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深究003航母彈射器及升降機數量, 才知中國設計師的高明之處

自003航母“福建”艦下水之後,這艘航母的很多細節得以公之於眾,很多人認為8萬餘噸的“福建”艦搭配了三部電磁彈射器以及兩部艦載機升降機,在數量上分別比美國新一代的“福特”級航空母艦少了一部,綜合戰力肯定與“福特”級存在很大的差距,畢竟彈射器以及升降機直接決定了艦載機的運轉起飛效率。那麼配備三條彈射器以及兩部升降機的“福建”艦真的與美國的核動力航母存在很大的差距嗎?今天筆者就跟大家聊一聊航空母艦的彈射器以及升降機的問題。

深究003航母彈射器及升降機數量, 才知中國設計師的高明之處

福建號航母的三條電磁彈射器以及兩部升降機

彈射器並非越多越好

目前世界上現役配備彈射器的航母分別有美國的“尼米茲”級、“福特”級航母,法國的“戴高樂”號航母以及中國的“福建”號航母,其中美國的兩型航母都配備了四部蒸汽/電磁彈射器,兩部位於艦艏起飛區,兩部位於左舷起飛區;法國“戴高樂”號擁有兩部蒸汽彈射器,一部位於艦艏起飛區,一部位於左舷起飛區;中國的“福建”號航母擁有三部電磁彈射器,其中兩部位於艦艏起飛區,一部位於左舷起飛區。“福建”號航母比美國核動力航母少了一部左舷彈射器,比法國“戴高樂”號航母多了一部艦艏彈射器,然而“福建”號噸位比“戴高樂”號多了4萬噸,比美國航母僅少了1萬噸,從噸位差距來看彈射器數量似乎有些不合理。

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“福特”級航母擁有四部彈射器

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福建號與福特號航母對比圖

一般而言,隨著航母彈射器數量的增加,一個波次的艦載機起飛等待時間也隨之減少。相關研究顯示,當航母只有一部彈射器時,一個波次的艦載機平均等待時間為28。3分鐘;當彈射器數量增加到兩部時,等待時間降低至12。5分鐘;當彈射器數量增加到3部時,平均等待時間進一步降低至6。1分;當彈射器數量增加到4部時,等待時間將至3。1分鐘。可以看出,當彈射器數量超過3部時之後,艦載機等待時間已經降低至降低數值,此時再增加彈射器數量所帶來的增益已經十分有限。

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美國航母彈射艦載機

雖然美國“尼米茲”級航母以及“福特”級航母都配備有四部彈射器,但是這四部彈射器並不可以同時使用,艦艏的1、2號彈射器以及左舷的3、4號彈射器為了避免艦載機之間的相互干擾,都需要交替進行彈射,也就是說一架艦載機起飛後,在另外一部彈射器上待命的艦載機可以在半分鐘之內彈射升空。不過在同一時間之內,只有1、3號,1、4號以及2、4號彈射器能夠同時起飛戰機,2、3號彈射器存在艦載機相關干擾的問題,一般不會在這兩條彈射器上同時起飛艦載機。

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尼米茲航母彈射器位置示意圖

事實上根據美國海軍的各項演習資料來看,四部彈射器全部用來彈射艦載機的情況並不多見,在大多數情況只有2~3部彈射器同時工作。由於左舷的兩部彈射器佔據了艦載機降落區,3、4號彈射器的利用頻率明顯不如艦艏的1、2號彈射器,早高強度使用環境下,航空母艦需要同時兼顧艦載機的放飛以及回收工作,隨著艦載機攻擊波次的增加,左舷彈射器的利用率逐步降低,直至完全不用。

不過這並不意味著四部彈射器存在著浪費,這是因為考慮到彈射器的故障問題,配足了四條彈射器才能保證航母隨時都有2~3部彈射器可用,這樣才能保障航母的戰力,從這一點上來看,美國核動力航母自始至終配備四部彈射器是非常有道理的。然而四部彈射器也給美國的航母帶來了一定的麻煩,這主要是因為安裝彈射器需要在飛行甲板上設定近100米的開口,會極大地影響飛行甲板的強度,另外彈射器本身體積以及重量巨大,會抬高航母的重心,對航母穩定性造成不利的影響。

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福建號航母CG圖

相較於美國的核動力航母,我國的“福建”號航母少了3號彈射器,從實際使用情況來看,這條彈射器的使用頻率較低,少了這一條彈射器並不會對艦載機的起飛頻率造成太大的影響。考慮到美國“福特”級航母電磁彈射系統平均故障間隔為181架次,穩定性、可靠性遠不及我國的電磁彈射系統,裝備三部電磁彈射器的“福建”號在艦載機出動頻率上未必低於美國的“福特”級航母。

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電磁彈射測試

雖然美國的“尼米茲”級上的蒸汽彈射系統成熟可靠,但是考慮到電磁彈射系統在彈射效率上遠優於蒸汽彈射系統,“福建”號航母3部彈射器未必輸與“尼米茲”級航母。

艦載機升降機也不是越多越好

艦載機透過升降機來實現飛行甲板以及機庫之間的運轉,是現代航空母艦的重要部件。美國“尼米茲”級航母擁有四部艦載機升降機,其中艦島前方兩部,後方一部,左舷一部,“福特”級航母擁有三部升降機,其中艦島前方兩部,左舷一部。與美國的核動力航母相比,我國的“福建”號航母只在右舷配備了兩部升降機,在數量上存在一定的差額。

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中美航母艦載機升降機對比

從美國“尼米茲”級航母數十年的使用經驗來看,4部升降機已經超出了實際的需求,基本上不存在四部升降機同時作業的情況。4部升降機大量佔用了舷邊停機位以及保障區面積,對甲板艦載機調運產生不利的影響;同時升降機也降低了航母側舷的結構強度以及防護能力,反艦導彈一旦命中機庫開口,就會造成難以估量的損失。所以美國新一代的“福特”級航母將升降機數量降至了3部,取消了艦島後方最不常用的一部升降機,並將艦島移到了後方,拉大了艦島前方兩部升降機距離,兩部升降機之間可以停放4架艦載機,提升了側舷艦載機的運轉效率。

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美軍尼米茲航母上的艦載機升降機

此外,美國“福特”級航母採用了更為先進的電磁系統升降機,運轉效率比“尼米茲”級航母裝備的液壓滑輪升降機高很多,如此一來“福特”級航母的3部升降機並不會弱於“尼米茲”級的四部升降機。

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美國兩代航母俯視對比圖

相較於美國的“福特”級航母,我國的“福建”艦少了一部左舷升降機,而這部升降機在平時使用過程中受到諸多的限制,使用頻次明顯比不上右舷的升降機。其實,無論是美國的“尼米茲”級航母還是“福特”級航母,左舷升降機都存在著在艦載機回收作業中無法使用的問題,這是因為艦載機的回收作業危險區域覆蓋了左舷的升降機,在降落大翼展的E-2D預警機時存在著撞擊左舷升降機上艦載機的可能。此外,美國“尼米茲”級航母艦島後方的一部升降機同樣也存在著過於靠近艦載機回收作業區問題,使用頻次也很低。

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福建號航母想象圖

由於“福建”號航母艦島比較居中,艦島後方的一部升降機距離艦載機回收作業區的距離較遠,並不會受到艦載機降落的影響,可以說兩部升降機可以在任何時間段作業,完全可以發揮全部的轉運效率。

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尼米茲級航母降落風險區

不過缺少左舷升降機也意味著“福建”號航母艦載機在降落後,需要穿越飛行甲板才能回收到機庫,這會加大甲板作業人員的工作量,對甲板運作效率產生不利的影響。不過考慮到“福建”號航母噸位以及艦載機總量較美國的“福特”級航母存在一定的差距,所以艦載機運轉總工作量並沒有美國航母那麼多,配備兩部升降機基本上可以滿足實際的需求。

綜合來看,我國“福建”號航母是根據自身的實際情況來配備彈射器以及升降機,並沒有完全追隨美國航母的設計,這正是中國設計師的高明之處,所以三部彈射器以及兩部升降機並不意味著“福建”號航母的戰鬥力要差一截。

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