅佐夫的日均架次为110次,但是这是航母理论上能承担的舰载机放飞次数。实际上,库兹涅佐夫航母上的苏-33存在挂弹时占地面积大、维护需求量大、挂弹繁琐、机尾不能超出飞行甲板等很多问题,导致苏-33家族在航母上的运行比F/A-18E/F麻烦太多了,因此依旧使用SU-33的库兹涅佐夫很难达到设计出动次数。歼15跟苏-33类似,苏-33存在的问题,歼15一个都没少。导致辽宁舰飞行甲板上停放的舰载机都是非常的松散的,与美式航母那种舰载机之间紧挨着的停放方式完全不同。如果未来进一步调整战机尺寸和甲板调度,新型战机设计时考虑甲板装卸维护运作的要求,超过中途岛号的日出动次数不成问题。山东舰因为缩小了舰岛,去掉了辽宁舰原用于装载反舰导弹的部分,扩大了机库,因此歼-15战斗机的承载数从辽宁舰的24架增加到36架,再加上山东舰对于飞行甲板功能划分区域也有优化,可以预期的是,随着中国海军对于航母运作的数量程度逐步提升,山东舰的舰载机出动频次也将进一步提升。不过中国的航母毕竟太年轻,看看老牌海军强国英国的航母可能问题更清楚。

英国海军的伊丽莎白女王航空母舰是目前全球除美国的核动力航空母舰之外,排水量最大,载机数量也最多的大型航空母舰。伊丽莎白女王航母舰长280米,甲板宽度73米,吃水深11米,标准排水量6.5万吨,满载排水量超过7万吨,在满载状态下可以搭载40架F-35B型战斗机,同时还可以搭载4架MASC型预警直升机,以及EH-101多用途反潜直升机6架,统共能载50架各种飞机,与山东舰接近,根据报道,“女王”级航母在搭载两个战斗机中队(约36架F-35B战斗机)的状态下,战斗机最大出动架次为150个架次,如果需要持续出动战斗机进行作战,则可以维持首日出动108个架次,之后每天持续出动72个架次的水平,相对之下,在高烈度的海湾战争中,美军萨拉托加号、美利坚号、肯尼迪号,和CV-61游骑兵号都是8万吨级弹射航母,但这四艘8万吨级航母的日均出动率只有63.7架次。从数据看7万吨的伊丽莎白女王滑跃航母出动率不在上表中所列的美国8万吨级航母之下。

弹射起飞固然有不少优点,但出动效率恰恰算不上它的优势所在。因为弹射起飞时,需要相对繁琐的流程,包括等待弹射器归位、战机与弹射拖曳滑块衔接并确认、升起挡焰板、待飞行员与弹射控制人员确认后才能弹射;而滑跃起飞时,流程远比弹射起飞简洁,省去了弹射器的相关步骤,并且弹射器本身结构复杂,还存在发生故障就无法使用的问题。据相关资料统计,使用2个110米起飞点,俄海军“库兹涅佐夫”号航母理论是能在5分钟内出动12架战斗机,比使用4台C-13弹射器的美国超级航母还要快,后者的最快纪录是17分钟出动31架,换算到5分钟只有9架。需要强调的是,C-13式蒸汽弹射器的平均故障周期仅仅是405次而已,因此弹射型航母放飞近千架次的舰载机之后,必须暂时停止舰载机放飞作业检修弹射器。硬着头皮继续用也不是不行,不过就是容易丢舰载机而已。至于电磁弹射,故障率更高,福特号电磁弹射器平均故障率为1/272,到了2022年虽然经过改进,这个平均故障率才达到了1/400。很多军迷们认为福特舰弹射故障率高是交流弹射的问题,福建舰安上马大神直流弹射器后就没有问题,还说陆上实验很多次了,上舰后肯定没问题。实际上海上和陆上有两点不同,首先海上时常摇晃,遇到风暴或者在战时摇晃得更加厉害,而目前弹射所需的电磁储能系统用的是飞轮储能,别傻B的说用超级电容储能,超级电容的体积比飞轮大得多。占用舰上过大空间,用超级电容做电磁弹射的储能元件根本就是愚蠢想法,而且查查马大神的研发经历,他一直是做飞轮储能的。飞轮在海上摇晃环境下,轴承受到很大的力容易出故障,这跟交流直流系统有屁关系,福特舰存在的问题,马大神电磁弹射系统照样存在。此外海上是高盐潮湿环境,电子元件和线路很容易出现短路等问题,这些都增加了电磁弹射系统的故障率,因此电磁弹射的故障率高于蒸汽弹射,理论上是必然的。另外整个电磁弹射系统有无数条电线,在战争环境下,如果一个炸弹下来,弹片划断一根,整个弹射系统也不工作了,要找出问题线路非常困难。相对之下,滑跃甲板就一块钢板,没那么多容易出毛病的电线和电子元件,就算甲板上炸个坑,也能很快换个备用甲板,维修维护成本比电磁弹射少得多。因此无论从航母建造还是维修维护的角度来说,滑跃航母都比电磁弹射航母省得多,从成本效益来看,造一艘八万吨电磁弹射航母不如造一艘十万吨的滑跃航母。据说电磁弹射航母的出动率要高于蒸汽弹射,福特号据说45秒就能弹射一架飞机。不过连续弹射的速度没那么快,福特”号航母创造的记录是在八个半小时连续弹射起飞170架次,收回175架次舰载机,那么连续弹射的速度也就180秒一架。虽然短时间内能45秒弹射一架,那是使用了储存的电量,但长期连续弹射时事先储存的那些能量一下就用光了,能弹射多少完全取决于航母发电机的功率,即使是核动力也支持不了连续45秒弹射一架飞机。不过滑跃航母完全没这个问题,由于滑跃起飞时不需人工挂钩,30秒起飞一架都是可能的,而且可以8小时不停地连续起飞,不受舰船发动机功率限制。

所以现在中小型滑跃航母的出动效率实际上已经超过蒸汽弹射型航母,当航母做到10万吨级,滑跃航母的效率可以超过电磁弹射航母。大航母上高性能的五代机就算在平板航母上都能直接起飞,弹射是完全不需要的。其实二战时期航母是根本没有弹射装置的,飞机都是排队起飞,每分钟起飞的速度比现在弹射快得多,比如日本赤城号航母,起飞18架97式对舰攻击机和12架九六式舰载战斗机,计划需要的时间是10分钟,训练时,实际需要的时间是11分钟,就是实际上22秒起飞一架。关键问题在于,喷气式飞机刚上舰时,由于喷气发动机刚开始设计建造,推重比很低,只有2左右,而现在F119这种典型的第4代先进大推。而F119发动机的最大台架试验推力曾经达到17.5吨以上,也就是最大加力推重比超过了11。在一定程度上,F119发动机其实有把最大推重比,提升到12甚至更高的潜力。而下一代研发的变循环发动机推重比可以超过12,而某方似乎已经成功测试了最大推重比达到15级别的超级发动机。在这种情况下现代战机的整体飞机推重比可以高达1-1.25,就是说,你只要把飞机立起来,它就能垂直起飞。因此现在与喷气式飞机刚上舰时的情况已经完全不一样了,现在的第五代飞机可以短距起飞,加上滑跃甲板的帮助,起飞效率高于弹射。因此中国军工不要再跟老美屁股去造那些弹射航母了,还是在飞机发动机和飞机上下功夫,造好高推重比的发动机和战机,弹射是根本不需要的。

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红晓岩谈古论今

简介:以史为镜,可以正衣冠。