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(涨姿势)聊聊造航母的那些“门道”

环球资讯+  · 公众号  · 军事  · 2017-07-01 09:51

正文


2017年4月26日,首艘国产航母在大连正式下水,中国航母工程步入新阶段。尽管关于首艘国产航母技术性能、作战能力等方面的内容,我们无从知晓,但通过观察首艘国产航母的建造过程,仍能看出一些“门道”。长期追踪国产航母工程进度的本文作者,就以资深军事爱好者的视角,为您提供了他的分析和见解,希望有兴趣的读者广泛参与相关的讨论。


为什么还是滑跃航母?

从外形上看,此次下水的首艘国产航母,其设计基本来自“辽宁”舰,甚至是更早的苏制1143.5/1143.6型载机巡洋舰。某种意义上说,这是一艘“复刻版‘辽宁’舰”。不可否认,采取这一设计固然有继承性好、技术风险小等优势,但也限制了首艘国产航母性能的提升。在中国已全面开展弹射起飞技术研究的情况下,首艘国产航母仍然采用滑跃起飞构型,考虑的显然不完全是技术因素。

对航母建造而言,存在一个天生难以调和的矛盾:作为一种寿命长达几十年且耗资巨大的装备,航母一方面需要具备设计上的前瞻性,以保障其能适应技术进步的变化;一方面又要尽可能减小技术风险,使航母在建成后能尽快投入使用形成战斗力。至于一型航母在设计时应该倾向于哪一方面,则要视航母建造时期的整体政治军事环境而定。上世纪二三十年代,美、日、英的航母建造大多数一舰一型,每艘都有较大的技术改进。到了二战前夕及二战期间,美、日、英建造的航母基本是选中一型成功的型号,稍加改进后便开始批量建造。


在首艘国产航母的建造决策中,这两点考虑几乎同时存在。诚然,从技术的角度,既然中国计划以弹射起飞的大甲板航母作为目标,那么在进行充分技术积累和准备后一步到位,直接建造弹射起飞的航母,比起先建造一艘“复刻版‘辽宁’舰”,再建造“目标航母”,自然是前者耗时较短且成本较低。然而,以“辽宁”舰为蓝本,稍加改进建造的首艘国产航母,其最大的优势在于设计和相关技术成熟,建造风险小。通过“辽宁”舰这几年的科研试验,我国已建立起一整套滑跃起飞培训体系,歼-15舰载机也已定型量产,可随时增加产量,这一切都为首艘国产航母采用滑跃起飞模式提供了便利。在预算充裕的情况下,先建造一艘滑跃起飞型航母也不会对弹射器和弹射型舰载机的试验工作造成影响。

从技术风险上看,由于此前中国并无完整的航母建造经验,加上弹射器和弹射型舰载机的研究和试验耗时较长,即使按最乐观的估计,航母舰体、动力系统等设备在建造中不出任何问题,考虑到弹射器和配套舰载机的研制,建造一艘弹射起飞型航母,所需时间肯定比建造一艘“复刻版‘辽宁’舰”要长。再考虑到弹射起飞的程序和滑跃起飞差异甚大,相应的舰载机飞行员、甲板调度和弹射器操作人员的培训工作也要从零开始,两相叠加,直接建造“目标航母”并使其形成战斗力所需的时间肯定比“复刻版‘辽宁’舰”长得多。

此外,航母作为一型结构复杂、吨位庞大的大型水面舰艇,每隔一段时间就需要进坞维修一次。也正因如此,一个国家只有同时装备至少两艘现役航母,才能保证在大多数情况下随时都有航母可用。从这个角度看,首艘国产航母形成战斗力的速度越快,中国具备全天候航母运用的时间就越早,首艘国产航母在技术上的高度继承,更多出于类似考虑。

 


不仅要造得好,也得造得快

从建造模式上看,首艘国产航母使用的是船坞搭建,基本形式为吊装小分段进行组装的塔式建造法。这一建造模式与美国大型核动力航母及法国的“戴高乐”号航母的建造模式基本相同。从建造工艺类型看,这种工艺有着建造技术难度低、施工误差容易调整等优点,但与苏联及英国使用的总段建造法相比,理论上存在着占据船坞时间长、总建造周期较长、建造误差容易累加等一些缺陷。不过,由于航母对一国海军而言地位极为重要,这些缺点相对容易克服。事实上,与建造模式和工艺相比,航母的建造速度更能体现出一个国家建造航母的能力和水平。

从官方发布的消息看,首艘国产航母于2013年11月开工,今年4月下旬下水,至今所耗工期共计41个月。与美国的尼米兹级航母相比,由于后者的建造历史将近40年,其建造速度变化很大,随着美国造船水平的提升,其开工到下水的时间从早期几艘的近60个月缩短到最后几艘的37个月。应该说,凭借发达的军用舰艇建造工业和丰富的航母建造经验,美国的航母建造速度明显更快。上世纪五六十年代,美军建造常规动力的小鹰级航母时,虽然该级舰满载排水量超过八万吨,但四艘该级舰从开工到下水耗时也分别只有41个月、37个月、37个月和31个月,可见,无论是制造核动力航母还是蒸汽动力大型航母,美国都可以称得上轻车熟路。至于正在建造的“福特”号核航母(2009年11月开工,2013年11月下水,工期48个月),虽然耗时略久,但考虑到“福特”号是新一级航母的首舰,其吨位和结构上的复杂程度都要高于首艘国产航母,二者并不具备可比性。

在船厂大修的“林肯”号航母正在出坞

首艘国产航母与“辽宁”舰的前身——苏联航母“瓦良格”号(1985年12月开工,1988年12月下水,共计36个月)及建造时间更早的“库兹涅佐夫”号(1982年4月开工,1985年12月下水,工期44个月)相比,三者吨位和结构接近,因此可比性最高。

单纯从时间上看,首艘国产航母从开工至下水所经历的时间介于“库兹涅佐夫”号和“瓦良格”号之间,但如果考虑到苏制航母采用船台下水,很多设备因无法承受下水时的冲击力而没有安装,加之苏联因为只有乌克兰的一个船台可以建造航母,在建造中为了提高效率,会尽量缩短航母在船台上建造时间,因此,苏联航母在船台上的完成度并不高。而首艘国产航母则采用船坞注水法下水,受海水冲击的问题较小,根据“瓦良格”号和首艘国产航母下水时吃水线的比较,可以发现,首艘国产航母安装的舰载设备更多,下水时的完成度也更高。可以说,比起苏联巅峰时期的造船能力,首艘国产航母的建造速度与之相比应在伯仲之间,而在建造水平上,由于大型船坞的应用,首艘国产航母则要高出一筹。


与法军的“戴高乐”号核动力航母相比,首艘国产航母的建造则可谓“神速”。“戴高乐”号于1989年4月开工,1994年5月正式下水,工期为61个月,而该舰的满载排水量还不到五万吨,下水前的船体建造也不涉及复杂的核反应堆。法国建造一艘更小的航母花掉的时间比中国要多出三分之一,从中可看出两国造船效率的差距。至于英国的“伊丽莎白女王”号航母,虽然该舰在建造技术上应用了体制更为先进的总段建造法,但从2009年7月开工至2014年7月下水也用了60个月的时间,比首艘国产航母多了16个月。当然,这一方面是因为“伊丽莎白女王”号排水量大于首艘国产航母,工程量也更大;另一方面,英国的总段建造法为顾及全国造船企业的利益,将各个总段承包给分散在全英的多个船厂,再用驳船集中进行总装,无形中延长了工期。


“戴高乐”号航母进坞大修

至于意大利、西班牙等国建造的轻型航母及日本建造的直升机航母,因吨位较小、结构简单,甚至有部分轻型航母为降低成本使用了民船标准,其建造工期和技术难度与首艘国产航母并无可比性。而印度国产的“维克兰特”号航母,虽然吨位比首艘国产航母小,舰载机运用形式也相对接近,但达成类似我国首艘国产航母的进度时耗时至少76个月,与中国完全不在一个档次。总体来说,首艘国产航母的建造效率和速度,要高于法国和鼎盛时期的苏联,与英国在伯仲之间,只与美国还有一定的差距。

目前来看,对英、法等一些对航母数量要求有限的国家而言,其航母建造速度主要和成本有关;对一度谋求快速扩张航母数量的苏联,由于苏联国内只有一个船台能满足航母建造的需求,船台建造周期决定了其批产航母的速度,因此建造速度越快越好;对国内有法律规定航母数量下限,每隔数年就要建造一艘新航母的美国而言,航母的建造速度并不如航母预算的获批频率重要,太快的建造速度反而可能导致建造航母的纽波特纽斯船厂工人出现“青黄不接”的断档;至于中国,考虑到目前国内多个造船工业基地都具备建造航母的能力,如果仅满足于“复刻版‘辽宁’舰”这一水平的航母,按照中国目前的造船能力,理论上在全国多个大型造船厂同时生产二至三艘同型航母也是可行的,这样操作的话,中国最快能在未来六至七年内建成最多四艘国产航母。不过,目前看来,既然解放军选择了研制弹射型大甲板航母作为最终目标,那么,在相关技术尚未全面突破之前,多个船厂全面铺开建造航母的情况应该不会出现。

 

“伊丽莎白女王”号分段


双航母战斗群还有多远?

首艘国产航母下水后,已进入舾装和码头试验阶段。根据之前“辽宁”舰的续建过程判断,由于航母所包含的子系统较多,舰上的试验和舾装工作很可能会同时进行。例如,舰上的动力系统的点火启动、低功率运转测试与舰上的电子设备、自卫武器的安装可以同时进行,而舰载升降机则会先行测试并投入使用,直接作为货运平台向飞行甲板运送各类物资设备。按照“辽宁”舰的续建速度,这一周期大约耗时17个月,如果考虑到此次是中国第二次进行类似工程,各项工作都有望进一步缩短。之后进行的则是海上试航,“辽宁”舰在这一阶段共耗时约一年。考虑到当时中国尚无航母使用经验,这一阶段的试航实际上还带有相当的科研性质,首艘国产航母虽然也免不了一些科研任务,但由于该舰的舰体设计基本与“辽宁”舰大致相同,加之由于有“辽宁”舰的培训,舰员掌握各子系统的速度要较“辽宁”舰海试时更快,因此这一阶段的试航时间有望大幅缩短;至于交舰后的舰载机部队组建、甲板调度训练和熟悉,在有“辽宁”舰和海军舰载机基地保障,且歼-15战机已投入批量生产的情况下,也不会耗时太久。如此算来,在2020年以前,首艘国产航母将能完成试航并交付入列。


在可预见的未来,第二艘国产航母必然是一艘吨位更大、动力更强劲、机库和飞行甲板更加开阔,且配备蒸汽甚至电磁弹射器的大甲板航母。尽管有了首艘国产航母的铺垫,“目标航母”与下水的首艘国产航母之间的技术跨度仍然十分巨大,更大尺寸的舰体、弹射器,更大功率主机的应用,不仅会延长航母的建造时间,还会影响到航母的试航和战斗力形成。特别是舰载机型号和起飞方式的改变,使得航母舰员和舰载机部队的作业方式要重新进行科研探索,现有的作训规则要发生彻底的变化,这一切都会延长第二艘国产航母的战斗力形成时间。

建造中的“福特”号航母

当然,并不是有两艘航母就能同时出动两艘航母。按照美军的规定,除去舰员对航母的维修外,每艘航母平均16个月要进行为期一个月的“航母增量维修”,每32个月要进行为期六个月的“计划增量可用性维修”,每64个月进行为期近一年的“入坞计划增量可用性维修”,而这几种维修都需要在船厂进行。换言之,每艘航母差不多每年要进船厂修理一次,至于所需时间是一个月还是一整年,则取决于航母所在的是哪一个部署周期。中美两国航母的具体维护规定虽然不尽相同,但鉴于舰船设备老化特性的一致性,美军的这一维护周期颇值得我们参考。

在船厂大修的“林肯”号航母正在出坞

按照美军要求,每艘航母如果以每次“入坞计划增量可用性维修”为分界的话,平均每六至七年就是一个服役周期。如果一个拥有两艘航母的国家需要保证随时有一艘航母可用,则两舰服役周期错开一年比较理想,而半年或一个月的增量维修,由于其弹性较大,完全可以错开实施,以保障两艘航母中随时有一艘航母可用于部署。“辽宁”舰自2011年试航至今,由于服役时间较短,舰况尚新,只进行过类似“计划增量可用性维修”的入坞小修,尚未进行过类似“入坞计划增量可用性维修”的中修,根据首艘国产航母的建造进度推断,该舰或于2019年末服役。


如果这一推论成立的话,那么在2018年前后,“辽宁”舰将迎来该舰服役以来第一次为期一年以上的进厂中修,这一时期内,中国海军将暂时没有可实战部署的航母。到2019年,随着国产航母交付入列,以及完成中修的“辽宁”舰返回,中国海军将第一次出现双航母同时在役的情况。当然,此时的国产航母尚未形成战斗力,“辽宁”舰归建后也需要一段时间进行恢复性训练。显然,与“辽宁”舰的恢复性训练相比,首艘国产航母及其配属的舰载机部队所需训练时间更长,即使按照最保守估计,国产航母舰载机部队要在国产航母入列海军后三年才能形成战斗力的话,那么在2023年,当首艘国产航母完成了第一次耗时一年左右的小修后,中国海军就能在接下来的36个月中,通过合理安排,在保证随时有一艘航母可以部署的基础上,获得最多21个月的双航母同时执勤能力,而在第二艘国产航母服役并形成战斗力后,双航母战斗群甚至可成为中国海军的常态化配置。

本文经《世界军事》授权转载 (编辑:张淋清)