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福特航母遇重大瓶頸 中國新航母太先進是否重蹈覆轍
送交者: 力挽狂瀾 2021年01月18日18:21:25 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  近日,根據由彭博社獲得的、美國國防部與美國海軍針對“福特”級航空母艦首艦CVN-78“傑拉爾德。R。福特”所出具的一份測試報告顯示,“福特”號航空母艦自2017年7月正式交付美國海軍以來,儘管已經實施了長達三年的高強度測試,但是牽涉該艦航空作業的兩個主要分系統:EMALS(電磁彈射系統)以及AAG(先進攔阻系統)仍未達合格標準。

  據主持測試的美國海軍官員報告,在2019年11月到2020年9月“福特”號組織的3975次彈射與攔阻試驗中,電磁彈射系統平均每彈射181次就要發生一次故障,先進攔阻系統每攔阻48次就要出現一次故障。電磁彈射系統遠遠達不到設計要求的1/4000的故障率,且去年還出現過兩次為期兩三天的故障,導致整艘航母暫時停止了作業,總之,測試三年後,CVN-78“福特”號兩個先進分系統的可靠性問題沒有解決,反而依然存在。

  美國福特級航母遇到的困難

  那麼,咱們應當怎樣認知“福特”號航空母艦的這兩個“新鮮玩意兒”,EMALS(電磁彈射系統)再加上AAG(先進攔阻系統)的測試過程又說明了怎樣的問題呢?一言以蔽之,這兩個“貴价貨”先進是真先進,但這三年來出的幺蛾子倒不少。雖然測試次數不少、組織測試的規模也已經很大,但並未達到“福特”級的設計預期,直接影響到了美軍這艘最新銳的航空母艦戰鬥力生成周期。

  技術水平固然先進

  說電磁彈射系統和先進攔阻系統兩個系統“先進是真的先進”,很簡單,這兩個系統相比美軍航母原本使用的C-13型蒸汽彈射器和MK-7型液壓油缸式攔阻裝置,均具備了“開天闢地”式的技術意義:

  以電磁彈射系統來講,相比靠蓄能裝置里釋放高壓蒸汽進入彈射氣缸、靠彈射活塞推動戰機前進的蒸汽彈射器,先進的電磁彈射器則採用電磁感應導軌產生的電磁力去彈射戰機。電磁彈射整套系統包括交流發電機、直線電機等組成的電源模塊,由強制儲能裝置組成的儲能模塊,由導軌組成的彈射導軌模塊以及整套系統的監控模塊等。

  相比美國現役“尼米茲”級核動力航母上使用的C-13型蒸汽彈射器,電磁彈射系統具備彈射飛機最大起飛重量更大(可達45噸)、彈射末速度範圍與末速度誤差性能更好、系統準備時間與人力需求下降(降低40%以上)、理論重大平均故障周期更長(相比C-13提高約兩倍)、系統體積和重量更小(降低50%以上)的優點。

  正因為如此,電磁彈射系統被美國海軍視為能夠對一切假想敵確保技術優勢的“王牌裝備”與“未來裝備”,截止目前,整套系統的設計細節與部分關鍵分系統的技術細節還都尚未解密。

  至於AAG(先進攔阻系統),相比美國現役“尼米茲”級核動力航母上的MK-7型液壓攔阻裝置,利用定長沖跑控制系統控制液壓油向蓄能裝置內的注入量、壓縮空氣產生阻尼力以拉停艦載機的基本原理,AAG(先進攔阻系統)則採用了一套由滑輪阻尼-錐形卷盤-制動電機組成的電磁攔阻系統,將攔阻過程從機械液壓式的改進為使用勵磁電流控制。

  相比機械液壓拉停飛機的攔阻裝置,電磁攔阻系統由於整套系統具備了電氣化特徵,故而可以更好地適應不同機種、不同機型、不同着艦重量的飛機攔阻着艦,同時,用於制動的勵磁電流可以進行微調,從而更好地降低戰機着艦時所受到的載荷,提高戰機的着艦性能與飛行員的承受能力。先進攔阻系統與電磁彈射系統一樣,被視為美軍“福特”級航空母艦的兩大“核心科技”,以其系統性能講,某種程度上它們也當得起這個“下一代黑科技”的稱號。

  新技術帶來的麻煩不小

  但是,恰恰是這兩大“下一代黑科技”,卻成了美軍“福特”號航空母艦形成戰鬥力最大的“攔路虎”:

  從測試規模上來講,“福特”號實施測試的次數並不少,專門組織的、對電磁彈射系統和先進攔阻系統兩個系統實施測試的航次更多,從2017年7月交付美國海軍以來,“福特”號在三年時間裡已經完成了大約10次試航任務,其中在去年三月到四月組織的第9次試航中,“福特”號已經完成了較為關鍵的飛行甲板、精密進近系統、航母空管中心認證,具備了相當強大的航空作業能力。

  而在部署的艦載機聯隊上,在去年組織的第9次試航任務中,美國海軍已經將一個完整的艦載機第8聯隊(CVW)部署到了航母上,包括四個戰鬥攻擊機中隊和一個預警指揮與控制中隊,一個電子攻擊機中隊和兩個海上作戰中隊,該聯隊也已經在“福特”上演練了較高密度的出擊任務,兩天時間內完成了180個出擊架次,達到了較高的實戰水平。

  再從關鍵性的EMALS(電磁彈射系統)和AAG(先進攔阻系統)兩個系統來說,其實這兩個系統組織測試的次數與規模也都不小。如從2018年1月份開始的“福特”號ISE-2到ISE-7之間的測試任務中,“福特”號一共實施了700多次電磁彈射起飛與攔阻着艦測試,比美國海軍的預計計劃多出了40%;

  而2020年3月的ISE-9任務中,“福特”號完成了第1000次電磁彈射起飛與第1000次電磁攔阻着艦;更不用說從2019年底到2020年下半年、“福特”號已經完成了3975次起飛加上着艦了。

  根據美國海軍的預期計劃,如果一切順利的話,電磁彈射系統原本應該在2019年就基本形成戰鬥力,而先進攔阻系統則應該在2021年上半年就形成戰鬥力,“福特”號也將在2022年左右迎來自己的第一個部署周期。

  但是,從電磁彈射系統和先進攔阻系統測試一開始,這問題就接連不斷:

  按照美國海軍對“福特”號航空母艦頭700次電磁彈射與電磁攔阻試驗,這兩套系統分別發生過10次重大故障,也就是每彈射或回收70次就出現一次故障。且由於兩套系統當時的設計細節問題,想實施排故都非常困難,必須返廠維修並實施全面技術改進。

  而在“福特”級返廠維修乃至重返海上期間,美國海軍內部還發生了“是否要將電磁彈射器改回蒸汽彈射器”的爭論,甚至直接影響到了美軍最高統帥,讓特朗普“大統領”2019年5月份在日本視察“黃蜂”號兩棲攻擊艦時口無遮攔地放出了“我要把嚴重超支的電磁彈射器砍掉”這種表態。

  後來雖然美國海軍內部經過扯皮又“形成了一致意見”,保留了電磁彈射器、繼續展開航行測試。在後續6次航行測試中,電磁彈射系統的可靠性稍微有所提高,終於達到了目前的彈射181次出現一次故障的水平,而先進攔阻系統的可靠性反而降低了,從先前的每攔阻70次出現一次故障變成了每攔阻48次出現一次故障。系統可靠性距離美國海軍的期望值甚遠不說,甚至還不如傳統的裝備在“尼米茲”級航母上的C-13彈射器與MK-7型攔阻系統。

  故而,從這個意義上講,美國海軍單純追求技術先進性而搞出來的電磁彈射系統和先進攔阻系統兩個系統,可能還需要更長的時間進行調試與改進才能達到預計的系統性能。

  相應的,儘管根據公開消息,“福特”號的本艦訓練、相關資格認證與艦機協同訓練已經做到了很高的程度,甚至艦載機晝夜最大出動架次出動之類的高級科目也已經演練過了,但由於電磁彈射系統和先進攔阻系統兩個系統的可靠性實際上已經成為了“福特”號航母形成戰鬥力的最大短板,也成為了“福特”號航空作業能力的最大制約與變數,美國海軍肯定不會在現在這種狀態下將“福特”號帶病投入實戰部署任務中的。

  這無疑意味着,由於這兩個“黑科技”所搞出來的幺蛾子,美國海軍這艘花了一百多億美元造出來的先進航空母艦還得呆在北大西洋海區,不知道還需要組織多少輪測試才能真正展開實戰任務,這對於美國海軍新一年的部署來講,影響肯定不會小。

  給中國003航母的啟示

  那麼,面對“福特”級當前的窘狀,能給咱們的003型航空母艦的建造與戰鬥力生成周期帶來怎樣的啟發與影響呢?大伊萬認為有兩條:

  一是儘量減少在同一艘大型戰鬥艦艇上運用新技術的程度。比如“福特”級採用了同時採用先進電磁彈射技術與電磁攔阻技術的策略,結果這兩套系統全都出了故障、後者的可靠性還要更差。相應的,咱們就沒必要為了追求技術上的先進性而同時將電磁彈射與電磁攔阻裝艦了,完全可以先裝一個系統,將另外一套系統放在其它艦型上實施測試,降低技術的複雜程度、提升可靠性與成熟度。

  二是要對003型航空母艦的戰鬥力形成周期有更為謹慎的估計。儘管咱們有馬偉明這麼一位逆天的大佬,而官方媒體上也說我軍的電磁彈射器使用的直流電源裝置相比美軍的交流發電機在可靠性與先進性上都要領先一代。

  但別忘了,按照美國海軍在陸基測試平台上對電磁彈射系統測試的結果,陸基平台上電磁彈射系統的可靠性居然達到了450次彈射才發生一次故障的程度,已經壓倒了C-13型蒸汽彈射器,而這也是美國海軍下定決心把電磁彈射系統裝艦的直接因素。可裝艦之後由於海上工況與陸地試驗平台完全不同,可靠性很快就直線下降了。

  從這個意義上來看,我軍的003型儘管可能很快就會出現在大家的眼前,但完成關鍵性的系統測試與形成戰鬥力,很有可能沒有這麼樂觀,很多軍迷信口開河的2022、2023年就形成戰鬥力,從艦艇建造的客觀規律上說那是不可能的事情。


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