中國第二艘國產航母,僅相當於美國全部退役的「小鷹」?
在首艘國產航母下水的背景下,關於中國未來第二艘國產航母的猜想也自然而然的進入人們視野,今天筆者就關於第二艘國產航母談談自己的看法。
【軍武次位面】作者:三無青年
近期中國第一艘國產航母下水的消息無疑是最熱門的軍事頭條。隨著首艘國產航母的下水,中國將擁有2艘滿載排水量達6萬噸的大型航母,但中國航母發展不會停留在此。在首艘國產航母下水的背景下,關於中國未來第二艘國產航母的猜想也自然而然的進入人們視野,今天筆者就關於第二艘國產航母談談自己的看法。
早在2015年12月31日國防部關於中國首艘國產航母的技術性能就已經做了回答,5萬噸級,滑躍起飛,常規動力。對於關心國防建設的廣大軍迷來說,這樣的答案不免有些失望。根據目前的資料,首艘國產航母基本上還是遼寧艦是翻版,雖然相比於前者進行了優化設計,但是在關鍵技術性能指標上並沒有突破,總體來說就是遼寧艦的有限升級版,作戰能力提高有限。中國作為航母發展的後起之秀,不可能一步就趕上世界先進水平。目前中國航母的發展之路還是遵循著小步快跑循序漸進的戰略,既然首艘國產航母相比於遼寧艦提高有限,那麼第二艘航母肯定不會在原地踏步,在關鍵技術指標上肯定會有突破。排水量,艦載機起飛方式,動力系統作為衡量航母性能的三大技術指標,任何一項的提高都能使航母的性能跨上一個台階。第二艘國產航母要想在性能的獲得突破,肯定會在這三大指標上下功夫。下面筆者就圍繞這三大指標談談對下一艘國產航母的猜想。
▲根據目前公開的資料來看,首艘國產航母是遼寧艦的有限升級版,並沒有實現技術上的突破
排水量
眾所周知,排水量是衡量航母性能最直接的指標。一般來說,航母噸位越大其攜帶的艦載機數量,油量,彈藥量,航程也就越大,航母的作戰能力也越強。首艘國產航母的排水量相比於遼寧艦並沒有突破,同樣都是標準排水量5萬噸級,滿載排水量6萬噸,7萬噸不到的水平。儘管相比於遼寧艦隻大不小,可能會有幾千噸排水量的提高,但這種提高只能說是改進,而談不上性能上的突破。所以根據筆者猜測,第二艘國產航母的排水量肯定會較大的提高,提高的幅度至少在1萬噸以上。因為根據世界航母發展的規律,新一級的航母相比於前一代,排水量的提高至少是在1萬到2萬噸。以美國航母發展為例,戰後美國海軍第一代航母中途島級的滿載排水量是6萬噸級,而第二代的福萊斯特級滿載排水量達到了7萬噸,接近8萬噸,第三代的小鷹級已經超過了8萬噸,而新一代的尼米茲的級直接達到了10萬噸級。從蘇聯航母發展來看,第一代的莫斯科級滿載排水量是2萬噸級,第二代的基輔級是4萬噸級,第三代的庫茲涅佐夫級是6萬噸。從中國航母發展的實際情況來看,起步就是6萬噸級的001型遼寧艦,改進建造的的001A型也就是第一艘國產航母也是6萬噸級。這兩艘6萬噸的航母可以劃歸為一個級別,也就是001型,那麼下一代的002型的滿載排水量提高到7萬噸或8萬噸。無論從世界航母的發展規律還是從我國現實情況來看,這都是一個非常合理和現實的選擇,而這樣噸位的航母其艦載機數量應該能夠接近70架。
▲從世界航母發展規律來看,新一代航母相比於前一代排水量的提高在1到2萬噸左右(圖為第一次海灣戰爭的美國航母戰鬥群)
動力裝置
從目前世界上航母動力方式來看,分為核動力和常規動力,目前除了美國和法國航母是採用核動力外,其餘國家的航母都是採用常規動力。如果再細化一下,從常規動力的角度來分,常規動力航母又分為蒸汽輪機和燃氣輪機,目前除了英國兩艘伊麗莎白女王級航母是採用燃氣輪機外,其餘國家的現役航母都是採用蒸汽輪機。而印度正在建造的維克蘭特號據稱也是採用燃氣輪機,裝備4台美國通用動力公司的LM-2500燃氣輪機,但以印度國產武器的規律來看,其未來究竟採用何種動力裝置,目前還不敢下定論。所以目前航母的動力裝置無非就是三種:核動力、蒸汽輪機、燃氣輪機。這三種動力裝置各有優劣,從感情角度來看,筆者自然希望未來第二艘國產航母一步就直接跨越到核動力,相比於常規動力航母,核動力航母擁有幾乎無限的續航力,可以為艦載各種設備提供充足的動力,搭載的油量和彈藥量也遠非常規動力航母能比的。但是從中國的實際技術水平來看,第二艘國產航母一步就上核動力還有存在很大的困難的。儘管中國在上世紀就已經擁有了核潛艇,但是核潛艇和核動力航母還真不是一回事。
▲核潛艇的艇用核反應堆艦用化註定行不通(圖為法國凱旋級彈道導彈核潛艇)
與航母小則兩三萬噸大則十萬噸的排水量相比,核潛艇的噸位基本上也就是1萬到2萬噸左右,最大的颱風級也就2.6萬噸,艇用核反應堆的動力水平也就是能保證1到2萬噸的核潛艇水下30節左右的航行。而航母動不動就幾萬噸的排水量,別說未來可能建造的第二艘國產航母七八萬噸的排水量,就是現在的遼寧艦也有6萬噸排水量,用一兩萬噸核潛艇上的反應堆來推動七八萬噸航母在水面上以30節左右的航速航行,真的可以說是小馬拉大車。而且艇用核反應堆與艦用核反應堆的設計著眼點就不同,核潛艇的反應堆是以靜音性能指標為第一考慮的,體積要緊湊,只要能保證1萬噸左右的潛艇正常水下航行就夠了。而航母的艦用核反應堆首先以推力為第一考慮,特別是單組反應堆的最大推力,必須保證幾萬噸的航母水面至少30節的航速,至於體積和噪音就是其次了。而在艇用核反應核艦用化的問題上,兩個核航母擁有國法國和美國都吃過虧,最典型的就是戴高樂號航母,當初法國在建造戴高樂號時為了節省資金,沒有單獨開發航母的核反應堆,而是將凱旋級彈道導彈核潛艇上的K-15型反應堆串聯兩組直接裝在航母上使用,結果導致4萬噸級的戴高樂號理論最高航速只有27節,實際只有25節。在海面風速達不到一定標準的情況下,艦載機起飛都有一定困難,是戰後建造的航母中航速最慢的。而美國在建造第一艘核動力航母企業號時,也是採用艇用堆艦用化的思路。為了達到30節的設計航速,企業號最終採用了8組艇用反應堆串聯方式,儘管航速達標,但是8組反應堆佔用了大量的空間,使得航母內部空間布置顯得捉襟見肘。最終企業號也算不得是一個成功的設計,所以在第二代核動力航母尼米茲級的建造時,美國開發了專用的航母艦用反應堆,由此尼米茲級才能批量建造。
▲戴高樂號是除美國以外唯一的核動力航母
▲世界上第一艘核動力航母——CVN-65企業號
未來中國第二艘國產航母一旦達到七八萬噸左右的排水量,如果要採用核動力,簡單用核潛艇反應堆移植的方式是行不通的。而且在目前中國還沒有建造過大型核動力水面艦艇的情況下,貿然建造大型核動力航母,無論從技術難度還是使用風險上來看,都不是一個合理的選擇,所以筆者認為下一艘國產航母還是採用常規動力。而常規動力航母也有兩個選擇,一個是燃氣輪機,二是蒸汽輪機,目前英國伊麗莎白女王級航母已經採用了燃氣輪機,與蒸汽輪機相比,燃氣輪機結構簡單,可靠性高,維修保證方便,啟動加速性能優異。但從中國的實際情況來看,下一艘國產航母使用燃氣輪機的可能性也不大,雖然目前中國海軍大批量建造的052D驅逐艦上已經採用了相對成熟的燃氣輪機技術,但畢竟那只是滿載排水量7000噸左右的驅逐艦,其採用的燃氣輪機的動力裝置和航母採用的大功率燃氣輪機還是有很大的區別。而且現在中國海軍的艦用燃氣輪機技術還很不成熟,與世界先進水平還有較大的差距。英國之所以敢第一個吃螃蟹,在伊麗莎白女王級航母率先採用燃氣輪機,是因為英國有世界領先的燃氣輪機技術,英國的羅-羅公司能生產出世界上最好的燃氣輪機,英國海軍在艦用燃氣輪機的使用上具有豐富的經驗。
▲英國伊麗莎白女王級航母率先在航母動力上使用了燃氣輪機(圖為其使用的MT-30燃氣輪機)
而中國海軍大規模使用燃氣輪機還是在最近十幾年,貿然在航母上採用燃氣輪機,在技術難度和使用風險上還是太大。所以按照中國航母小步快跑和循序漸進的發展思路,下一艘國產航母應該還是採用蒸汽輪機,與核動力和燃氣輪機技術相比,中國在蒸汽輪機技術上最成熟,遼寧艦和首艘國產航母都是採用蒸汽輪機,未來通過這兩艘航母的使用,中國在航母蒸汽輪機技術上將獲得豐富經驗。從技術難度和裝備快速形成戰鬥力方面來看,對於下一艘國產航母的動力裝置,筆者還是更傾向於常規動力的蒸汽輪機,因為這是目前最合理最現實的選擇。
▲中國目前最成熟的還是蒸汽輪機技術,第二艘國產航母用蒸汽輪機的可能性最大
艦載機起飛方式
目前中國海軍的遼寧艦和第一艘國產航母都是採用艦載機滑躍起飛的方式,這也是被廣大軍迷最為詬病的一點。眾所周知,艦載機採用滑躍起飛不能滿油滿彈載,必須在航程和載彈量上做出選擇,這將極大限制航母的打擊範圍。而彈射起飛的艦載機可以滿油滿彈起飛,戰鬥力能夠100%發揮。在起飛效率上,彈射起飛也是優於滑躍起飛。而筆者認為,在衡量航母戰鬥力三大指標上,艦載機起飛方式是最關鍵的一點,而這其中最關鍵的就是固定翼的艦載預警機能否上艦。以美國中途島級航母和蘇聯庫茲涅佐夫級航母為例比較,戰後美國對中途島級航母做了很大的改裝,最後完成改裝上中途島級的滿載排水量已經達到6.5萬噸,彈射起飛。可以最多搭載60架各型艦載機,包括F/A-18大黃蜂戰鬥機和E-2C鷹眼預警機,EA-6b電子戰飛機,採用常規動力。而蘇聯庫茲涅佐夫級航母滿載排水量達到6.7萬噸,採用常規動力,滑躍起飛,最大艦載機數量達到52架,包括蘇-33艦載機戰鬥機和卡-29反潛直升機、卡31預警直升機。可以說中途島級和庫茲涅佐夫級航母除了艦載機起飛方式外,其餘性能都非常接近,但正是由於採用了彈射起飛,中途島級航母可以搭載固定翼的預警機E-2C上艦,而庫茲涅佐夫級只能搭載卡-31預警直升機上艦。在滯空時間,探測距離,探測高度上,卡31根本無法與E-2C相比。再加上彈射起飛的F/A-18可以滿載起飛,與滑躍起飛的蘇-33相比,其作戰半徑和打擊能力都高於後者,再加上E-2C可以提供更遠的預警範圍。在總體性能上,中途島級航母強於排水量於之相當,動力方式與之相同的庫茲涅佐夫級航母。
彈射型殲-15的出現預示著中國航母裝備彈射器為時不遠。
▲採用彈射起飛的中途島級戰鬥力已經超過了排水量與之相當,採用滑躍起飛的庫茲涅佐夫級
故筆者猜測中國下一艘國產航母將會採用彈射起飛方式,因為在動力方式不變,光提高排水量而依舊採用滑躍起飛所帶來的性能提高遠不如使用彈射起飛方式來的明顯,不僅艦載戰鬥機可以滿載起飛,而且未來可以搭載固定翼艦載預警機,對於航母總體戰鬥力將會有巨大提高。而目前彈射起飛技術也分為蒸汽彈射和電磁彈射,中國下一艘航母究竟是採用哪種,筆者更傾向於蒸汽彈射。相比於電磁彈射,蒸汽彈射的技術可靠,早在上世紀50年代,英國就發明了蒸汽彈射器,經過美國海軍長期使用,目前技術已經非常成熟。儘管電磁彈射在技術成熟度上不及蒸汽彈射,但在艦載機起飛效率方面是蒸汽彈射不能比的,因為蒸汽彈射的原理就是先把水燒成蒸汽,再充入氣缸,達到一定壓強後才能彈射飛機,整個過程在物理上有一定的時間間隔,由於物質轉化過程中具有的物理極限,這個間隔很難縮短。而電磁彈射是採用電能作為彈射飛機的動力,只要在每一次彈射前能儲夠充足的電能,就能大大縮短時間,短時間的飛機起飛效率遠高於蒸汽彈射。
▲美國海軍實驗電磁彈射器
而航母短時間所能起飛的飛機數量甚至直接決定了航母本身的生死存亡,如果在實戰中如果突然面對敵人大規模的機群來襲,需要緊急起飛戰鬥機攔截時,同樣的時間能起飛10架飛機和能起降20架飛機,對於航母來講不僅是簡單的作戰效率的問題,而是航母編隊自身存亡的問題。攔的住就能活下來,攔不住就活不下來,所以能起降20架飛機和能起降10架飛機不是簡單的作戰效率的問題。電磁彈射除了在飛機起飛的效率上具有優勢,在彈射飛機的種類上也優於蒸汽彈射,因為蒸汽彈射器的所能彈射飛機的重量範圍在製造前就已經固定了,飛機重了彈不動,輕了彈散架了。而電磁彈射可以根據彈射飛機的重量隨時調節所需要的電力大小,從幾十噸重的預警機,加油機到幾噸重的無人機都可以彈。雖然電磁彈射相比於蒸汽彈射優勢明顯,但以中國海軍是實際情況來看,在下一艘國產航母上就使用電磁彈射技術還是太過冒險。儘管關於中國電磁彈射技術的報道很多,海軍電氣工程專家馬偉明院士也公開說過中國的電磁彈射技術不輸美國,但目前距離真正裝艦,實現真正的實用化還有很大差距。就算是使用彈射器經驗豐富的美國海軍,在下一代的福特級航母上使用電磁彈射技術,但是由於多種新技術的不成熟而不斷推遲服役,其所採用的電磁彈射技術的實用性究竟能不能達到設計要求,還要打上一個大大的問號。
▲採用電磁彈射器的福特級航母多種新技術的不成熟而不斷推遲服役,電磁彈射技術達到實用化還有很長一段路
對於從來沒有使用過彈射器的中國海軍來講,一步就來直接跨越到最新的電磁彈射技術,無論從技術難度還是使用風險上來講都不是一個合理的選擇。雖然對於蒸汽彈射器的使用我們也是一片空白,但相比於電磁彈射,從技術難度和可靠性方面,蒸汽彈射還是更符合中國海軍的實際情況。另外未來國產航母動力方式上也制約了電磁彈射的使用,如上文所說,下一艘國產航母很大可能還是使用常規動力蒸汽輪機,而電磁彈射的使用是需要巨大的電能支撐的,一般認為只有核動力航母才能支撐運行。儘管從技術原理上常規動力航母也能支撐電磁彈射,但從實際的使用效率和作戰效能的角度來講,核動力航母相比於常規動力航母更適合裝電磁彈射器,所以從新技術的成熟度和使用風險上來看,筆者更傾向於下一艘國產航母使用蒸汽彈射的方案。
▲儘管關於中國電磁彈射技術報道很多,但距離實用化還有一段距離
▲對於剛剛起步的中國航母來說,技術相對成熟的蒸汽彈射可能更適合自身情況
綜上所述,無論是從技術難度還是武器裝備的合理髮展角度來看,根據筆者猜測,中國第二艘國產航母應該是一艘滿載排水量超過7萬噸接近8萬噸,搭載70架左右的各型艦載機,採用蒸汽彈射的常規動力航母。其作戰能力已經達到美國小鷹級航母的水平了,遠超英國,法國,俄羅斯,印度的現役和未來即將建造的航母,僅次於美國的尼米茲級和福特級航母。一旦建成,在航母技術水平上中國將成為名副其實的世界第二強國。而就在去年,國防大學金一南教授披露了中國第二艘國產航母2015年3月就在江南造船廠開工的消息,相信未來不久我們就能看到這艘航母的廬山真面目了。
▲根據筆者預測,第二艘國產航母應該是類似美國小鷹級
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