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中国第三艘航母下水,意义深远

关注 2022-07-01 震谷子/文 总第452期 放大 缩小

2022年6月17日,中国第三艘航母“福建舰”在上海的江南造船厂,正式下水!这将是被载入史册的一天。在中国首艘航母“辽宁舰”服役近十年后,又一“国之重器”横空出世。

在新闻通稿中,对“福建舰”的介绍只有54个字,很短:

福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万余吨。

但却充分概括了“福建舰”的三大优势——

第一,彻底告别苏式设计,与欧美现代装备制造接轨,走向成熟。第二,除美国外,中国已成为世界第二个在航母上配备自主电磁弹射技术的国家。第三,人类历史上最大型的常规动力航母。

这是中国科技制造跨时代的巨作。

站在历史的高度,它还标志着中国海军向着深蓝迈出了关键一步。



“百年磨一‘舰’”!

中国航母,从梦想到现实再到成熟的时间间隔不断缩小,技术深度不断提高。百年之前(1928年),中国人第一次提出了建造航母的梦想。上个世纪末,中国从乌克兰手中把苏联未完成的“瓦良格”号买回来,进而改装成中国第一艘航母“辽宁舰”。而再过三个多月,“辽宁舰”就服役十年了。

五年前的2017年4月26日,沿袭瓦良格号风格的 “山东舰”成功下水。直到今天,“福建舰”成为中国第一艘完全自主设计建造的航母。一切是如此的飞快,又铿锵有力。我不禁想起,为中国建造航母而奔走一辈子的两代海军司令。

萧劲光大将是中华人民共和国海军首任司令员,担任此职长达30年之久。1987年,已经84岁高龄的萧劲光,在新闻里听到中国不需要、也不准备建造航空母舰的消息,坐不住了,立即打电话给接替他的海军司令刘华清,约他第二天来家里促膝长谈。萧劲光说,过去几十年里,中国没有航母,不是不需要,也不是不想造,而是造不了。

一句“造不了”,道出了中国工业体系的尴尬。长期以来,中国的航母之路上,有着太多难以跨越的障碍:经费、特种钢、舰载机、动力系统、弹射器……

今天的文章, 我就随便挑其中三点来讲。

第一点,钱的制约。

以美国航母为例,同样是80年代末完工的美国“林肯号”的造价高达36亿美元,再配上2艘巡洋舰、3艘驱逐舰、1个舰载航空联队(约90架飞机)组成核航母战斗群,建造费为140亿美元;再加上30年的研制、生产和使用保障等总费用则要300亿美元,堪称移动的碎钞机。

第二点,舰载机太难造了。

在航母上起降,长期在高盐、高湿条件下使用,对舰载机的结构要求极高。尤其是对于采用弹射起飞方式的飞机,承受的过载是巨大的。例如,美国的C-13-1型蒸汽弹射器长76.3米,可以在两秒钟内将一架20吨重的飞机从静态加速到266公里/小时。这是什么概念呢?

如果把一辆2吨重的吉普车从舰首弹射,可以将其抛射到2.4公里以外的海面,可见其功率之大。这样的弹射能量全靠起落架传递给飞机,飞机前部的结构要坚固到何等程度可想而知。至于降落的时候,舰载机是全速降落到甲板上的,需要钩住阻拦索后,在100米左右停下来。在这一瞬间,舰载机需要承受2000吨/平方米的巨大作用力。如果舰载机不足够牢固,在巨大的拉拽作用力下会直接四分五裂。

舰载机是航母最主要的战斗力。造不出舰载机,航母就是一块浮在海面上的巨大废铁罢了。

第三点,全国见过真航母的人都寥寥无几,自主设计出一艘完整的航母,更是无从谈起。

但一代人有一代人的际遇。今时今日,在无数中国专家的突围下,中国不仅拥有了自己的航母,还掌握了很多超越西方国家的技术。甚至可以说,“福建舰”就是中国迄今为止中高端技术即制造的集大成者。



航空母舰被称为海上的“移动机场”。单位时间内起飞的舰载机数量越多、战力越高,航母的整体战力就越强。这甚至在一定程度上影响着战局。“福建舰”上最大的技术亮点,就是配备了世界领先的电磁弹射起飞和阻拦系统。电磁弹射技术可说是目前航母技术进步殿堂般的存在之一。

电磁弹射起飞技术到底有多重要?

第一,弹射起飞比滑跃起飞更有优势。

把中国三艘航空母舰放在一起,“福建舰”最直观的变化,就是甲板变“平”了。“辽宁舰”和“山东舰”,都采用了滑跃起飞的方式,也就是让飞机从前端翘起的滑跃式飞行甲板上起飞。这需要飞机发动机具有很强的推动力,在短时间、短距离内推动飞机达到起飞速度。

滑跃式甲板是英国人发明的,最早应用在英国“无敌”级航母上。但滑跃起飞的缺点也很明显。自从航母舰载机进入了喷气时代后,由于舰载机的重量和所需起飞速度都相当高,飞机必须通过减重,即减少武器和燃油携带量才能安全起飞,这导致飞机在空中停留的时间缩短,作战半径缩小,作战能力也就打了折扣。于是从越南战争起,弹射起飞的时代来了。它能让舰载机发挥几乎百分之百的战斗力。

除此之外,弹射起飞让固定翼预警机上舰有了保证。有了预警机,航母就有了“千里眼”,极大地增强了航母编队的安全防卫能力和舰载机的对空、对面作战能力。原先没有弹射器的时候,只能依靠直升机预警机,但是它的滞空时间少,探测距离短,预警价值不是很大。等发现敌人的导弹时,可能航母已经在射程范围之内了。而有了弹射器,就大不一样。

第二,电磁弹射起飞比蒸汽弹射起飞更有优势。

弹射器包含两种,蒸汽弹射器和电磁弹射器。但除了美国宣布研究成功了电磁弹射技术外,大多数航母都在用蒸汽弹射器。而“福建舰”竟然跳过了蒸汽弹射的阶段,一步直达电磁弹射。电磁弹射的原理很简单,采用电磁作用原理产生的电磁推力使物体加速,所以主要部件就只有一套直线电动机,电流通过线圈包裹着衔铁嵌在弹射轨道的内侧,产生强大的磁场,进而爆发出巨大的推力。

与蒸汽弹射器相比,电磁弹射器的优势非常明显。例如美国“福特”号上的电磁弹射系统,每45秒就能弹射一次。采用电磁弹射器后,美国航母舰载机的出勤率增加了三分之一。又例如,典型的蒸汽弹射器一次弹射作业一般要消耗614公斤蒸汽,每次弹射结束都有大量蒸汽被排出,效率一般在4%到6%之间,而电磁弹射器的效率可以达到60%甚至更高。

第三,中国电磁弹射技术应该比美国更有优势。

既然电磁弹射的原理如此简单,为什么这么多国家之前都造不出来,就连号称研制成功的美国也依旧没有完全搞定这项技术,所安装在“福特”号航母上的电磁弹射器也依旧差强人意,天天出毛病呢?

关键在于输电方式的差异。由于电磁驱动力与电流平方成正比,只要保证足够的电流输入,就能使发射装置内产生足够大的推力,进而使被弹射物体达到更高的速度。电磁弹射器就必定是航母上的“用电大户”。因此,使用一个稳定高效的综合电力系统,成了最基础的要求。

在船舶动力方面,中国是世界唯一掌握中压直流综合电力系统技术的国家,连欧美都仍然在用交流电。中国工程院院士马伟明带领团队构建了中压直流综合电力系统,突破了系统频率限制,降低了对原动机调速特性的要求,大幅减小了设备体积和重量,提高了系统效率和供电连续性。更加稳定可靠,这也成为了中国电磁弹射技术最大的优势。

“福建舰”采用平直通行飞行甲板,从前两代的滑跃起飞,跳过蒸汽弹射起飞,直接进入电磁弹射起飞时代,甚至可能技术比美国的更先进。这意味着,中国建造航母已经告别了前面的苏式设计,开始与欧美接轨,从实验期转入了成熟期。

“福建舰”,是一艘中国真正意义上的现代化航空母舰!



海军创建之初,萧劲光司令租借渔民渔船时,曾对随行人员感慨:“记下来,1950年3月17日,海军司令萧劲光坐渔船视察刘公岛。”此情此景,今天读来仍不免令人感慨万千。1980年,与萧劲光彻夜商谈的刘华清,曾在随团访美的时候,受邀到“小鹰”号航母上走了一圈,还参观了最重要的航母司令塔。因为美军不给触碰关键部件,刘华清踮起脚尖、凑上前探头细看的瞬间,被后人无数遍提起。航母庞大而现代化的设施给一行人带来了强烈的震撼,这种震撼在刘华清的心里久久不能平息。回国后,他极力呼吁中国开建航母,被称为“中国航母之父”,甚至曾喊出“不建航母,死不瞑目”的誓言。

2011年,刘华清去世。次年,“辽宁舰”正式服役。如今,中国第三艘航母呼之欲出。从“福建舰”开始,中国的航母会像下饺子一样面世吗?

星辰大海的篇章,才刚刚开始!

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