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美国福特级航母到底多强?中国航母还无法企及

文|防务君

世界上最先进的航母福特级马上就要服役,与以前尼米兹级相比,福特级可谓脱胎换骨,整个航母性能大大改观。须知,尼米兹级航母放任当今天下,仍是最强战力的航母,世界上还没有哪一款型的航母能与之抗衡,就更别提福特级了。本人以为,凡是对比,总须有可比性,福特级航母对比的对象,当然是尼米兹级,而不是辽宁号。福特级航母与尼米兹级相比,也可以确切的发现其中的升级与进步。

福特级与尼米兹级相比,本人认为真正的进步和革新在六个方面:分别是电磁弹射器、电磁拦阻索、A1B反应堆、隐身舰岛、甲班级内部结构改进、水下无人反潜器部分。

一、采用电磁弹射器,打击能力相当于尼米兹的1.7倍

电磁弹射器(EALS),这是福特级最大的亮点。以前尼米兹级是蒸汽弹射器(C-13-2型),蒸汽弹射器并不是不能弹射战机,但是与电磁弹射器相比,简直就是蒸汽机与电动机相比。不仅使用麻烦,维护费用高,使用过程中也一直让人头疼不已。特别是蒸汽弹射器可调性差,发射阀控制时无法实现精确控制,战机的过载也比较大。而这些问题在电磁弹射器都不再发生了。电磁弹射器不仅容易操,更能灵活弹射各种战机,可调性很大,而且在弹射过程中都可以根据反馈信号自动调节,这是蒸汽弹射器无论如何也做不到的。由于输出功率有限,尼米兹级的弹射器只能弹射30吨以下的舰载机,无法满足舰载机进一步发展的需要。蒸汽弹射器另一缺陷是功率不可调,也不适合弹射重量较低的无人机,如果强行弹射,会造成飞机结构受力过大,从而影响飞机寿命。具体来说,福特级采用电磁弹射器,可以更好地适应未来F-35C隐身战斗机、X-47B无人攻击机上舰的需要。

弹射一架战机,蒸汽弹射约消耗1吨淡水,而电磁弹射器仅耗电几十度而已。蒸汽弹射器效率特别低,而电磁的效率可达70%以上。正常航母的航母,用蒸汽弹射器弹射一架战机速度差不多会降低2节,幸好储能近一分钟才能连续弹射,否则航母在速度上受限制。而电磁弹射器,这些因素完全不受影响。实际上,由于电磁弹射器作功冲程比蒸汽弹射器长(C-13-2型的作战冲程89.4米,当然实际作功会低于这一限值),加速度均匀。因此可以把战机加速度更高的速度,也同时意味着航母可以不必迎风高速就能起飞战机了,这使得航母作战更加灵活,不必周旋于一定海域而受限于气象条件。

上述提到电磁弹射器的革命性改进,最主要的衡量指标是舰载机出动效率,这也是评价一艘航母强大与否的根本标准。目前尼米兹级的舰载机出动能力为每天出动140-160架次,而美国海军对于福特号的要求是在此基础上至少提高15%,也就是达到180架次,在高强度的情况下,甚至要超过270架次。同时配合各种精确制导弹药使用,如JDAM、JSOW等,福特级航母的舰载机联队一天能打击的目标数量由现在的700个增加到1200个。也就是说福特级航母打击能力大概相当于1.7艘尼米兹航母。

二、电磁拦阻装置等自动化装备使福特级配员减少700人

电磁拦阻装置(AAG)虽没有电磁弹射器那样有名气,但是一直做为核心工程为福特级的配套工程。虽然目前的MK-7液压拦阻装置也可以拦阻各种战机,而且实用效果也不差,但是与电磁拦阻装置相比,制动力过载情况无法相提并论。采取了电磁拦阻装置,不仅在战机着舰过程中更平稳,人员和战机受到的过载伤害较少。更重要的是拦阻不同种战机时转换方便。

打个比方,如果用电磁拦阻进行拦阻我们的歼-15和L-15的话,由于歼-15和L-15两都个头和重量相差太大,也就是说必须进行调节,否则歼-15就会掉海里,而L-15也会因过载而解体。MK-7液压型拦阻装置和配重和调节阀进行调节以适应不同的战机拦阻阻尼做功的需要。但是这个调节是很费时间和人力的,而战机着舰时间紧迫。所以以前的尼米兹级,不同种战机返回后,这一型的战机回收完才回收另一型战机,即便是你提前完成任务了,也得排队等候,造成战机利用率低,同时作战半径也大受影响。而采取电磁拦阻装置,完全不受上面各种影响,战机返回随时可以回收,各种战机不同型号可以穿插进行回收。因为电磁调节各种战机回收装置只需按一下按钮就OK了,完全不用人工调节和移动笨重的配重。正是因为这样福特级航母大约需要4660名船员,比尼米兹级少了700人。

三、A1B核反应堆输出功率是尼米兹的三倍

“福特”号航母安装了两座A1B核反应堆。它在50年的全寿命周期内无需更换堆芯,相当于“福特”号具有了理论上的无限续航能力。它提供的强大动力,能使“福特”号的航速达到30节以上。13800伏的配电系统,提供了60兆瓦以上的电能,能够满足全电力推进、电磁弹射、电磁及激光武器的用电需求。

在研制福特级的时候,美国海军一度打算为它采用综合电力系统-IPS,实现电力推进,从而和DDG-100和CGX一起,实现美国海军水面舰艇推进系统的电力化,但是考虑到福特级的满载排水量超过10万吨,几乎是DDG-1000驱逐舰的10倍,出于降低系统风险、建造成本等角度出发,美国海军后来还是决定福特级前三艘还保持采用机械推进系统。

根据相关资料福特级和尼米兹级一样,采用两座核反应堆,四座蒸汽轮机,4轴推进,不过反应堆换装为新一代A1B反应堆,与尼米兹级的A4W相比,它的堆芯能量密度更高,对于泵供功率要求更低,结构更加简单,体积更小,安装空间也更小,但是A1B的能力超远超过A4W,A1B最多可以提供高达20万千瓦的电力,而尼米兹级只有6.8万千瓦左右,几乎是后者的三倍。除了增强发电能力外,福特级还采用了新一代配电系统,输电电压高13500V,同时采用自动化配电及电力分配系统,这样就为福特级安装新一代探测系统、指挥系统、高能武器乃至未来的电力推进系统提供充足的动力支持。

四、隐身舰岛,可探测反舰弹道导弹

强大的能源供应促进了福特级探测系统的升级,从相关图片可以看到,福特级采用了双波段搜索和跟踪雷达(DBR),与常规雷达不同,DBR可以工作在S波段和X波段,每个波段各有三个有源相控阵天线安装在舰岛上面,前者主要用于中高空探测与跟踪,后者用于中低空及海平面的探测与跟踪,并且为拦截目标提供火控支持,这两个波段的雷达以共坐标的形式工作,共享一套信号及数据处理系统,因此实现了一部雷达替代了原来几部雷达才能完成的工作。

与尼米兹级采用的SPS-48雷达相比,DBR最大的优点就是提高了福特级对付高超音速目标,如反舰弹道导弹的能力,SPS-48采用频率扫描,只能在高低方向实现电子扫描,方位上仍旧采取机械扫描,因此目标数据更新速率较低,如果目标速度较快,以反舰弹道导弹为例,以射程为2500公里计算,它重返大气层时的速度可以达到5马赫左右,这样SPS-48在探测目标这样的目标时候,目标关联较慢,确认也比较困难,而DBR是二维电子扫描,在探测到目标之后,可以迅速调转波速目标,对目标进行确定,因此目标关联速度较快,在目标速度、数量增加的情况下,仍旧可以迅速的确认目标,然后控制拦截武器进行拦截。

为了与先进的雷达相配合,福特级采用了新一代舰载指控制系统,它的指挥系统是CommonC2System共同作战指挥系统,它可以综合舰上探测系统如雷达、电子战等系统的信息,并能够通过数据链、卫星通信系统获得上级或者友邻的战术信息,进行数据交换,形成统一的战场态势图,以提高指挥员决策能力,并且还具备协同交战能力。

DBR雷达和高能武器特别是高能激光炮的引入,实际上揭示着航母面临的威胁出现了新的变化,从现在的发展趋势来看,防区外高超音速飞行器可能是继飞机、反舰导弹之后,航母面临着的又一个重大威胁,前面所述的反舰弹道导弹可以看做是一种前奏,而随着超音速燃烧冲压发动机研制的深入,各国在高超音速飞行器方面即将取得关键性的突破,未来防区外高超音速飞行器的速度将超过6马赫,甚至达到10马赫,射程超过1000公里,可以在航母编队之外,发起攻击,凭借现有的舰载导弹和火炮已经很难拦截这样的目标,只有依靠激光炮这样的高能武器也能取得比较好拦截成功率,这也是为什么新世纪各国大力研制高能武器和全电推进舰艇的根本原因。

五、内部结构的全面改进,使战机加油挂弹的整备时间缩短一半

福特级对飞行甲板、升降机乃至内部结构进行了全面的改进。从相关模型和图片上来看,福特级的舰岛体积比尼米兹级有所缩小,并且位置后退,相应的甲板后端也被延长,这样增加了甲板面积,尤其是停机区的面积。我们知道,为了安全上的考虑,舰载机在机库之中是无法挂弹和装油的,只有在甲板上进行,所以在一段时间内飞行甲板上的飞机就是一艘航母能够使用的全部作战飞机。增加甲板面积,尤其是停机区的面积,相应地就提高了单位时间内航母能够使用飞机的数量,为提高舰载机出动能力打下基础。

为了提高舰载机加油、挂弹的效率,与尼米兹级分散布置相反,福特级还将加油、挂弹作业统一集中在右舷舰岛前方的区域。运作时,飞行甲板上需要加油挂弹的飞机以拖车移至右舷的整补区进行作业,而机库中的舰载机则由右舷升降机直接送上右舷甲板完成加油挂油,整备完毕后,便由拖车拖至起飞等待区或移回停机坪。相较于尼米兹级,福特级每次加油挂弹的整备时间可望由前者的2小时缩短到1小时以内。

六、采用水下无人反潜器

俄罗斯《Cnews》杂志披露,美国国防部高级研究计划局开发出一种神秘的水下人工智能装备,其核心任务是反潜作战。这款名为无人反潜器的新装备搭载了相当于“水下声呐站”的探测装置,它能追踪潜艇,并监控其行踪。无人反潜器的另一特点是具备高速数据传输能力,能随时把敌方潜艇的精确坐标传给美军部署在第一线的武器装备——反潜舰和反潜机,从而对目标潜艇快速实施打击。这款无人反潜器可在水下持续工作80天之久。报道认为,如果研发成功,无人反潜器将成为全球反潜探测能力最强的水下装备。据称,其造价不超过2000万美元,服役期却长达15年,美军可能大量加以装备。

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