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发信人: dragon (猎鹰), 信区: Green
标 题: 中国未来航母研制的适配性问题
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月21日11:50:36 星期四), 站内信件
中国未来航母研制的适配性问题
未来的战火,极有可能从海上燃起。
为了掌握未来战争中的制海权、制空权,各海洋大国都十分重视航空母舰及航母技
术的发展。一些涉及航母所特有的舰—机适配性的技术问题,如航母与舰载机的配合、
如何发挥最大作战效能等,被视为是发展航母的关键技术。这些关键技术的具体内容也
随着技术的进步、国情的不同,存在很大的变化。
舰裁机
舰载飞机是航空母舰的主要武器,它承担攻击、制空、预警、电子战、反潜等多种
作战任务,其性能的高低直接影响航母的作战效能。航母技术的发展与舰载机技术的发
展息息相关,相互促进。与二战时相比,目前舰载机航速增长了4倍,重量增长了3倍,
其作战空域也已跨越海面,向内陆延伸。
舰载机与陆基飞机起降方式不同、作业空间不同、运行环境不同,因而舰载机特点
显著。
首先,舰载机起降于动荡的甲板,使用环境恶劣。大型航母的起飞甲板长约100米,
斜角甲板的着舰区长约200米,远小于陆上机场几千米长的跑道,需采用弹射起飞和阻拦
降落,起降时机体要承受约4.5g的过载力,故机体结构要比陆基飞机作相应的加强。此
外,降落于上下颠簸的甲板上,起落架承受的载荷增加,也需作相应加强,而阻拦钩(尾
钩)需加缓冲装置,机体重量增加。因此,舰载机在航程或有效载荷方面比同型陆基飞机
要低,需采取空中加油等措施弥补航程缺陷。
其次,航母容积有限,为在有限的空间内尽量多载飞机,提高载机的容积系数,要
求舰载机的机冀可以折叠。
再次,从航母上起降要求舰裁机有优良的低速性能(短距起飞性能)。但现在作战飞
机必须保证高航速,为解决这一矛盾,除要求大推重比的发动机外,还需在气动布局等
方面采取一些措施,如采取前缘和后缘吹气襟翼的高效增升装置;采用可变后掠角机翼
(如美国F—14A舰载机)等。
第四,由于海上环境严酷及高强度升空作战,故对舰载机的可靠性、维修性有很高
的要求。据报道,美国F/A—18舰载机,在航母上进行换发动机工作,3个机械师仅用1
6分钟就完成整个过程,可见其维修性之好。
第五,在舰载机机体材料选择上,要能适应海洋多盐雾环境;发动机等机上设备要
适应海洋环境和
船用条件要求。
第六,为适应海上作战的环境,机载设备比陆基飞机要求更高精度的自主导航设备
及更优良的通信设备,且要为武器和电子系统的换代升级留有足够的余地。
第七,减少机型,最好歼攻合一。
舰载机技术复杂,研制一种新型舰载机—般要花几十亿美元的研制费,为节省经费
,一般采用在陆基飞机基础上改进的办法。世界上舰载机本来就不多,可供中国选择的
就更少。西方国家的舰载机技术成熟,性能先进,但向中国出售先进的战机的可能性十
分有限。据笔者分析,不外三型:苏—27K(苏—33)、“飞豹”FBC—1战斗轰炸机及正在
研制的歼—10歼击机(战斗机),其起飞重量分别为:22.5—30吨、28.5吨及18吨。我
国已从俄罗斯引进的苏—27SK是当今世界一流战斗机,其舰载型苏—27K(苏—33)战斗攻
击机于1989年上舰试飞成功,1991年1月在俄“库兹涅佐夫”航母上正式服役。该机应为
首选方案,但仍需引进。备选方案则是在我国1998年12月试飞成功的“飞豹”FBC—1及
歼—10舰用改进型。
舰载预警机对航母至关重要,正确的选择应是固定翼飞机,因直升机阶性能、容积
、能源等均有限,
难以满足航母预警兼空战指挥之用,只能作为发展条件受限制时“降功能”的备选方案
。可考虑引进乌克兰的安—71型机,备选方案则是引进俄卡—31RLD“蜗牛”预警直升机
,或在直—8的基础上增装预警雷达。此外,苏—27的双座发展型苏—30也可用作空中指
挥机,它可使用本机雷达搜集、指示目标,并将目标信息传给友机。而苏—30与预警直
升机结合使用将更为有效,也不失为一种可供选择的方案。
舰机接口技术和相应设备
这里主要指与运用飞机有关的一些装置、设备、系统技术,包括弹射器、喷气偏流
板、阻拦装置、助
降设备、飞机升降机及机库设施等。
目前普遍采用的弹射器以蒸汽为动力源,如美国的C—13弹射器,弹射一架飞机LA准
备到离舰起飞需
30—45秒,末速度最高185节,125节时可弹射的飞机重量为28吨。蒸汽弹射器实际上是
—种动力冲程很长的(目前已近100米)的往复式蒸汽机,由发射系统、蒸汽系统、拖索张
紧系统、复位系统、润滑及控制系统等几部分组成。
为保证动力冲程的密封性,近百米长的汽缸、活塞及甲板上近百米长的窄槽对材料
及加工精度的要求极高,这也是航母技术的一大难点。有报道说,80年代,前苏联弹射
器研制也仅仅进入试验阶段,因为决策层急于建成航母,故“库兹涅佐夫”号(时称“第
比利斯”号)先采用了滑跃式甲板一在航母上采用升角12度的滑跃式起飞甲板。滑跃起飞
方案可省去弹射器,但对飞机气动性能及发动机推重比要求高,且出动速度比弹射器慢
,约2分钟出动一架,作战效能不如弹射器。但另一种分析则坚持认为滑跃起飞方式先进
,是发展方向,英国已采用垂直/短距起降飞机,美国也在进行这方面试验。如选用苏
—33作为舰载机,可不要弹射器,而用滑跃式起飞甲板。总的来说,对有限作战使命和
研制能力有限的国家而言,开发轻型航母、选用滑跃起飞方案是一种现实的选择,但非
理想之选择。
阻拦装置一般设四道阻拦索,可吸收着舰飞机的动能,使其在较短的距离内着舰。
如美国航母的阻拦装置,当飞机重量为27.2吨时,着舰速度105节,滑跑距离不超过10
0米。笔者认为舰机接口设备中除弹射器难度较大以外,其余设备也有相当难度,但投入
较大力量预研后应当能够过关。
航母总体和结构设计技术
航母是一座高速浮动的海上机场并配有武备系统,比陆上机场还是小得多。要在航
母上配备一个航空联队(大型航母80—90架)及相关的起降、存放、修理设施绝非易事。
陆地机场可平面展开,而航母则必须“叠落”布置。航母要有足够大的空间供飞机、人
员和支援设施的安置和作业;要有良好的适航性以满足舰载机的作业要求,并在一定航
速下满足飞机起降的要求;在支援能力上要满足人员、舰载机和各种设备的后勤支援的
要求;在结构上要满足强度和实用性要求。航母作为最复杂的军事系统工程,一般舰船
在设计建造中无法与之相提并论。
航母的总体、结构设计及总体建造虽有难度,但我国已有导弹驱逐舰、弹道导弹核
潜艇、核动力装置自行研制的经验;我国造船厂已有建造15万吨巨轮的经验,并已有建
造更大吨位船舶的能力,因此,只要投入足够的人力、财力,这方面的技术难题是完全
可以攻克的。
动力装置技术
研制航母将遇到选择核动力装置还是常规动力装置的问题。核动力几乎有无限的续
航力,如美“尼米兹”号20节航速时,续航力达100多万海里,而以蒸汽轮机为主机的“
肯尼迪”号常规航母续航力只有1.2万海里。核动力航母燃油舱省下的容积、重量可多
载航空燃油和弹药,增强持续作战能力。此外,核动力航母能持续以30节高速航行,机
动性好,有利于避开风暴,改进了恶劣气象条件下的使用能力,增加了环球作战能力并
降低了遭潜艇攻击的可能性。从舰船总体设计角度看,核动力航母不需进排气烟道,节
省空间有利于总体布置。没有排烟,避免了烟气对上层建筑上天线和飞机的侵蚀;消除
了排烟的红外辐射,有利于防御红外制导导弹;不产生喷气紊流,提高了飞机着舰的安
全性。当然,一次性投资大是核动力的缺点,但从全寿命费用的观点看,两者费用相差
不大。
对大、中型航母而言,选择核动力装置更为适宜,至于小型航母,则宜选用常规动
力,如蒸汽轮机或燃气轮机等。
C3I系统技术
C3I是现代航母必备的由作战指挥、控制、通信和情报组成的综合作战管理系统,它
直接影响航母和舰载机作战效能的发挥。
现代海战的特点是海战的范围广(约500 x 600海里)、战斗时间短(可能仅10。20分
钟),C’I系统要满足多目标、多批次、多方位、快速反应和海、空、潜立体战争的要求
。该系统的主要任务是:指挥和管理飞机在航母上的安全起降;引导飞机拦截空、海目
标;向导弹火控系统分配应打击的目标;负责反潜直升机的数据处理;沟通战区作战信
息,掌握战场攻防态势,指挥编队协同作战等。
该系统必须适应航母编队作战 的特点,它所具备的功能要比一般舰船的复杂得多;
其接收和存储的信息量很大,对计算机要求很高(一般装4—6台主通用计算机、采用分布
式结构);系统应是一种网络式的指挥和控制体系,必须满足快速反应的要求;应针对作
战的实际需要有助于指挥决策,并具备强有力的通信手段。
我国近年来在高速计算机和超大规模集成电路制造方面已取得了长足的进展,并在
驱逐舰等舰型的C3I系统研制中取得了一定经验。虽然研制航母的C31系统复杂、困难得
多,但只要保证足够的投入,将完全有可能创造军事应用与基础技术开发的“双赢”,
为电子信息产业整体技术水平的提高催化、助力。
解决有无问题
以上所列关键技术是航母舰机适配性的基础,并不是航母技术的全部。航母是高技
术密集、舰机结合、最具战斗力的海上武器系统,也是最能兼容高新技术的作战单元,
其中最难的要算舰载机、弹射器等。以上关键技术中的大部分,对一个科技、工业有;
定基础的国家来说,只要投入足够的人力、财力,采取自力更生为主,力争外援为辅的
方针,适当引进一些国外的成熟先进技术,也是不难攻克的。
研制航母是一项实践性很强的系统工程。笔者认为,立足于国情,中国目前最重要
的是先解决一个有
无问题,有了第一艘航母之后,才谈得上不断试验、改进及提高。奢望一赋而就、一步
就能搞出性能十分先进的航母,是不现实的。从这个意义上说,购入一艘完好的它国退
役航母及相关舰、机装备并形成一定战斗力,为以后设计、使用自制新一代航母同样意
义深远。这样,一方面可有效提高自制航母的技术起点,另一方面,又能在最短的时间
内切实提高海上制空能力,并为使用、维护宠大的航母战斗群积累宝贵的经验,培养运
作一支航母舰队所必须的人才队伍。所谓十年树木、百年树人,从这个意义上讲,能够
设计、建造、操控海上巨舰战机的人才,较之于钢铁铝铜更为重要。
(本文依据的素材取自公开资料,所述见解系笔者个人的观点,仅供读者参考。)
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顾宗炎
《现代舰船》
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没有比脚更长的路。
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