不久前,網(wǎng)絡(luò)上流傳著我國第二艘國產(chǎn)航母,即003號正在國內(nèi)某造船廠組裝的照片。照片中,003號已經(jīng)初步具備了一艘航空母艦的規(guī)模,我國的第二艘國產(chǎn)航母不再使用滑索,可以基本確定跳躍。
可以這樣說,第二艘國產(chǎn)航母已經(jīng)完全擺脫了前蘇聯(lián)航母的設(shè)計(jì),戰(zhàn)斗力上升到了新的高度。由于照片本身的敏感程度,在這里不做展示,感興趣的網(wǎng)友可以自己找找,但是下圖這張網(wǎng)友所制作的003號圖片還是有相當(dāng)參考價(jià)值的。
滑躍起飛技術(shù)成熟,結(jié)構(gòu)簡單,為啥還需要電磁彈射?作為003全艦最大的改進(jìn)也是最大的亮點(diǎn),我們先來說說為什么要選擇電磁彈射而非看似更適合我們的滑躍起飛,關(guān)于這個(gè)問題算是老生常談了。
采用滑躍起飛的人民海軍山東艦
其實(shí)一直以來我國的航母有一點(diǎn)一直被各路網(wǎng)友所詬病,就是航母甲板有點(diǎn)“冷清”。這一點(diǎn)對比美軍的航母確實(shí)有些明顯,一方面由于我們所公布的航母甲板日常工作畫面較少,而另一方面則與這個(gè)滑躍起飛本身的劣勢有著很大程度的關(guān)聯(lián)。換句話說如何能夠體現(xiàn)出甲板的忙碌程度,一個(gè)是艦載機(jī)停的“滿”,一個(gè)是艦載機(jī)的起降效率要高,這兩點(diǎn)解決了,甲板自然也就忙起來了,而對于一艘航母而言,艦載機(jī)是利刃,那么甲板就是保證利刃能夠快速抽出的劍鞘。
首先采用電磁彈射替代滑躍起飛的一個(gè)較為顯著的優(yōu)勢是,甲板前部的起飛點(diǎn)具備滿載起飛的能力,滑躍起飛甲板的甲板上翹角度變平后能夠?yàn)榧装逋7排炤d機(jī)提供更多便利條件。此前只有在航母處在最大著艦?zāi)芰顟B(tài)時(shí),才能在上翹甲板后方停放數(shù)架艦載機(jī),而即便是這樣也僅僅是在最大著艦?zāi)芰顟B(tài)也就是保證最大限度艦載機(jī)著陸放棄航母艦載機(jī)起飛能力的情況下才能實(shí)現(xiàn)。而平直甲板相比于滑躍甲板,其艦載機(jī)的停放數(shù)量將增加至原來的一倍左右。
彈射器的使用使得003航母艦載機(jī)具備了在斜甲板位置起飛的能力,這一改進(jìn)使得航母整體放飛回收節(jié)奏明顯加快,甲板整體利用率也得到了相當(dāng)?shù)奶岣?,而隨著航母甲板面積的進(jìn)一步拓展,航母噸位的提升,003號在機(jī)庫內(nèi)攜帶艦載機(jī)能力以及甲板上??颗炤d機(jī)的能力提升較為明顯,一次任務(wù)中可以出動(dòng)的艦載機(jī)數(shù)量也得到了大幅增加,放飛回收效率明顯高于滑躍起飛甲板。
其次采用彈射起飛方式對于艦載機(jī)而言也是一種解放。艦載機(jī)進(jìn)行滑躍起飛時(shí)往往需要發(fā)動(dòng)機(jī)在較短時(shí)間內(nèi)提供極為強(qiáng)大的推力,換言之需要艦載機(jī)依靠自身動(dòng)力在極短時(shí)間內(nèi)加速到最小起飛速度要求,在這一過程中需要消耗大量燃油,影響戰(zhàn)機(jī)的作戰(zhàn)半徑以及武器攜帶能力。據(jù)進(jìn)行過滑躍起飛的飛行員所描述,滑躍起飛時(shí)的那一剎那,感覺和“撞山”十分類似。采用彈射起飛后,這部分動(dòng)力將由彈射器所提供,減少對飛機(jī)本身戰(zhàn)斗力的影響。
一架F/A-18正在準(zhǔn)備彈射起飛
同時(shí)采用彈射起飛尤其是電磁彈射起飛后,艦載機(jī)的種類也將得到極大擴(kuò)展,包括未來的殲-15電子戰(zhàn)以及固定翼艦載預(yù)警機(jī)的加入,航母乃至整個(gè)編隊(duì)的早期預(yù)警能力和電子支援作戰(zhàn)能力將得到進(jìn)一步的提升。而電磁彈射可以對彈射所產(chǎn)生的力進(jìn)行調(diào)節(jié),不僅可以彈射重量更大的飛機(jī),也可以彈射對彈射力度需求較小的飛機(jī)比如無人機(jī)等,而這一點(diǎn)是傳統(tǒng)蒸汽彈射所不具備的,這也是為何目前美軍現(xiàn)役航母(除福特級)無法裝備更重飛行器或更輕無人機(jī)(只能對特定型號無人機(jī)進(jìn)行彈射)的重要原因。蒸汽彈射器通過機(jī)械方法控制注入汽缸的蒸汽, 推力無法精確控制,而電磁彈射的能量可調(diào)節(jié)范圍更大,在控制能量輸出方面也更加精準(zhǔn)。
此外電磁彈射更加適合于常規(guī)動(dòng)力航母。電磁彈射的能源利用率較高一次彈射所耗費(fèi)的能量僅為蒸汽彈射的50%至60%,所需的操作人員數(shù)量也下降了近30%,這對于一艘常規(guī)動(dòng)力航母而言十分重要,總的來說,電磁彈射在未來將會全面取代蒸汽彈射成為新的彈射類型,打一個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋扔鳎羝麖椛渚秃帽葌鹘y(tǒng)燃油車,而電磁彈射相當(dāng)于電動(dòng)車,中國想要在復(fù)雜的內(nèi)燃機(jī)和變速箱領(lǐng)域超越老牌汽車強(qiáng)國希望渺茫,但在電動(dòng)車領(lǐng)域已經(jīng)領(lǐng)銜世界。
采用電磁彈射的福特級
電磁彈射雖有百般好,但想要真正地進(jìn)入實(shí)用階段并不是一件容易事。根據(jù)公開資料顯示,單臺電磁彈射器的彈射峰值功率超過150mW,同一個(gè)可再生能源太陽能項(xiàng)目處在一個(gè)數(shù)量級。為了滿足如此高功率的峰值輸出,需要全艦的電力系統(tǒng)與電磁彈射器間設(shè)置超大容量儲能器為永磁同步電機(jī)充電,滿足彈射器使用時(shí)的用電需要。要解決這一問題就需要全艦采用統(tǒng)一的綜合電力系統(tǒng)對全艦用電進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配,這就是我們常說的船艦綜合電力系統(tǒng)。
綜合電力系統(tǒng)示意圖
電磁彈射器本身的技術(shù)難度系數(shù)加上船艦綜合電力系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)的整合,整體采用電磁彈射系統(tǒng)的航母綜合技術(shù)難度可想而知。就連美軍的福特級也是問題不斷,在短時(shí)間內(nèi)無法達(dá)到尼米茲級同等條件戰(zhàn)斗力,但一旦技術(shù)發(fā)展成熟,采用電磁彈射的航母戰(zhàn)斗力將會得到1+1大于2的效果,但在這一過程中失敗在所難免,
我國對船艦綜合電力系統(tǒng)開展相關(guān)研究的時(shí)間較早,并且已經(jīng)在多型水面艦艇上得到了成功運(yùn)用,比如目前國產(chǎn)最強(qiáng)水面艦艇055。綜合電力系統(tǒng)是將艦船發(fā)供電與推進(jìn)用電、艦載設(shè)備等集成在一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)之內(nèi),而傳統(tǒng)的艦船的動(dòng)力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)間相互獨(dú)立,熱機(jī)與機(jī)械裝置直接連接,電力系統(tǒng)始終作為輔助系統(tǒng)出現(xiàn),這樣的設(shè)計(jì)很難實(shí)現(xiàn)對艦船各個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理,不利于艦船總體化設(shè)計(jì)。
毫不夸張地說,船艦綜合電力系統(tǒng)的誕生不亞于蒸汽機(jī)相比于風(fēng)帆動(dòng)力所帶來的革命,從根本上改變了艦船的設(shè)計(jì)和使用模式,是未來艦船發(fā)展最為重要的方向之一,對于廣大軍事愛好者而言,綜合電力系統(tǒng)的運(yùn)用所帶來的一個(gè)最為明顯的優(yōu)勢是,能夠?yàn)槲磥砀鞣N高能武器系統(tǒng)上艦提供便利,比如艦載電磁炮系統(tǒng)以及大功率艦載激光武器系統(tǒng)等。同樣的我們之前所說的電磁彈射系統(tǒng)也需要強(qiáng)大的綜合電力系統(tǒng)做支撐。
關(guān)于003號航母是常是核的問題,我想已經(jīng)有了答案,中國的航母發(fā)展之路絕非一蹴而就的,由常到核,由滑躍到彈射,003將作為我國乃至世界范圍(除美國)對電磁彈射系統(tǒng)以及航母綜合電力系統(tǒng)的首次嘗試,意義絕不亞于我國首艘航母“遼寧”艦。未來在003上,人民海軍將進(jìn)一步對如何將電磁彈射系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力提升到最大化,如何將航母綜合電力系統(tǒng)做到最優(yōu)化進(jìn)行探索,同時(shí)003號也將成為未來我人民海軍試驗(yàn)下一代采用彈射起飛艦載機(jī)的主要平臺。
003對于人民海軍注定意義非凡。
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