美航母遇重大麻烦,中国先进航母会否重蹈覆辙

近日,根据由彭博社获得的、美国国防部与美国海军针对“福特”级航空母舰首舰CVN-78“杰拉尔德。R。福特”所出具的一份测试报告显示,“福特”号航空母舰自2017年7月正式交付美国海军以来,尽管已经实施了长达三年的高强度测试,但是牵涉该舰航空作业的两个主要分系统:EMALS(电磁弹射系统)以及AAG(先进拦阻系统)仍未达合格标准。

据主持测试的美国海军官员报告,在2019年11月到2020年9月“福特”号组织的3975次弹射与拦阻试验中,电磁弹射系统平均每弹射181次就要发生一次故障,先进拦阻系统每拦阻48次就要出现一次故障。电磁弹射系统远远达不到设计要求的1/4000的故障率,且去年还出现过两次为期两三天的故障,导致整艘航母暂时停止了作业,总之,测试三年后,CVN-78“福特”号两个先进分系统的可靠性问题没有解决,反而依然存在。

美国福特级航母遇到的困难

那么,咱们应当怎样认知“福特”号航空母舰的这两个“新鲜玩意儿”,EMALS(电磁弹射系统)再加上AAG(先进拦阻系统)的测试过程又说明了怎样的问题呢?一言以蔽之,这两个“贵价货”先进是真先进,但这三年来出的幺蛾子倒不少。虽然测试次数不少、组织测试的规模也已经很大,但并未达到“福特”级的设计预期,直接影响到了美军这艘最新锐的航空母舰战斗力生成周期。

技术水平固然先进

说电磁弹射系统和先进拦阻系统两个系统“先进是真的先进”,很简单,这两个系统相比美军航母原本使用的C-13型蒸汽弹射器和MK-7型液压油缸式拦阻装置,均具备了“开天辟地”式的技术意义:

以电磁弹射系统来讲,相比靠蓄能装置里释放高压蒸汽进入弹射气缸、靠弹射活塞推动战机前进的蒸汽弹射器,先进的电磁弹射器则采用电磁感应导轨产生的电磁力去弹射战机。电磁弹射整套系统包括交流发电机、直线电机等组成的电源模块,由强制储能装置组成的储能模块,由导轨组成的弹射导轨模块以及整套系统的监控模块等。

相比美国现役“尼米兹”级核动力航母上使用的C-13型蒸汽弹射器,电磁弹射系统具备弹射飞机最大起飞重量更大(可达45吨)、弹射末速度范围与末速度误差性能更好、系统准备时间与人力需求下降(降低40%以上)、理论重大平均故障周期更长(相比C-13提高约两倍)、系统体积和重量更小(降低50%以上)的优点。

正因为如此,电磁弹射系统被美国海军视为能够对一切假想敌确保技术优势的“王牌装备”与“未来装备”,截止目前,整套系统的设计细节与部分关键分系统的技术细节还都尚未解密。

至于AAG(先进拦阻系统),相比美国现役“尼米兹”级核动力航母上的MK-7型液压拦阻装置,利用定长冲跑控制系统控制液压油向蓄能装置内的注入量、压缩空气产生阻尼力以拉停舰载机的基本原理,AAG(先进拦阻系统)则采用了一套由滑轮阻尼-锥形卷盘-制动电机组成的电磁拦阻系统,将拦阻过程从机械液压式的改进为使用励磁电流控制。

相比机械液压拉停飞机的拦阻装置,电磁拦阻系统由于整套系统具备了电气化特征,故而可以更好地适应不同机种、不同机型、不同着舰重量的飞机拦阻着舰,同时,用于制动的励磁电流可以进行微调,从而更好地降低战机着舰时所受到的载荷,提高战机的着舰性能与飞行员的承受能力。先进拦阻系统与电磁弹射系统一样,被视为美军“福特”级航空母舰的两大“核心科技”,以其系统性能讲,某种程度上它们也当得起这个“下一代黑科技”的称号。

新技术带来的麻烦不小

但是,恰恰是这两大“下一代黑科技”,却成了美军“福特”号航空母舰形成战斗力最大的“拦路虎”:

从测试规模上来讲,“福特”号实施测试的次数并不少,专门组织的、对电磁弹射系统和先进拦阻系统两个系统实施测试的航次更多,从2017年7月交付美国海军以来,“福特”号在三年时间里已经完成了大约10次试航任务,其中在去年三月到四月组织的第9次试航中,“福特”号已经完成了较为关键的飞行甲板、精密进近系统、航母空管中心认证,具备了相当强大的航空作业能力。

而在部署的舰载机联队上,在去年组织的第9次试航任务中,美国海军已经将一个完整的舰载机第8联队(CVW)部署到了航母上,包括四个战斗攻击机中队和一个预警指挥与控制中队,一个电子攻击机中队和两个海上作战中队,该联队也已经在“福特”上演练了较高密度的出击任务,两天时间内完成了180个出击架次,达到了较高的实战水平。

再从关键性的EMALS(电磁弹射系统)和AAG(先进拦阻系统)两个系统来说,其实这两个系统组织测试的次数与规模也都不小。如从2018年1月份开始的“福特”号ISE-2到ISE-7之间的测试任务中,“福特”号一共实施了700多次电磁弹射起飞与拦阻着舰测试,比美国海军的预计计划多出了40%;

而2020年3月的ISE-9任务中,“福特”号完成了第1000次电磁弹射起飞与第1000次电磁拦阻着舰;更不用说从2019年底到2020年下半年、“福特”号已经完成了3975次起飞加上着舰了。

根据美国海军的预期计划,如果一切顺利的话,电磁弹射系统原本应该在2019年就基本形成战斗力,而先进拦阻系统则应该在2021年上半年就形成战斗力,“福特”号也将在2022年左右迎来自己的第一个部署周期。

但是,从电磁弹射系统和先进拦阻系统测试一开始,这问题就接连不断:

按照美国海军对“福特”号航空母舰头700次电磁弹射与电磁拦阻试验,这两套系统分别发生过10次重大故障,也就是每弹射或回收70次就出现一次故障。且由于两套系统当时的设计细节问题,想实施排故都非常困难,必须返厂维修并实施全面技术改进。

而在“福特”级返厂维修乃至重返海上期间,美国海军内部还发生了“是否要将电磁弹射器改回蒸汽弹射器”的争论,甚至直接影响到了美军最高统帅,让特朗普“大统领”2019年5月份在日本视察“黄蜂”号两栖攻击舰时口无遮拦地放出了“我要把严重超支的电磁弹射器砍掉”这种表态。

后来虽然美国海军内部经过扯皮又“形成了一致意见”,保留了电磁弹射器、继续展开航行测试。在后续6次航行测试中,电磁弹射系统的可靠性稍微有所提高,终于达到了目前的弹射181次出现一次故障的水平,而先进拦阻系统的可靠性反而降低了,从先前的每拦阻70次出现一次故障变成了每拦阻48次出现一次故障。系统可靠性距离美国海军的期望值甚远不说,甚至还不如传统的装备在“尼米兹”级航母上的C-13弹射器与MK-7型拦阻系统。

故而,从这个意义上讲,美国海军单纯追求技术先进性而搞出来的电磁弹射系统和先进拦阻系统两个系统,可能还需要更长的时间进行调试与改进才能达到预计的系统性能。

相应的,尽管根据公开消息,“福特”号的本舰训练、相关资格认证与舰机协同训练已经做到了很高的程度,甚至舰载机昼夜最大出动架次出动之类的高级科目也已经演练过了,但由于电磁弹射系统和先进拦阻系统两个系统的可靠性实际上已经成为了“福特”号航母形成战斗力的最大短板,也成为了“福特”号航空作业能力的最大制约与变数,美国海军肯定不会在现在这种状态下将“福特”号带病投入实战部署任务中的。

这无疑意味着,由于这两个“黑科技”所搞出来的幺蛾子,美国海军这艘花了一百多亿美元造出来的先进航空母舰还得呆在北大西洋海区,不知道还需要组织多少轮测试才能真正展开实战任务,这对于美国海军新一年的部署来讲,影响肯定不会小。

给中国003航母的启示

那么,面对“福特”级当前的窘状,能给咱们的003型航空母舰的建造与战斗力生成周期带来怎样的启发与影响呢?大伊万认为有两条:

一是尽量减少在同一艘大型战斗舰艇上运用新技术的程度。比如“福特”级采用了同时采用先进电磁弹射技术与电磁拦阻技术的策略,结果这两套系统全都出了故障、后者的可靠性还要更差。相应的,咱们就没必要为了追求技术上的先进性而同时将电磁弹射与电磁拦阻装舰了,完全可以先装一个系统,将另外一套系统放在其它舰型上实施测试,降低技术的复杂程度、提升可靠性与成熟度。

二是要对003型航空母舰的战斗力形成周期有更为谨慎的估计。尽管咱们有马伟明这么一位逆天的大佬,而官方媒体上也说我军的电磁弹射器使用的直流电源装置相比美军的交流发电机在可靠性与先进性上都要领先一代。

但别忘了,按照美国海军在陆基测试平台上对电磁弹射系统测试的结果,陆基平台上电磁弹射系统的可靠性居然达到了450次弹射才发生一次故障的程度,已经压倒了C-13型蒸汽弹射器,而这也是美国海军下定决心把电磁弹射系统装舰的直接因素。可装舰之后由于海上工况与陆地试验平台完全不同,可靠性很快就直线下降了。

从这个意义上来看,我军的003型尽管可能很快就会出现在大家的眼前,但完成关键性的系统测试与形成战斗力,很有可能没有这么乐观,很多军迷信口开河的2022、2023年就形成战斗力,从舰艇建造的客观规律上说那是不可能的事情。

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