作者:于靖平 石海明(国防科技大学)
制作:光明网军事科技前沿
出品:科普中国
随着美军福特级航母的首舰“福特”号交付美国海军开始测试,这标志着该型航母距离正式服役已迈出一大步,未来将取代现役尼米兹级航母。从表面上看,福特级航母的整体设计没有“朱姆沃尔特”号驱逐舰的外形那般科幻。但该型航母却精修“内功”,创造性的采用了电磁弹射系统,涡轮电力阻拦系统、新型核反应堆、电磁轨道炮等十余项先进技术。
在经历了十多年的论证、设计和建造后,美军新一代福特级核动力航母初露峥嵘,其先进程度、作战能力、改进空间等方面都得到了大幅度提升。虽然“福特”号航母性能的确有过人之处,但并非完美无缺。
美国福特级航母
一、极力领跑航母新时代,多项高科技运用凸显进步。
与尼米兹级航母相比,福特级的航空作战能力明显提升,这源于几项关键性创新:电磁弹射系统,涡轮电力阻拦系统和隐身舰载机。
福特号核动力航母进行首次电磁弹射
福特级航母由于首次采用电磁弹射系统,故没有蒸汽弹射系统的高压气罐和复杂的蒸汽管路,结构紧凑,减少了近1/3的维护操控人员,运行和维护费用低廉。电磁弹射系统的功率调节区间较大,不仅可以大功率弹射30多吨的重型舰载机,也可以小功率弹射几百公斤的无人机。不同的功率使战机起落架的结构强度设计更加灵活。所以除了F/A-18E/F战斗机、E-2D预警机等传统战机外,“福特”号还将搭载F-35C战斗机和X-47B无人机。
舰载机着舰阻拦系统是航空母舰的关键子系统之一
与电磁单设系统相对应的是涡轮电力阻拦系统。“福特”号采用的新型涡轮电力阻拦系统由数字控制装置、拦阻机系统、拦阻索和滑轮等组成,不仅能回收挂弹战机,还可以根据飞机的重量,调节拦阻能量,有效提高舰载机挂索受力构件以及拦阻机的寿命。该系统还允许舰载机在甲板风比较小的情况下着舰。这一项技术改变了美国海军无法拦阻重载战机的现状,避免了战机着舰前必须扔掉没有投掷的弹药限制,在一定程度上节省了弹药开支。
美军F-35隐身战机首次在航母上复飞降落
舰载机是航母作战的中坚力量。“福特”号将搭载的F-35C战斗机和X-47B无人机都具有隐身性好、作战能力突出的特点,有可能改变未来海军空战的模式,将成为“福特”号的作战利器。
“福特”号的动力、探测及人居环境等方面同样令人瞩目。“福特”号采用了两座新型核反应堆,每座分别可输出104兆瓦的输出功率和96兆瓦的供电功率,总输出功率达200瓦,比尼米兹级的动力系统高出1/4以上且供电能力也提高了3倍,很好地满足了电磁弹射系统、双波段雷达及未来上舰的电磁炮、激光武器等装备的电力需求。相对尼米兹级舰岛上林立的旋转天线,它集成了S波段广域搜索雷达和X波段多用途雷达,分别安装在舰岛的前部和后部。两型雷达公用一套信号和数据处理系统,系统简洁高效,维护方便。同时,人居环境的改进也体现了“福特”号的进步。“福特”号的住舱设计更加合理,不仅舱内的舰员数量减少,人均使用面积增加,且士官以上人员住舱设计更加合理,不仅舱内的舱员数量减少,士官以上人员住舱都配有卫生间。舰上餐厅与储藏室之间的布局也更加科学,改进了视频输送带和升降机,减少了很多人力资源。
二、三大问题掣肘其未来服役前景
据相关资料显示,“福特”号航母性能的确有过人之处,但并非完美无缺。许多附带问题将有可能影响“福特号”未来的服役生涯。
一是成本问题。为了加快新型航母服役,美海军放弃了通过3艘航母渐进使用新技术的稳妥方法,把13项高新技术全部放在“福特”号上验证使用。这使航母诸多系统的可靠性和稳定性不足。未来的“福特”号,可能会接受更多的改装,这将影响其有效服役时间。同时,过多使用先进技术导致建造周期延长,并使“福特”号的成本超过150亿美元。美国虽然财大气粗,但高昂的造价同样会影响发展前景。
二是舰载机能否胜任新军事要求。作为“福特”号关键武器的F-35C战斗机也存在一些设计缺陷,并且项目超支,服役时间推迟到了2019年,事实上,即使未来F-35C战机和X-47B无人机服役,也将面临逐步成熟的反隐身雷达的严重威胁。一旦被发现,为了隐身而牺牲部分机动性的两型战机是否能逃脱也是未知数。
三是其隐身效果有待观察。相对现役航母,“福特”号尽管采用了一些诸如舰体修形,减少突出物、使用吸波材料等隐身设计,但其巨大舰体依然会产生大量雷达回波,并且编队中的补给舰、巡洋舰等隐身性能一般的舰艇,也会暴露航母位置。航母对从上到下的控制探测应对方法不多。所以。对拥有大型预警机和侦察卫星的大国而言,“福特”号的作战效能问题颇多。
总之,“福特”号的服役是美海军的一件大事,它在增强美军作战能力的同时,也对其它国家如何对抗这种不对称的作战能力提出了要求,充分研究福特级航母的软肋,以己之长,击彼之短,这是理性选择。未来成群组网作战的无人机、无人艇等低成本的先进装备,以及精确制导的导弹和高超音速武器等,必将会对航母产生严重威胁。面对这些新式武器,福特其实并非那般完美无缺。