理性看待军博航母模型

源济

理性看待军博航母模型①：战斗机出动率应为核心指标

澎湃新闻特约撰稿 包晓

2017-08-09 11:42 来源：澎湃新闻

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7月底，中国军事革命博物馆展示的数件军模样品在互联网上炸开了锅。其中，一艘搭载有大量先进舰载机、无人舰载机的航母模型引发舆论热议。这艘航母模型上搭载有空警-600舰载固定翼预警机等先进舰载机、4条弹射轨道等。笔者认为，这个模型与一旁的“辽宁舰”航母模型相比制作略显粗糙，尤其是比例尺不严谨。事实上，据《环球时报》后续报道称，“该航母模型不是这次建军90周年主题展的展品，它也并非代表中国海军下一代航母的设计方案，而是一件用于航母科普教育的功能演示模型”。

不过，这艘航母在一定程度上代表了未来我国航母的“终极形态”，即接近刚刚服役的美国福特级首舰“福特” 号航母。在外界对国产航母的热情空前高涨的情况下，我们可以对该模型做一细节分析，并就国产航母的技术演进路线进行一番梳理，以获得一些启示。

中国军事革命博物馆展示的航母军模样品。

模型解析：舰载机与跑道是看点

该模型有几个显著的特征：航母尾部着陆跑道左侧增加了大型停机区，从该航母的宽度（两架歼-20的长度加一架歼-20的翼展）来看，应该能够达到“福特”号的水准；外形酷似“歼-20”的舰载机模型出现在航母甲板上，外形酷似X-47B的隐身无人机模型也出现在航母上；岛式上层建筑结构紧凑，采用三层设计，主桅采用隐身设计，搭载了双波段天线；由于看不到排气口，航母很可能使用核反应堆作为动力来源；外形酷似“空警600”的固定翼舰载预警机停留在弹射器的起点；航母装有四部弹射器……这些都是航母模型的“爆点”。

*歼-20、固定翼舰载预警机和大型无人机上舰

歼-20服役之后，外界对海军能拥有一款重型隐身舰载机怀有极高的期待。笔者认为，歼-20上舰正是互联网舆论试图将国产航母对标美军核动力航母所形成的心理预期。未来我国舰载机的发展一定走四代机的路线，但应该不是歼-20的舰载型，其原因笔者在下篇会重点谈。

中国军事革命博物馆展示的航母军模样品。

固定翼舰载预警机的现身应该是最大的亮点，因为困扰“辽宁” 号战力发挥的最大短板，非缺乏固定翼预警机莫属。直升机预警机的弊端众所周知：巡航时间短、巡航半径小。由于缺乏固定翼预警机，评估“辽宁” 号的实际作战能力与半径成为一个难题。“辽宁” 号之所以无法搭载固定翼预警机，一种被广泛认可的原因是没有弹射器，如美国的E-2C舰载预警机，必须通过弹射才能在甲板上起飞。不过前苏联在为其“乌里扬诺夫斯克”号核动力航母测试固定翼舰载预警机时，认为在换装足够大推力的涡桨发动机之后，雅克-44是能够利用滑跃甲板起飞的。只是由于苏联解体，所有的试验都停止了。

模型上搭载的预警机模型应当是空警600，基于运-7的平台改造而来。从尺寸看，空警600的长度超过美军的E-2D。E-2D虽然先进，但实际使用中暴露出的问题也不少——主要是尺寸太小，只能搭载三名设备操纵员，导致操作人员的工作强度高，一定程度上限制了E-2D的滞空时间。空警600的尺寸更大，能够为设备操纵员提供更为舒适的工作环境。

*弹射器现身

这艘航母模型上拥有四条弹射通道。根据外形判断，应该包括蒸汽弹射和电磁弹射两种方式——这与我国实际掌握两种技术的传闻相符。不过，一艘航母不可能装备两类弹射器，况且短期内我国的航母即便安装弹射器，也可能只安装两台弹射器。航母模型的岛式上层建筑简洁明了，这表明以055大驱的上层建筑为起点，我国今后大型水面的上层建筑都有可能采用隐身设计和高度集成的一体式桅杆。

国产航母技术演进路线：对比与猜想

这艘航母所代表的选型实际已经被官方否定，那么我国航母，特别是下一艘航母到底会采用何种技术演进路线呢？国产航母一直是舆论场上的热点。回顾过去两艘航母的发展历程不难发现，在看待我国航母发展的路径上，呈现出“民间更激进、官方便保守”的特点。在很多媒体尤其是自媒体看来，我国航母会在短期内达到美国大型核动力航母的水平，“福特”号航母使用的技术，很快将应用在我国国产航母上。这种舆论可以概括为“美国有的，我们不仅要有，而且要尽早有，时不我待。”目前网络上盛传言之003型国产航母就将装备“电磁弹射加核动力装置”。如果这种猜测属实，意味着中国将通过四艘航母走完美国近70年的航母发展之路

但从航母的实际发展过程看，国产航母的技术演进路线相当稳妥的。原本舆论期待首艘国产航母就会使用弹射器，但最终001A就是“辽宁” 号的姊妹姐（不过001A对001内部结构的改进是实质性的）。笔者认为，民间的估计过于乐观，就如有些自媒体在评价此次航母模型时居然使用了“战力超过福特级”这样的话语。如果让航母的规划与建造承载太多非理性的因素，我们就有可能走弯路。

2013年，尹卓少将在接受人民网英文版采访时表示，我国航母的目标是缩小与美国航母的“代差”并最终实现与美国航母的“同代”。这一表态反映了我国航母最终的技术形态。但如何走，则是另一个问题。首先，如何理解“代差”就是个问题。例如尼米兹级的最新一艘“布什”号与福特级的首舰”福特”号，是否存在代差？”布什”号与尼米兹级的首舰又是否存在代差？笔者认为，航母的动力装置、信息化程度、舰载机种类和数量，以及弹射阻拦装置等都是形成代际差异的关键因素，但形成代差的最重要因素是航母战斗群的打击能力，其中战斗机出动率又是航母的核心指标之一。

航母的建造是在各制约要素妥协下的产物。比如，军方提供预算和战术指标，造船厂和舰载机制造商在限定的预算内达到军方的战术指标，包括航母的设计、建造和舰载机的选型。由于衡量航母／航母战斗群战力的核心指标是出动率，因此，航母的建造和舰载机的选型都要紧紧围绕出动率这一指标。

（未完待续）

源济

理性看待军博航母模型②：勾勒我国航母的技术演进路线

澎湃新闻特约撰稿 包晓

2017-08-10 11:48 来源：澎湃新闻

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军博展示弹射航母模型。浩汉防务 图

舰载机选型

在甲板面积狭小的航母上，舰载机群的战斗力受制于诸多因素，最重要的是舰载机的数量。“福特”号搭载大约75架舰载机。按照美国海军的要求，战争首日航母战斗群的出动架次至少要达到140架次/天，到了“福特号”，这一数量被提高到180架次／天。即便是常规动力的英国“伊丽莎白女王”号，在搭载36架F-35B的情况下，也能够实现每日108架次的出动率，接近尼米兹级的水准。

为达到较高的出动率水平，除了增加舰载机的数量，还需要优化舰载机的调度和调配。比如，舰载机在两次出动之间如何进行补给和维护，其作业效率如何提升？甲板上的战斗机如何摆放才能保障以最快的速度连续放飞与着陆？因此，舰载机设计需要兼顾多项约束性指标：尺寸必须适中——保证航母能够携带较多的数量，并具备一定的作战半径；要有合理的气动布局，保证最大起飞重量与空重之间的适当比例，使着舰速度尽可能低。所以，舰载机的设计绝不可能完全像空军主战机型那样突出隐身与大航程，更不是为空军主战飞机安上着陆尾陆勾或强化起落架即可。以“辽宁”号为例，如果搭载20架歼-15，以每架舰载机能够实现2.5次／天出动率计算，也仅能实现50架次／天的出动率，仅相当于美军核动力航母的1／2不到。由此可见，受制于歼-15的尺寸，”辽宁”号携带的舰载机数量严重影响了战斗力的生成。笔者认为，短期内歼-15不会被替代，毕竟弹射型的歼-15也已经在研发，但我国新型舰载机的研发可能也已进行。

所以，要保证舰载机的出动率，就必须通过压缩舰载机的尺寸来增加载机数量，隐身会是下一代舰载机的主要特征，但需要与其他因素妥协，无法像空军的歼-20那样追求全向隐身。笔者认为，歼-20作为空军机型，设计时不会过多计较尺寸。但歼-20要上舰，就需要进行重大修改：包括尺寸压缩，修改气动外形、增大机翼面积以降低进近速度，提高机身结构强度以适应航母起降（这会进而导致机身增重，遇到类似F-35C的问题）。歼-20如果按照舰载机的要求进行大改，最终可能就是一款新的机型，隐身能力也可能被迫修改。我国航母的确需要优秀的舰载机，但是否一定要从歼-20衍生而来，乃至将隐身作为首要的战术指标，都需要军方在使用航母的过程中逐步摸索，围绕战术要求作出决策。

电磁弹射

福特级航母使用了通用原子公司制造的电磁弹射器，阻拦装置也改为电磁控制阻拦索的阻尼。电磁弹射/阻拦的最大优势在于能够精确控制弹射和阻拦的力度，机械装置大幅减少，维护成本远小于传统的蒸汽弹射装置；美军的电磁弹射要求系统在45秒内完成储能，会大大提高舰载机的出动率。但问题是，电磁弹射/阻拦系统海上长期使用的可靠性仍有待检验。美军通常使用两条弹射器进行舰载机起飞作业，如果使用电磁弹射，那么每隔45秒便能弹射一架32吨重的F-35c；如果是轻载的舰载机，则间隔时间更短。按照目前的数据进行测算，福特级放飞舰载机的效率至少比尼米兹级高出25%（尼米兹级蒸汽弹射器的最小弹射间隔为1分钟）。

在拥有巨大优势的同时，电磁弹射的缺点也可能是致命的。除了刚才提到的可靠性问题，电磁弹射对舰艇的供电系统峰值负荷与管理也提出了巨大的挑战。为此，“福特” 号使用两台A1B反应堆，具备200MW的峰值发电能力，比“尼米兹”级高出了50%以上，为电磁弹射提供了保证。

我国在电磁弹射方面的科研进展也很快。据媒体报道，我国已经攻克了电磁弹射的关键技术难关。网络上还有援引中国工程院马伟明院士的话称，决策者在蒸汽弹射和电磁弹射之间需要权衡，甚至推迟了新一艘国产航母开工。这些消息都有待进一步的确认，不过外界对于下一艘国产航母采用电磁弹射的预期非常强烈。

笔者认为，电磁弹射从完成陆上原理验证到具备上舰测试之间，还有诸多技术难关需要攻克。首先是电磁弹射装置的陆地验证到上舰之间，还需要经历很多技术难关，研发的过程非常漫长。以美国为例，航母开工之时，其他子系统（例如舰载机系统、动力系统、弹射／阻拦包括是否采用弹射）的设计应当已大体成熟。“福特”号虽是今年服役，但其电磁弹射系统的制造商通用原子是在2004年就拿到了生产样品合同，2009-2011年开始进行海军主要舰载机的试飞测试，而“福特”号首次在舰上用电磁弹射放飞主力舰载机F／A-18E更是在7月28日才完成。单一关键项目的成败会极大地影响航母的整体进度。在我国急需形成航母战斗力的大背景下，究竟是应等待，还是先选择更为成熟的蒸汽弹射器呢？

其次是我国航母的弹射器形式与航母吨位、动力之间的匹配性。有一种说法认为，只有核动力航母才能够安装电磁弹射器，但事实上，核动力与电磁弹射之间并无必然联系，后者取决于电磁弹射器的安装数量与航母的吨位。公开资料显示，2009年英国曾与GA（通用原子公司）签订采购电磁弹射装置的合同，用于弹射F-35C，但2011年因成本原因取消，英国最终选择了F-35B。“伊丽莎白女王”号航母是一艘6万吨级的航母，使用2台燃气轮机和4台柴油机作为主动力，带动4台总输出功率为80MW的发电机。按照原计划，“伊丽莎白女王”号应当安装两条电磁弹射装置。因此从技术上说，对于6万吨级的航母来说，常规动力能够支撑电磁弹射所需要的大功率输出——这为我国的航母设计与建造提供了参照系。不过如果吨位进一步上升，达到10万吨级别，电磁弹射器装置数量提高到4台，那么常规航母的动力输出和续航里程可能会大幅度下降。

笔者认为，选择蒸汽弹射与电磁弹射是两条截然不同的技术演进路线。如果我国下一艘航母就使用弹射器，那么选择可靠性更强、技术风险更小的蒸汽弹射的可能性更大，以保障航母的建造进度；如果下一艘航母继续沿用滑跃起飞，则可以认为我国正在为电磁弹射成功上舰争取时间。

核动力

核动力对大型航母的好处显而易见。我国航母朝更大的吨位发展是必然趋势，核动力也是必经之路。但是，我国仍缺少核动力航母出现之前的过渡船型：大型核动力水面舰艇。

美国和法国开发使用核动力航母的实践证明，为航母研发的核反应堆必须专门研制，且经过验证。今年6月有一则关注度相对较低的消息，即中船集团和中国核工业集团宣布联合研制我国的核动力破冰船。笔者认为，这条消息验证了我国正在逐步弥补这块关键的短板——以破冰船这样的大型平台来验证舰用核反应堆，其目的之一就是为航母最终的核动力装置选型、定型。因此，笔者判断，在我国的核动力破冰船下水之前，我国航母的动力不会贸然转移至核动力，更不可能出现在航母上率先使用核反应堆，让航母当“小白”的情况。

小结：我国航母的技术演进路线

前面提到过，当前困扰我国航母在远洋进行部署的最短板是固定翼预警机。如果从尽快形成航母战斗力的角度出发，国产航母有比较大的概率去遵循从“常规动力+滑跃起飞（001和001A）”至“常规动力+蒸汽弹射（002）”，再到“核动力+电磁弹射”的路线。因此，下一艘002型国产航母很可能在维持6-7万吨排水量的基础上，安装2部蒸汽弹射器；舰载机则继续使用歼-15，同时解决舰载固定翼预警机上舰的问题。

目前看来，我国航母的技术演进路线可以概括为：以稳中求进为原则，通过20-30年的时间，积累起完整的航母制造经验，形成完备的作战体系，从而组建起一支能够有效捍卫主权、在西太平洋地区制衡美国的军事力量。