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美军“福特”号航母能否如期实战部署

发稿时间:2020-07-02 08:39:01 来源:中国青年报 作者:立文 中国青年网

  “福特”号(CVN-78)是美国下一代核动力航空母舰福特级的首舰,2017年7月22日加入美国海军服役,成为美国海军第十一艘在役航母。电磁弹射器是“福特”号航母最重大的创新技术之一,但在近期开展的海上测试中却出现了意外故障,导致其在5天内无法进行舰载机弹射作业,为该舰实战部署进程蒙上了阴影。

  完成大规模飞机上舰试验

  从2017年7月服役后的首次海上阻拦着舰和弹射起飞,到今年1月的飞机兼容性测试,这期间“福特”号航母只与飞行测试中队合作过。3月20日,美国海军第八舰载机联队(CVW-8)协助“福特”号完成了飞行甲板资质认证和航母空中交通管制中心资质认证,使其具备了搭载T-45“苍鹰”喷气式教练机、F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗攻击机和E-2D“先进鹰眼”预警机的能力。

  5月30日,美国海军第8舰载机联队登临“福特”号航母,开始进行高强度舰上飞行测试,并将于今年秋天正式加入“福特”号所属的第十二航母打击群,但目前该联队仍隶属于另一个航母打击群。在“福特”号交付后的测试和试验中,第八舰载机联队上舰可谓具有里程碑意义。

  此次出航测试,第八舰载机联队首次在“福特”号航母上循环作业,在昼夜循环飞行作业中共完成324次弹射起飞和拦阻着舰,认证了50名舰载机飞行员,其中包括“福特”号舰长卡明斯上校。截至目前,“福特”号航母已使用电磁弹射器和先进拦阻装置进行了3480次弹射和拦阻。

  同时,“福特”号航母首次使用舰上弹药库为飞机供弹,在舰载机联队飞行作业期间,实施了完整的军械调运流程,通过先进武器升降机将数千磅惰性弹药从下层甲板弹药库运至飞行甲板上的保障机位,用于F/A-18战斗机的近距空中支援和空对地训练任务。

  “福特”号的先进武器升降机在最近的海上任务中进行了1300多次循环,成功运送176枚惰性炸弹,为舰载机联队的飞行任务提供弹药支持。截至目前,先进武器升降机累计循环次数已超过1万次。而美国《大众机械》网站2019年11月6日报道称,“福特”号航母的11台升降机中只有4台能正常工作。

  按照计划,美国海军第十二航母打击群(CSG-12)的指挥官和参谋人员于6月3日首次上舰,在航行期间成功实施了预定的指挥控制行动,并与“福特”号航母、“杜鲁门”航母打击群以及更高层级指挥部协调。第十二航母打击群司令克雷格·克拉普顿少将评估认为,“在重要的指挥控制领域,打击群和航母都超前于计划”,交付后测试和试验阶段其实就是舰队操作人员使用“福特”号的系统,发现异常情况并提出有效的解决方案。这些解决方案将确保“福特”号完成作战试验、进入舰队时,做好支持作战人员的准备。

  6月2日,“福特”号航母电磁弹射器的动力单元发生故障,这在一定程度上影响和减少了飞行作业,但第十二航母打击群、“福特”号航母和第八舰载机联队仍完成了预定的重要目标。6月7日飞行结束后,“福特”号航母按计划返回港口,继续进行交付后测试和试验。

  电磁弹射器具有诸多优点

  美国海军6月8日发表声明称,“福特”号航母电磁弹射器在近期海试期间发生故障。6月2日,舰员发现连接电磁弹射器供能系统和舰船发电系统的电磁弹射器能源管理系统出现故障。经过上舰的电磁弹射器技术专家和舰员数天的故障排查和评估,“福特”号航母电磁弹射器于6月7日恢复工作。

  电磁弹射器本质上是一台直线感应电动机,通过给直线电动机通以足够强的电力并对其进行精确控制,产生合适的推力,带动舰载机在限定距离内加速到起飞速度。相较于20世纪50年代发明的航母蒸汽弹射器,电磁弹射器具有诸多优点:

  一是构成相对简单,体积小、重量轻,易于布置。福特级航母安装4部电磁弹射器,分别在舰艏飞行甲板和斜角甲板各安装两部,这与尼米兹级航母的蒸汽弹射器数量和布局基本相同。

  蒸汽弹射器是将反应炉制造的大量高压蒸汽储存于汽缸中,使用时用蒸汽推动牵引飞机的弹射梭,以270公里/小时的速度将飞机弹射升空。电磁弹射器的工作原理与磁悬浮列车类似,由电力驱动并通过导轨实现,不需要海水淡化装置、高压水泵、加热锅炉、贮水器等高压容器,全重只有蒸汽弹射器的一半,可减重二三百吨,体积只有蒸汽弹射器的三分之一,占用舰体空间更少。

  二是反应快、可靠、易维护、效率高。电磁弹射器反应快捷,准备时间只需十几分钟,在利用效率上要比蒸汽弹射器高出10倍,舰载机的日出动量可由原来的120架次增加到160架次,其最大日出动量也由原来的220-240架次增加到270架次。电磁弹射器只需90名舰员即可操作,而蒸汽弹射器需要120余人。

  三是易于控制和调节,可弹射舰载机的范围广,对舰载机的损伤更少。电磁弹射器可以精确调节弹射力的大小,以适应不同类型的飞机,并使飞机承受较低的应力。蒸汽弹射器虽然也具备这项功能,但控制精度较低,因而有很大的局限性,质量小于18吨的飞机在蒸汽弹射时可能会伤及龙骨。而电磁弹射器在理论上可以弹射不同质量的舰载机,从小到2公斤、大到40吨的各种航空飞行器,可在100米距离内将飞机的速度迅速提高到296公里/小时。而飞行员则是最大受益者,新型的电磁弹射器可以让飞行员平稳升空,避免了蒸汽弹射器的颠簸之苦。

  目前,世界上现役的美国海军10艘尼米兹级航母和法国海军“戴高乐”号航母全部使用蒸汽弹射器,蒸汽弹射器从发明到上舰安装使用至今已有近60年,因而技术相对成熟。其实,美国海军航母在最初安装蒸汽弹射器进行舰载机弹射时,也曾经发生过很多故障甚至机毁人亡的重大事故。在航母弹射技术发展趋势上,电磁弹射器必将成为新一代航空母舰的首选,这主要是由于电磁弹射器具有上述诸多的明显优势,更在于其与新型作战舰艇全电力推进的发展趋势相吻合。

  能否按计划实战部署还有待观察

  美军研发的航母电磁弹射器由三大主要部件构成,分别是直线同步电动机、盘式交流发电机和大功率数字循环变频器,其中主体是直线同步电动机。应当说,电磁弹射器的技术原理相对简单明了,但技术实现难度较大,主要是缺少大量的舰上弹射实践,因而还需要进行不断验证。

  2015年5月15日,“福特”号航母电磁弹射器接受了第一次测试,这也是其首次舰载全速弹射试验。在测试中,舰载发电机产生电脉冲,通过调节能量的电子元件进入直线电动机,这些部件安装在飞行甲板的下方。电能使得直线电动机推动滑块在弹射导轨上以约333公里/小时的速度前进,直到滑块到达导轨终点停下。“福特”号2017年7月服役后,电磁弹射器开始弹射上舰的舰载机。

  目前,美国海军正在采取措施提升“福特”号航母的作战能力,使其尽快成为真正可以海上作战的航空母舰。而电磁弹射器可靠性是影响航母战斗力的重要因素,并在很大程度上决定了其全寿命周期费用。“福特”号服役近3年来一直在进行各种试验而尚未形成作战能力,2019年10月完成试航后维修/有限可用性维修,现在处于为期18个月的交付后测试和试验阶段的中期,计划在2021年开展全舰冲击试验和后续维护,在2023年或2024年完成首次部署,但这一目标能否如期实现还有待观察。

责任编辑:工蚁
 
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