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战斗力大增!中国第三艘航母的突破究竟在哪里? | 袁岚峰

袁岚峰 风云之声 2022-10-04

导言:

你如果搞清楚了STOVL、STOBAR、CATOBAR这几个术语,你对航母的了解就超过了90%的人。


■ 视频链接:

https://www.ixigua.com/7117158070509437443本视频发布于2022年7月7日,观看量已达78.1w


■ 精彩呈现:
最近,中国第三艘航空母舰福建号下水,军迷们喜大普奔。不过,该如何理解它的技术和价值呢?大多数人可能就晕头转向了,不知道重点何在。我在西西河论坛的老朋友、军事分析专家晨枫写了一篇文章《003与中国航母 | 晨枫》,做了深入的解读。我来向大家介绍一下:你如果搞清楚了STOVL、STOBAR、CATOBAR这几个术语,你对航母的了解就超过了90%的人。


这几个术语都是对航母舰载机如何起飞与如何降落的描述,它们决定了航母的基本战斗力。因为航母的战斗力归根结底在于舰载机,而不在于船本身。在舰载机的技术水平相同的情况下,起飞时能携带的油料和弹药越多即起飞重量越大,战斗力就越强;单位时间内能起飞的飞机越多,战斗力就越强。而不同的起飞方式与降落方式,就决定了起飞重量与起飞频率的上限,所以这是航母最重要的指标。


说到这里,令人想起一个笑话:苏联的库兹涅佐夫海军元帅号航母“另辟蹊径”,上面装了重型反舰导弹。这为什么是个笑话呢?因为航母就是去争夺制空权的,如果连航母都没有制空权,那只有等着被击沉,反舰导弹又有什么用!


由此带来一个花絮:中国的第一艘航空母舰辽宁号来自苏联的瓦良格号,中国改装时把前甲板的重型反舰导弹发射装置拆除了,但那个地方又不足以作别的用途,甲板下的高度不够用于机库。结果它变成了什么呢?成了辽宁号上的军人小卖部。这大概是世界上最奢侈的军人小卖部!


让我们回到航母的起飞与降落。STOVL、STOBAR和CATOBAR,就是三种常见的组合。

STOVL是Short Take-Off and Vertical Landing的缩写,即短距起飞,垂直降落。所谓短距起飞就是滑跃起飞,航母最前面翘起来一块板,辅助飞机起飞。中国的前两艘航母辽宁号和山东号,就是滑跃起飞的,但它们不是垂直降落,也就是说它们不属于STOVL。英国目前有两艘航母,伊丽莎白女王号和威尔士亲王号,它们是STOVL。这需要飞机能垂直降落,例如F-35B、鹞式战斗机或者干脆就是直升机。垂直降落是非常高的技术,因为它需要发动机的垂直推力大于飞机重量,即推重比大于1。但垂直降落的飞机的战斗力肯定不如滑跑降落的飞机,因为垂直降落造成了太多的限制。因此,STOVL的航母在本质上就是战斗力受限的,可以理解为想买豪车但买不起太豪的,买了个入门级。


再来看STOBAR,它是Short Take-Off But Arrested Recovery的缩写,即短距起飞,阻拦着舰。中国的辽宁号和山东号就是STOBAR。这种模式的好处是,允许的起飞重量比STOVL高。实际上,中国的歼-15是全世界目前最大的舰载机,它的重量跟美国的F-14相当,而长度还更长3米。这一方面说明歼-15的潜力巨大,一方面也说明中国的舰载机还只是解决了有无的问题,远没有达到优化,因为军迷都知道,歼-15是基于苏-27研制的。正是由于辽宁号和山东号采用了STOBAR,才能在没有弹射辅助的情况下飞起来这么重的飞机,好比穷人提前享受了豪车的好处。


然而,滑跃起飞也限制了战斗力。辽宁号和山东号的起飞点有前后之分,包括两个前起飞点和一个后起飞点。在前起飞点,由于跑道比较短,只能减油或减载起飞。在后起飞点可以满油满载起飞,但这时就只有一个起飞点能用了,同时斜甲板也不能用于降落。因此,你或者是高频起降但是不满载,或者是满载但是低频起降,无论如何都不可得兼。这就是STOBAR的不足之处。


最后来看CATOBAR,它是Catapult Assisted Take-Off But Arrested Recovery的缩写,即弹射起飞,阻拦着舰。这是目前最先进的组合,美国的航母全都是CATOBAR,中国的福建号也终于实现了。在弹射的帮助下,飞机的起飞重量大大增加,战斗力大大增加,远远超越STOVL和STOBAR。


在弹射内部,又分为电磁弹射和蒸汽弹射。蒸汽弹射是成熟技术,美国现在的11艘航母中有10艘用的是蒸汽弹射,只有一艘最新的福特级航母是电磁弹射。不过蒸汽弹射的成熟只是对美国而言,对其他国家而言还是很麻烦的技术。其实蒸汽弹射即使对美国也是很麻烦的技术,因为它需要大量淡水,海上颠簸环境长期使用中的高压管路防泄漏、防侵蚀很麻烦,汽包重新加压时间长,不宜反复密集出动。这次最惊人的就是,中国创造了一个奇迹,跳过蒸汽弹射,直接实现了电磁弹射。据说这归功于马伟明院士的跨越式发展,他的豪言壮语“要领先就领先美国”感动了很多人。


跟蒸汽弹射相比,电磁弹射的功率可调,便于在重型战斗机、舰载预警机和轻得多的无人机之间最优适配。以前经常有人说,电磁弹射必须用核动力,因为常规动力不足以驱动。这话是错的,福建号就是常规动力。电磁弹射对峰值用电量的需求很高,但这应该是靠储能装置解决,而不是靠发电机本身解决。无论是核动力还是常规动力,发电机都不足以跟上急剧升降的峰值用电需求,但加上储能之后就可以了。


最后我们来谈谈福建号的动力。可能有不少人在遗憾,它不是核动力。实际上,这抓错了重点。如前所述,起降方式才是航母的首要指标,而福建号实现了目前最先进的CATOBAR。


在核动力方面,虽然中国有核电站的丰富经验,但对舰用核反应堆还是个新手。在海上颠簸的舰用核动力要确保几十年没有跑冒滴漏,不经过长期严格的装船测试是无法做到的。因此,中国目前根本不会考虑用核动力。


更奇妙的是,核动力对航母究竟有没有必要还是个问题。核动力的显著优势是无限航程,但航母不能单独跑,是需要护航舰队的。你航母要无限航程了,那护航舰队是不是也要无限航程啊?那么护航的驱逐舰、巡洋舰等等也需要核动力。但昂贵的成本姑且不论,核反应堆本身占用了大量的吨位,压缩了舰上的作战系统,这就很尴尬了。晨枫的文章里显示了一张图,令人发笑:加利福尼亚级巡洋舰可能是历史上最简约派的巡洋舰,甲板空空如也。为什么呢?反应堆太重了,留给作战系统的吨位太少了。因此,美国现在也不玩全核动力舰队了。


还有一点一般人不知道的是,核动力航母中期更换燃料需要四五年,全寿命的可出动率受到很大影响。如果换燃料时正好发生战争,怎么办?如果拖着不换,在海上出击到一半没动力了,更是要坏大事。

因此,福建号不用核动力并不算损失,而用上CATOBAR是明显的收益。如果说它有什么缺憾,那应该说是吨位不够大,“只有”8万多吨,虽然这已经是仅次于美国的数值了,比俄罗斯、英国、法国等国的航母都要大。美国的尼米兹级航母最高的达到10万吨,福特级更是达到11万吨。


对我们当前来说,小步快跑,在实践中检验和优化新技术、新战术,尽快形成战斗力,是最重要的任务。毕竟,福建省的对面还在等着福建号。



■ 扩展阅读:
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■ 作者简介:本文作者袁岚峰,中国科学技术大学化学博士,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员,中国科学技术大学科技传播系副主任,中国科学院科学传播研究中心副主任,科技与战略风云学会会长,“科技袁人”节目主讲人,安徽省科学技术协会常务委员,中国青少年新媒体协会常务理事,中国科普作家协会理事,入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物,微博@中科大胡不归,知乎@袁岚峰(https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8)。

■ 责任编辑:KK.



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