| | | 中、美、俄航母對比示意圖 一、造艦計劃 遼寧艦入役着實讓國人興奮了一把,最近殲15成功在遼寧艦上起降又一次讓中華兒女深感自豪,以至於廣大網友的注意力又被牢牢地鎖定到16艦上。興奮之餘也許有人會想,遼寧艦也蠻強大的嘛,配上重型艦載機殲15,也不錯啊。乾脆,先造幾條遼寧艦的同型艦用着,省得周圍列強環伺,惹得我們不得安寧。其實,朋友們大可不必着急。中國航母人的抱負是遠大的,遼寧艦隻是我們偉大的造艦計劃的一個序曲而已,真正的主力航母會在未來的二十年內接踵而至。 本人推測,2011年我國已經在長興島江南造船廠開始了002型(按遼寧艦叫001型航母推測,該型應該叫做002型)國產航母的建造工作。002型航母滿載排水量7.8萬噸,採用常規動力,全通甲板,配備3部電磁彈射器,將建造兩艘。首艦,即17艦(按遼寧艦的舷號往下排),會在2013年底下水,2014年開始舾裝,2015年開始海試,2016或2017年入役。18艦會在17艦下水騰出船塢後開建,即2014年開始建造,2016年底下水,2017年開始舾裝,2018年開始海試,2019或2020年入役。然後中國將跨入偉大的21世紀20年代。之所以說其偉大是因為,在20年代我們的經濟總量將躍居世界第一,全面建成小康社會的目標將會實現,空間站已經建立,中共將進入第六代領導集體的執政期……,總之,經濟、政治、科技、民生各方面都將崛起。為了保衛我們的現代化建設成果,為了使中華民族復興之路能夠持續的走下去,我國的軍事力量,特別是遠海作戰能力必然要加強,國產核動力航母將會誕生在這個十年。其實,按照核動力系統的研製規律推測,現在我國就已經開始研製航母用核反應堆了。因為,作為艦艇動力系統的反應堆,要首先在陸上模擬試運行相當長的時間,保證萬無一失後才會裝艦的,這個製造加試驗運行期可能要十年左右。在解決了技術問題後,就看經濟實力了,如果我國到2020年順利實現第五代領導集體的既定目標,那麼國產核動力航母,即003型航母計劃將會在2021年啟動。預計先造兩艘同型艦,艦體與17、18艦基本相同,8座燃油鍋爐換成兩座核反應堆(下文詳述),取消排煙道,縮小艦島。那麼樂觀估計,003型首艦19艦於2021年開建,2023年底下水,2024年開始舾裝,2025年開始海試,2026年或2027年入役。003型2號艦20艦於2024年開建,2026年底下水,2027年舾裝,2028年海試,2029或2030年入役。 再往下展望,估計要被拍磚了,不過忍不住還是要說兩句(嘿嘿)。經歷這個20年的造艦高潮後,5艘航母應該夠用了,而且,我們的民生還沒有達到發達國家的水平,軍費仍要節制。再造就得等遼寧艦光榮退役之時了,即2040年後。那時我們的科技實力已經基本接近美國了,經濟總量是當之無愧的老大,新航母也許會達到10萬噸,也許仍舊是現在的船形,但將安裝新型反應堆,採用全電推進,安裝高能武器……。這美好的憧憬多麼振奮人心啊,我們能夠見證中華民族的偉大復興,是多麼幸福啊! 二、性能參數、外形和結構 一不小心嘮叨了這麼多,終於開始上圖了。先來個全家福,同時邀請烏里揚諾夫斯克同志、尼米茲先生和福特先生友情客串。 下面我用一張表格來展示我國16艦、17艦、19艦三艘航母的性能參數,同時將世界上主要的大型、重型航母的性能參數對比列示,以使讀者能夠對我國航母的性能水平有個直觀的認識。表中個別數據由於沒有查到相關資料,所以採用本人估計值填列,如果有失偏頗,敬請讀者原諒,同時歡迎指正和探討。 從整體外形輪廓看,17艦類似於烏里揚諾夫斯克號,但是起飛區為平甲板,同時艦島作隱身化處理。具體細部特點如下: 1.平甲板:起飛區甲板採用平甲板可以提高載機量和載機調度靈活性。前甲板可以在留有一個起飛通道的情況下,可以停放9架戰鬥機。如果僅保留斜角甲板的起飛通道,前甲板全部變為停機區,可以停放20架戰鬥機。而滑躍甲板有60米長的14度上翹段,並且兩條起飛跑道向中心線傾斜,到艦首相交,這樣停機區大幅壓縮。保留一個起飛通道的情況下,最多能停5架戰鬥機。另外,如果滑躍甲板將前起飛區都變作停機區,將沒有起飛通道可用,戰時將處於不利地位。 2.吊車:17艦前面的平甲板類似於美式航母,當然也就沒有俄式航母的舷側固定式吊車,這樣可以擴大前甲板停機區面積,能多停2架戰鬥機。另外,國產航母上需要配備移動式吊車,平時停放於艦島後方,2號升降機之前的設備停放區。 3.彈射器:之所以選擇3部彈射器方案,而不是類似美式航母的4部,一是因為17艦甲板面積比尼米茲級小,而且艦載戰鬥機都是殲15這樣的大尺寸重型機,彈射器過多,反而使得載機調運效率下降;二是因為彈射器耗能較大,選擇4部必然對航母動力源(鍋爐或反應堆)的功率要求更高,增加設計難度;三是因為不設左舷邊緣的第4部彈射器(第3部彈射器置於回收區內),可以在左舷騰出4個停機位,這樣有利於組織多波次、大機群對海對地攻擊。美國航母在左舷和前起飛區分別設置兩部彈射器的一個原因是為了保證兩個起飛通道都有備份彈射器,這樣無論哪部彈射器出現故障都能保證兩個起飛通道可用。我們左舷1部彈射器雖然沒有備份,但我們的彈射器是電磁彈射器,相比傳統的蒸汽彈射器可靠性更高、磨損更小、壽命更長、維修維護更簡便,因此,3部彈射器保證兩個起飛通道可用,基本沒有什麼困難。說到電磁彈射器就要說明其耗電情況,這也是很多網友存在認識誤區的地方。大家通常認為電磁彈射器耗能大,常規動力應付不了,只有核動力才行,其實不然。因為電磁彈射器瞬間釋放的巨大能量是來自於儲能器,並不是直接從發電機獲取的電能,而儲能器只要能在幾十秒內將能量充滿,並且能在幾秒內將能量釋放就可以。 (一)17艦(國產首艘常規動力航母) 4.斜角甲板:17艦斜角甲板降落跑道寬24米(兩白線內區域),比殲15翼展(約 14米)寬10米,即左右各留出5米的餘量,保證跑道外停放的載機和人員的安全。另外,白色跑道邊線外5米處,還有橙色的寬虛線,這兩條橙色寬虛線的距離 是34米,比E-2C艦載預警機(我國也會配備與E-2C同尺寸的艦載預警機)的翼展(24.5米)寬9.5米。這樣載機如果停放在橙色線劃定的停機區, 就不用考慮為預警機降落讓出跑道的問題(後文“載機配置”部分中就是按橙色線安排的停機方案)。當然,實戰中預警機升空到返回要6個小時,這期間在組織大 機群起降時,為了便於調運載機,可以延伸停機區到白線外。17艦斜角甲板長229米,比烏里揚諾夫斯克號還長6米,這主要是由於起飛區為了容納兩個彈射通 道需要在烏艦的基礎上加寬前甲板,加寬後為了與斜角甲板前端自然過渡,就需要在烏艦基礎上向前延長斜角甲板。而烏艦前甲板不需要太寬(因為兩條滑跑線最後 相交),所以就在前甲板根部設置了近防炮,這樣就擠占了斜角甲板的長度。由此可見,採用全彈模式對甲板可用面積的增加是非常有益的。17艦降落區斜角為8 度30分,略大於遼寧艦的7度,但明顯小於小鷹號的11度20分,略小於尼米茲級的9度30分。斜角越小,載機降落受側向風的影響越小,安全性就越好。尼 米茲級就是考慮到這點,才在小鷹號的基礎上減小斜角到9度30分。當然,小鷹號以8萬噸的身材載機80架堪比10萬噸的尼米茲級,也得益於這種大斜角的設 計,這種大斜角的好處就是使得右舷邊緣和降落跑道間的空間增大,可以頭對頭停放兩排載機(中型的大黃蜂)。而17艦減小斜角後,艦島和降落跑道間只能停1 排載機(重型的殲15),但艦尾右舷的空間反而比小鷹號大,可以停4架載機(可是停後面畢竟不如停前面利於出動)。這叫有得必有失,除非能向尼米茲一樣增 加長度和噸位,達到安全與容量兼顧的目的,但這又涉及到了動力需求增大的問題。從烏艦的斜角甲板的設計上就可見蘇聯設計師的智慧,我們能在它的基礎上設計 17艦,會少走很多彎路,使目標艦的性能與建造能力達到最佳平衡。 5.直升機起降點:17艦上將配置12架直升機,而未來的福特級航母上由於不再配置固定翼反潛機(北歐海盜S-3B已 退役),也是配置了12架反潛直升機。從福特級航母圖片上可見其直升機起降位置是3個,那麼17艦設置3個直升機起降點在數量上也是合理的。另外,對比我 國遼寧艦的4個起降點,也可以判斷17艦這種配備了固定翼預警機的航母,並不需要太多的直升機出動,3個起降點夠用了。那麼考慮到17艦自身的斜角甲板外 形、尺寸、3號彈射器位置、後升降機位置、機庫內布局等因素後,在斜角甲板前部,3號彈射器左側,可以設置2個起降點(間距37米),在艦尾降落跑道中 線,第一道攔阻索前,可以設置1個起降點。 6.彈藥升降機:由於17艦在左舷有一個能容納4架戰鬥機的停機區,所以在該停機區與着艦指示燈之間的地方設置了1部 彈藥升降機。這部升降機的位置也是區別於美、俄航母的地方。另外還有3部彈藥升降機,分別設置在艦尾右舷停機區後、緊挨艦島前方(被艦島前伸平台遮住,圖 中看不見)、前起飛甲板兩彈射器之間。 7.飛機升降機:3部飛機升降機的位置都與烏艦相同,這種布局主要的優點在於2號升降機(艦島後)與3號升降機(左 舷)分別對着第四道與第1道阻攔索,這樣載機進出升降機只要稍稍轉彎就不會碾壓到阻攔索,這樣既保護了阻攔索,又便於調運。而在遼寧艦的2號升降機面對第 3道阻攔索以及小鷹號和尼米茲級的艦島後升降機面對面對第2道攔阻索,都給飛機調運帶來了麻煩。 8.防衛武器:由於在烏艦基礎上前甲板改為平甲板並加寬,所以前甲板根部無法設置近防武器平台,這兩個平台被前移至前 甲板中部兩舷側,形似兩個耳朵。這兩個探出艦體的“耳朵”只有1面與艦體連接,承重有限,所以各自僅配置1座1130近防炮和1座18聯裝紅旗10近程防 空導彈發射架。艦尾基本沿用烏艦的武器平台布局,與艦首一樣左右也各配置1座1130近防炮和1座18聯裝紅旗10近程防空導彈發射架,艦尾左右還各配置 1座12管反潛火箭深彈發射器。17艦的垂髮裝置是我國新一代通用垂髮系統(彈長3.3米型),艦尾兩側各設置8單元發射筒,每筒裝4枚中程防空導彈,總 計64枚。17艦的垂髮裝置比烏艦的要小,但圖中沒有把多餘的空間設計為甲板,而是空閒着,這是為以後安裝新型武器留出改裝餘地。在航母上安裝垂髮防衛武 器的做法目前也受到了美國的重視,其福特號航母上也有可能安裝MK41垂髮系統。17艦的防衛火力密度和縱深雖然沒有烏艦那麼恐怖,但也遠高於尼米茲級。 9.各甲板功能:水線以下4層包括彈藥庫、淡水艙、航油艙、燃油艙、鍋爐艙、主機艙、輔機倉等。水線與飛行甲板間有6 層,第5-6層包括廚房、餐廳、住艙、行政辦公區、醫院、文化娛樂活動室、健身房、洗衣房,理髮室、商店、郵局等;第7-9層包括錨鏈艙(艦首)、機庫 (占三層)、維修車間(占三層,在機庫前後各有一個)、維修人員住艙(機庫左側)、雷達兵住艙(機庫右側)、食品庫(前維修車間與錨鏈倉之間);第10 層,前部有電磁彈射器、飛輪儲能器,中部有飛行員餐廳、飛行員住艙、飛行員戰鬥值班室、飛行聯隊辦公區和飛行指揮中心,後部有阻攔裝置。艦島共9層,第1 層為消防隊、甲板作業器材倉庫,第2、3層為高級軍官住艙,第4層前部為艦隊司令部,後部為飛行控制塔台,第5層為駕駛艙和航行指揮中心,第6-9層為雷 達設備艙和控制室。 10.動力和電力:17艦的動力系統應該是在遼寧艦這艘所謂“試驗艦”的基礎上改進而來。畢竟核動力的研發需要較長時 間,而且第一艘國產大型航母直接上核動力風險太大。利用16艦的“試驗”成果來研發17、18艦的動力系統,也能提高前三艘常規動力航母的整體建造、維護 效費比。17艦比16艦滿載排水量要高15.6%,最高航速都是30節,同時參考烏艦的推進功率,17艦的推進功率為24萬馬力比16艦高20%。電力在 小鷹號1.4萬千瓦的基礎上,在加上四面有源相控陣雷達的耗電功率(約4千瓦),應該達到1.8萬千瓦。這1.8萬千瓦的電力是不包括給電磁彈射儲能器供 電的部分,並且這部分電力要保證不與推進系統爭搶能量,即滿負荷時也不會導致航速下降。而電磁彈射儲能器的電力供給就需要從推進功率中分享,因為彈射器並 不是總在使用,況且根據前文計算3部彈射器同時充電,在無甲板風彈射的情況下也就需要2萬千瓦的充電功率,占鍋爐總功率10.5%,占推進功率10%,影 響航速下降3節,這是可以接受的。其實這個分享推進功率的原理與小鷹號的蒸汽彈射器利用大型儲氣罐儲能是類似的。只不過17艦是把分享的蒸汽導入發電用小 型蒸汽輪機,然後把產生的電能給飛輪儲能器,轉換成動能存儲起來,小鷹號則是直接儲存了高溫高壓蒸汽的內能。那麼,總發電功率就是3.8萬千瓦,採用若干 台蒸汽輪機發電機組實現。推進主機和發電輔機的合計輸出功率為19萬千瓦,即24萬馬力/1.4+1.8萬千瓦=19萬千瓦。另外,航母上還需要配備應急 柴油發電機,參考遼寧艦和小鷹號的配置,17艦應該配備3台3000KW的柴油發電機組。 (二)19艦(國產首艘核動力航母) 19艦是17艦的核動力版,同時由於內部空間的增加,動力的增強,物資儲量和某些設備的性能也同步提高。具體如下: 1.物資儲量:核動力系統不需要裝載數千噸的燃油,2座核反應堆的體積也不比8台鍋爐大,核反應堆又可提供充足的能量滿足蒸餾制水的需要,所以取消1200噸的飲用水艙,只設一個約1100噸的全功能水艙即可。這樣節省出的大量空間和排水量就可使19艦比17艦多裝56%的航空用油、73%的彈藥和57%的食品,自持力從17艦的60天提高到90天。 2.小型艦島:核動力系統不需要巨大的排煙道,因此艦島可以大幅縮小尺寸。為了減少重新設計艦體配重平衡的工作量,19艦的艦島位置與17艦基本相同,只是前部向後縮短約7米。這樣艦島與1號升降機之間就可以多停放1架直升機。 3.高能武器:美國計劃在福特級航母上安裝電磁炮和激光炮。電磁炮射程500公里左右,用以替代昂貴的巡航導彈和艦載機打擊不太遠的內陸固定目標,它對艦上電源需求為1.5-3萬千瓦。激光炮射程為幾千米,用於點防禦,是對付巡航導彈(甚至彈道導彈)的利器。它對艦上電源需求為3000千瓦。按照1部電磁炮、4部激光炮(4角各1部)的配置,需要電力2.7-4.2萬千瓦,這對於具備新型核反應堆的福特級航母來說可以承受,但對於我國第一艘核動力航母來說,似乎有點吃力。那麼我們可不可以降低對高能武器的需求呢?我認為是可以的。因為,我軍裝備航母的目的,是維護遠洋交通線暢通、保護海外資產(即協助兩棲部隊登陸),而不是像美國那樣利用航母大規模打擊縱深目標,最終顛覆他國政權。那麼我們對電磁炮的需求就不是那麼迫切,而激光炮這種先進的防禦性高能武器,是我們應該裝備的。那麼4部激光炮(4個方向各1部)1.2萬千瓦,占總功率的比重6.3%,全開狀態下導致航速下降2節,這是可以接受的。 4.電磁攔阻:16艦已經安裝了液壓攔阻系統,處於可靠性和成本考慮,17艦應該也是液壓攔阻系統。經過液壓攔阻系統的使用可以積累攔阻系統的維護經驗和工程數據,為以後研製先進的電磁攔阻系統奠定基礎。同時,還可以在這段時間裡,跟蹤美國的電磁攔阻系統使用情況,吸收他們的經驗教訓。估計我國航母最早裝備電磁攔阻應該是在18艦,但要在17艦基礎上修改一些甲板設計和供電系統設計。因此,更穩妥的做法是在19艦上安裝電磁攔阻。電磁攔阻可以精確控制飛機制動減速時的過載,使制動全程的過載相對穩定,不會出現峰值較大的情況。降低過載還可提高飛機的機體壽命和飛行員的駕駛舒適度,尤其對無人機減輕結構重量的設計要求更為有利。過載可精確控制後,阻攔索的壽命也會提高,發生斷裂的情況將會減少,因此可以仿效福特級採用3根攔阻索即可,這樣可以節省甲板空間,利於甲板載機調運作業。 鏈接:http://tuku.military.china.com/m ... /211924_2294803.htm  | | | |
|