在航空母舰的设计中,舰载机与航母的适配性,是决定技术和战术指标最为关键的因素。在上一篇文章中,曾说道为兼顾歼-15舰载机,国产型航母在设计上做出了一些妥协,因此在出动率上相比美军超级航母还有差距。对于这个说法,有很多人表示不解。其实,作为一个复杂的系统工程,要理解航空母舰运作流程,还要从背景知识讲起。
从机库到起飞位,舰载机整备过程并不简单很多人都有一种想当然的认识,觉得航空母舰上的升降机越多、弹射器越多,舰载机的出动效率就越高。实际上,事情并非如此。舰载机从机库提升到甲板后,首先进行的是保障作业,之后是测试和整备,这些工序完成后才能起飞。航空母舰的甲板面积狭小,在上面起降可以说是“刀尖上的舞蹈”,起飞和降落作业需要精细调度以避免碰撞。
和陆地机场的程序一样,舰载机首先接受的是“四站”保障,即制冷、充氧、充氮和充电。之后会进行检测、发动机试车和弹药挂载。相关设备都安排在保障区。所以,当舰载机从机库提升到甲板上后,第一个要去的是保障区。
为了提高工作效率,保障区会尽量设置在战机升降机的附近。在完成保障之后,舰载机才会来到待机区域排队起飞。因此,保障区、待机区和起飞位置的布置,存在着对应的关系。比如美国“小鹰”级,右舷前部保障区对应1号和2号弹射器,右舷后部保障区对应3号弹射器,左舷保障区对应4号弹射器。
“福建”舰在斜角甲板上少了1台弹射器,对应关系就变成了右舷前部保障区对应1号和2号弹射器,右舷后部保障区通过舰岛左侧通道兼顾全部,左舷保障区对应3号弹射器。其实,这样就可以理解,为什么“福建”舰不设置左舷升降机,因为那样不仅没有提高甲板运作效率,反而还会影响待机区的布置。
在循环模式的全放飞状态下,美军航母1号弹射器会作为停机区,这是为了方便起飞前发动机的试车。在发动机试车的时候,进气口前方和尾喷口后方有危险界,而最节省甲板空间的方式,就是让进气口避开人员密集区域,让尾喷口对着舷外。
因此,沿着甲板边缘停放,可以让尽可能多的的战机在甲板上完成起飞前的最后准备,是效率最高的方式。虽然占用了1号弹射器,但是比起从机库出来再走一圈保障流程要合算得多。这个结论反过来也说明了,在甲板停机数量相当的情况下,升降机的数量差异,对舰载机起飞速率的影响可以忽略。
之所以美国的“小鹰”级和“尼米兹”级使用4台舷侧升降机,是因为当时的舰载机体积小、种类多、数量大,同时还要兼顾运送弹药。到了“福特”级,由于舰载机型号简化,配置了更多专用的弹药升降机,所以舷侧升降机减少到了3台。而国产型航母,因为歼-15舰载机体积更大,机库容量较小,起降频次较低,有独立弹药升降机,所以综合使用2台舷侧升降机已经足够。
在上篇文章中,对于“福建”舰的全放飞状态,沿用了美军的使用习惯。于是,就有读者朋友质疑,既然舰艏甲板的危险界划线并无冲突,为什么我们不能改变甲板调度方式,同时使用1号和2号弹射器?更有趣的是,有法国网友给“福建”舰制作了一张动图,展示了这种可能。
不过,这个看似合理的布置,却忽略了航线安全问题。首先,后续飞机起飞后,会受到前序飞机尾流的干扰,历史上也曾因此发生过严重空难。所以,在陆地机场上,多架飞机使用同一条跑道起飞时,有严格时间间隔限制。从时间上讲,无论是蒸汽弹射还是电磁弹射,等待尾流逸散和航路清空的时间,都在弹射器的整备时间之上。另一方面,在舰载机起飞后,为了避免意外碰撞,在“左舷左转,右舷右转”的原则之外,还要保持纵向的安全距离。
以“福建”舰为例,如果同时使用1号和2号弹射器,二者存在航路冲突和尾流干扰,同时与斜角甲板3号起飞位置的安全距离也不足。所以,对于“福建”舰而言,使用3台弹射器1-3-2交替循环的方式,与只使用2台弹射器2-3交替循环的方式,在弹射间隔上并无差距,前者反倒是徒增了空管的麻烦。
航空母舰的运作是一环扣一环,绝不是想起一出是一出,任何位置的变动都要影响到全局。要评价某个设计得好或者不好,必须要放到具体的场景中才有讨论的意义,而不同场景之间又意味着相互的取舍。
以使命任务为导向,福建舰总体设计上的取舍一直以来,军迷圈中流传着各种各样的“乳法”段子,“戴高乐”号航母就是调侃的对象之一。但是,如果结合法国的国防需求来评价,“戴高乐”号的机舰适配就是无可争议的典范。
“戴高乐”号的满载排水量仅有吨,比“辽宁”舰和“山东”舰还小了几乎三分之一,但是它却实现了最多搭载60架固定翼舰载机的能力,包括56架Rafale-M“阵风”战斗机和4架E-2C“鹰眼”预警机。
上图显示的是“戴高乐”号的静态停机模式,甲板上停放多达32架Rafale-M“阵风”战斗机和2架E-2C“鹰眼”预警机。只需要对停放布局稍加调整,将位于1号弹射器位置红圈内的7架“阵风-M”战机,放到舰岛与斜角甲板之间的“三角区”来,就变成了循环模式的全放飞状态。这意味着“戴高乐”号在舰载机单次最大出击数量上,已经和排水量近10万吨级的“尼米兹”级不相上下。而且,“阵风-M”的不可折叠机翼,看似是缺点,但是它却可以在待机位置上完成弹药挂载,反而成为了优点。
在排水量的限制下,“戴高乐”号放弃了灵活模式,转而全力优化循环模式,将舰载机的打击能力放到了首位。因为对于法国海军而言,高强度舰队防空作战不是首要考虑,为地面部队提供强力空中支援更重要。近年来在马里、利比亚和叙利亚的行动中,“戴高乐”号的舰载机队表现十分优秀。
实事求是地讲,相比于我国的“辽宁”舰和“山东”舰的,除了“阵风-M”在航电设备、武器配置和飞行性能上,对歼-15有优势之外,“戴高乐”号在载机数量和出动率上也占了优势。“辽宁”舰和“山东”舰的最大固定翼载机数量是36架,包括机库内22架和甲板系留的14架。即使在全放飞模式下,将三个起飞点全部利用起来,再将斜角甲板的后段作为停机区,歼-15的单次最大出击数量不超过20架。即便不考虑弹射起飞对于滑跃起飞的优势,单就数量与“戴高乐”号相比,我们的劣势都很明显。
当然,“辽宁”舰和“山东”舰并不是真正意义上西方式航空母舰,底子还是苏联的载机巡洋舰,原始设计的任务使命与我们今天的需求迥异。正牌航空母舰“福建”舰,才是真正满足我们当前需求的产品。但是,与美国海军将舰载机作为对海、对陆打击的核心不同,我国航母在作战定位上偏向于拓展舰队防空圈和态势感知范围。
对于我国而言,打击敌方以超级航母为首的水面舰艇,依靠的是高超声速导弹和带有载入机动弹头的弹道导弹。目前我军岸基、空基和舰载远程反舰导弹的打击范围,已经接近甚至超过了美军航母战斗群舰载机的打击范围,但是最大的制约因素还是对目标的侦察、发现与识别。
反映到实战中,在深入远海离开岸基情报支援范围后,考虑到天基海洋监视系统的重访间隔及成像带宽,舰载固定翼预警机将是我们最重要的态势感知手段。考虑地球曲率和大气边缘散射的影响,在米高空巡航的预警机,对海面目标的探测半径在公里左右,再计入公里的纵深防区半径,我方舰载机与强敌的空中巡逻兵力遭遇时,敌方航母已经处于我方的远程火力打击范围内了。
守好舰队的空中防线,争取先敌发现与确认,是我方编队的首要目标。而顶住强敌的“第一板斧”,后发制人一击毙命,是我方克敌制胜的底线。因此,提升在灵活模式下滞空战机数量,强化全方位态势感知,保护我方前出侦察兵力,对我军航空母舰而言,更具有实战意义。
当我们再来回看国产型航母“蒸改电”的过程,就会发现设计团队早就对上述问题有过充分的思考。在公开资料中,国产型航母的初版蒸汽弹射方案,采用的是2部弹射器方案,总体布局与法国的“戴高乐”号类似。在循环模式全放飞状态下的出动率,不输美国“小鹰”级。但是,在灵活模式下,因为1号弹射器起飞位与斜角甲板有干扰,同时进行起降需要较大的间隔。在改为3座电磁弹射器后,在灵活模式下的起飞和着舰的干扰就大大减少了。
国产型航空母舰的设计,已经基于我们任务特点进行了优化,将舰队防空警戒作为主要方向。而“福建”舰的最大出动数量,不如吨位相似的“小鹰”级,在连续出动数量上,不及美军的“尼米兹”级,是总体设计带来的局限。
不过,这种对比还是基于数量考虑。毕竟F/A-18E/F是中型机,而我们的歼-15是重型机。出动率上的差距,可以通过舰载机的性能来弥补。但是,因为种种现实因素的影响,在未来一段时期内,我们还得不到满意的结果。
型与“歼-15改进型+歼-35”的组合,不是期望的终点说起舰载机的问题,在上一篇文章中,有介绍歼-15的各种毛病。但是很多朋友表示不接受,认为歼-15是重型舰载机,不是F/A-18E/F“塑料虫”和“阵风-M”等中型机可以比拟的。现役歼-15是年设计定型,相当于歼-11B初期批次技术状态,还在使用平板缝隙天线多普勒雷达,不具备使用PL-10格斗弹和PL-15中远程弹的能力。可是F/A-18E/F和“阵风-M”都是标配数字式主动相控阵雷达和分布式光学孔径系统,配套了AIM-9X、Mica、AIM-D和Meteor等先进空空导弹。
虽然现在全面升级航电的歼-15改进型正在试飞中,相信在不久之后就会现身国产航母甲板上。但是,歼-15长度较大、机翼折叠影响挂架的问题,没法随着航电的升级而解决。灵活性的不足,严重制约了快速出动能力,在舰队防空作战中是致命的缺陷。而同为重型舰载机的F-14A/D“雄猫”,在主尺度上与歼-15非常接近,甚至机翼在最大后掠角时,占地面积还稍大一点,却凭借在机库和停机区完成武器挂载,具备快速出动能力,再加上不错的高速性能,抓住了防空截击作战的主要矛盾。
以发展的眼光看,经过升级的歼-15改进型,比起飞不快的F/A-18E/F和雷达阵面太小的“阵风-M”,在综合性能上确实能形成优势。可问题是在于“该去干什么”而不是“适合干什么”。如果去当“炸弹卡车”,歼-15改进型是合格的,类似于歼-16在空军中的位置。但是,当下强敌已经装备了F-35C型舰载机,面对具有跨代优势的对手,就算歼-15改进型也会力不从心。
对比具体各国现役舰载机的尺寸,重型机与中型机最大的差异,体现在机体的长度上。当我们决定续建“辽宁”舰,以T-10K-3为参照研制舰载机的时候,就确立了甲板的运作围绕重型机展开。
既然型已经为歼-15做出了妥协,可以容忍21.94米的长度,那么全长20.50米、翼展13.40米的歼-20上舰就不是问题。而且,歼-20不小于2.2Ma的最大平飞速度和优秀的超声速机动性,正是舰队防空截击需要的。与美军的F-35C相比,歼-20的综合性能甚至还有优势。虽然歼-20上舰是各方面综合的最优解,但是在短期内这一设想没法实现。
与此同时,传言已久的歼-35已经与歼-15改进型同场试飞。结合公开的资料,对比美军的F-35C舰载机,在主尺度和飞行性能参数上,歼-35都显示出很强的对标痕迹。从年第十二届珠海航展上公开的FC-31性能指标来看,主体尺寸与F-35C接近,长了1.60米的同时窄了1.60米。最大平飞速度1.8Ma、实用升限米等指标,则与F-35C完全一致,在机翼折叠方式上也采用了类似的处理。
虽然在硬指标上,歼-35在面对F-35C时,可以一战。可是,身为中型机的歼-35面对重型机的甲板布局,难免会水土不服。当然,优化空间还是有的。歼-35较短的长度,在侧身斜这停放,还是能提高“三角区”和1号弹射器前方停机区的利用率。而机翼折叠和挂载方式的改变,使其弹药装载可以在机库和停机区进行,可以提高快速出动与密集出动的效率。不过,这些终究不能让人满意。所以,国产型航空母舰与“歼-15改进型+歼-35”的组合,并不是我们期望的终点。希望在后续的型号上,我们能顺利回归本位,全面发挥出应有的战斗力。小结综合现今周边的局势,在航空母舰与舰载机领域,解决“有没有”的问题依然是首要矛盾。当前的情形可以与从到的“小步快跑”类比,“福建”舰的位置,就像在世纪之交诞生的B型,而我们的最终目标是型。
武器装备的发展,路线的规划论证具有决定性的影响。一旦发生方向性的错误,导致的混乱将会产生长期而持续的影响。我国的水面舰艇发展,就是遵循了正确的方向,才能在30年时间里,实现从到的飞跃。与此同时,美国在DDG-到阿利·伯克III型上的反复横跳,就是经典的反面教材。
值得欣慰的是,我们在型航母的技术路线上,再一次做出了正确的抉择。虽然现阶段并不尽如人意,但是从长期来看,我们必然会完成对强敌的超越。
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