| 美國蒸汽彈射器,效率並不差很多? |
| 送交者: 三把刀 2025年12月06日16:56:59 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
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福建號航母彈射完空警-600、殲-35等3型艦載機之後,全球都對中國電磁彈射器的強大技術性能為之感嘆,畢竟中國由此成為全球第一個使用電磁彈射器,在航母上彈射第5代艦載戰鬥機的國家。從那之後,很多軍迷似乎都對我們曾經的“強敵”美國航母不屑一顧了,甚至有人表示,憑藉“福建”號航母強大的電磁彈射器,就可以在航母運作效率上一舉超越美國。然而,事實也許並非如此…… 目前,美國海軍裝備量最大、最成熟穩定的彈射器,自然是“尼米茲”級核動力航母后續改進型上的C-13-2型蒸汽彈射器。關於這台彈射器,目前有很多的不利評價,比如有數據稱:“尼米茲級航母的蒸汽彈射器,在15分鐘內連續完成8次彈射後,就會喪失滿功率運行的能力,甚至影響航母的航速”。此言不虛,確實從理論上而言,“尼米茲”級核動力航母的蒸汽彈射器確實存在諸如此類的問題;然而機器是死的、人是活的,在實際的使用中,美國也不斷的改進這一技術問題,目前“尼米茲”級核動力航母已經能夠做到“超強”的連續高頻次出動。 “尼米茲”級航母的高頻出動能力有多強呢?按照美國海軍的標定,“尼米茲”級核動力航母的最大日出動率為120架次,最多不超過220架次。然而,這種標定的數據雖然已經很強悍,卻並不能代表“尼米茲”級的真實水平。話說,在1997年,美國海軍“尼米茲”號航母和第9艦載機聯隊,一起執行了一次名為“高潮”的軍事演習;這次演習期間,“尼米茲”號核動力航母在98個小時之內,起飛了975架次的固定翼戰鬥機,其中771架次為對地攻擊的重載架次,這個數據代表了美國航母航空運作能力的極限,也是目前全球航母運作能力的極限水平。 這是什麼概念呢?也就是說,“尼米茲”級航母在連續98個小時的演習中,平均每個小時起飛近100架次的作戰飛機,也相當於在4.6天的演習時間當中,“尼米茲”級航母平均每天放飛244架次的飛機。為了達到這個極限標準,該航母超配了23名飛行員,總的飛行員數量達到了107人,最多的時候該航母的飛行甲板上停放有50架固定翼飛機。那麼,傳說中“彈射8次就要補充蒸汽壓力”的蒸汽彈射器,是如何支撐這麼大批次的彈射作業的呢? 由於建造時間較早,“尼米茲”號核動力航母使用C-13-1型彈射器,該彈射器內的蒸汽儲存量約為3.25立方米,每進行一次彈射,就需要消耗蒸汽189--207干克。經過改進後,該彈射器使用濕式儲壓罐,平時在罐內儲存水,彈射器蒸汽壓力降低後會迅速將水揮發成蒸汽進行壓力補充。據悉,該罐內體積大約25立方米,其中有大約18%的體積裝的是液態水,美國蒸汽彈射器均採用飽和蒸汽的設計,當儲壓罐向彈射器汽缸充氣時,儲壓罐內的蒸汽壓力迅速降低,罐中的液態水會立刻開始蒸發,產生部分蒸汽,從而緩減壓力的急速下降,維持高頻彈射的需要。 美軍的蒸汽彈射器使用較為頻繁,因為需要維持高烈度的訓練,且往往會出現集中連續使用某一條彈射器的情況。此時,每一條彈射器都僅能滿足4、5次全功率彈射,如果在15分鐘內連續彈射8次,就可以讓一條蒸汽彈射器壓力損失巨大,航母蒸汽鍋爐的壓力會下降20%以上,輸出的功率則會急劇減小43%,嚴重時會影響航母的航速。 為應對這一局面,美國設計了一套蒸汽衡壓補償系統。將前甲板的1、2號彈射器劃分為一個組合,並且在兩條蒸汽彈射器的儲壓系統之間,設計了一個互逆的蒸汽壓力調節器,或者叫做單向蒸汽平衡系統。彈射器日常使用時,依然是各自使用自己的儲壓系統;而當其中一條彈射器壓力損失過大,而另外一條彈射器壓力富裕時,則打開通路閥,使另一條蒸汽壓力較高的彈射器,將自己儲壓系統內的蒸汽輸送到另外一條彈射器,以此來減緩航母彈射器壓力的下降。 由此,美國航母上的4條彈射器,就分成了兩兩一組,每一組的任意一條彈射器,都獲得了更強的彈射效率。在雙軸蒸汽迴路都並聯驅動單獨的一條彈射器時,可以做到30分鐘內連續18次彈射的效率。而兩組彈射器一起使用時,就可以在30分鐘內放飛36架次的固定翼飛機,基本上可以把航母飛行甲板上待機的所有戰鬥機放飛完畢。所以尼米茲級航母往往都採用兩區彈射器同時運作法,讓前甲板一條彈射器和側甲板一條彈射器同時使用,加快飛機起飛效率。 此外,“尼米茲”級航母在設計初期,就確定了使用低壓力彈射器的方案,以減輕航母主機提供蒸汽的壓力,並提高蒸汽彈射器系統的使用壽命。按照美國海軍公布的數據,雖然“小鷹”級航母和“尼米茲”級航母都使用了C-13-1型彈射器,然而“尼米茲”級航母的彈射器壓力僅為510-530psi,而“小鷹”級航母因為使用了壓力更大的主機,因此可以為彈射器提供800-900psi的蒸汽壓力。不過,雖然減少了蒸汽壓力,但“尼米茲”級航母卻加長了彈射器的行程,將彈射器從“小鷹”級的81米行程,提升到了“尼米茲”級的99米行程,由此維持了不俗的彈射功率,確保航母具備“無甲板風彈射起飛”的能力。 後續的“尼米茲”級航母,則將C-13彈射器的氣缸直徑從18英寸擴大到了21英寸,使得彈射器氣缸的容積提升了約38%,可以讓彈射活塞獲得更大的推動力。改進後的彈射器被稱為C-13-2型,作業壓力也進一步降低到了440-460psi,進一步提升了彈射器的壽命和無故障循環,並且進一步降低了對主機蒸汽壓力的需求。使用低壓彈射器後,“尼米茲”級核動力航母的連續高強度彈射能力有了進一步的提高。 當然,中國海軍使用直流電系統和超級電容設計的“福建”號航母電磁彈射器,並不需要如此複雜的機械結構,以及如此燒腦的技術組合,就能夠實現連續不間斷的大批量彈射;但是考慮到航母飛機放飛後還需要執行任務、重新回收後,才能開始第二個波次的彈射,因此“尼米茲”級航母在實際使用中還未遇到過第二波次彈射時,蒸汽壓力不足的情況。畢竟,美軍戰機都是按照“1+15”的標準任務流程來運作,最短完成一次飛行任務都需要75分鐘時間,而航母的彈射器蒸汽壓力補充則需要30-60分鐘,往往等到回收第一波次、開始第二波次起飛時,航母的蒸汽壓力已經恢復完成。 所以,就實際的作戰使用來看,影響中美兩國航母出動效率的關鍵因素,其實並不在於彈射器,而是在於航母的飛行甲板總體作業調度能力,與其寄希望於航母彈射器快速彈射來起飛更多的飛機,倒不如多考慮一下,如何能夠提升航母飛行甲板整備飛機的數量和速度,這才是提升航母戰鬥力的關鍵所在。 |
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