“福特”号航母的模拟图
“福特”号航母的建造现场
近日,美国海军新一代航空母舰“福特”号航母结束第一轮的海上测试,距离其正式服役迈出了重要一步。和大名鼎鼎的“尼米兹”级航母相比,“福特”级集中了美国最新的科技成果,综合性能独领风骚。下面,让我们一起细数——
由于“尼米兹”级核动力航母太过于成功,“福特”号下水后总被媒体拿来和“尼米兹”级进行对比。从总体设计上看,“福特”号与“尼米兹”级相似,并没有脱胎换骨的变化。但是美国海军认为航母保持先进的诀窍是“平台+载体”,航母上的各种子系统决定其性能的好坏。基于这种理念,“福特”级航母继承了“尼米兹”级航母成熟的总体设计,同时也有效降低了舰体建造的难度,控制了生产成本。
虽然舰体变化不大,但其“载体”性能却发生了翻天覆地的变化。
更加高效的“飞机弹弓”
——电磁弹射系统
舰载机要想在航母甲板起飞,要么借助上翘式的滑跃甲板,要么使用弹射系统。与滑跃起飞方式相比,弹射起飞的战机可以更重,可以搭载更多的武器弹药和油料,具备更强大的战斗力。“福特”级航母使用的是后者,并且是世界最先进的电磁弹射系统。
与蒸汽弹射系统相比,电磁弹射系统的优势有三点:一是体积紧凑,结构简洁,零部件少,节省了大量的舰体空间,并有利于维修保养。二是弹射的功率可以调节,不仅可以弹射30多吨挂满武器的重型舰载机,也可以弹射几百公斤的无人机,明显提升其任务弹性。三是弹射效率高。在100米的距离内就可以把飞机加速到160公里的时速,不到两分钟便可弹射一架战机,使“福特”级的战机日出动数量提升到160架次,相比“尼米兹”级提升了近30%,使航母的航空打击能力迅速提升。
更加澎湃的“心脏”
——新型核动力系统
澎湃的动力是航母作战能力的关键所在。目前世界上的航母主要的动力有3种:蒸汽轮机、燃气轮机和核动力。美国的航母全部采用核动力系统,主要是因为其体积小,重量轻,为搭载更多的航空油料和弹药创造了条件,并且可以十多年不用更换燃料,基本具备无限续航能力。
“福特”级航母采用了新研制的A1B型核反应堆,相对“尼米兹”级航母的核反应堆,它可以输出20兆瓦的输出功率,发电量是“尼米兹”级的3倍,这为航母上的电磁弹射系统、涡轮电力拦阻装置、双波段雷达、电磁轨道炮等“电老虎”供应了充足的能量。更为突出的是,在50年的服役期内,该型核反应堆可以不用更换核燃料,这显著提升了“福特”级航母的有效服役时间。除此之外,该型核反应堆的构件大大减少,维修保养更为简单,总计减少了动力系统部门50%的人员编制,有效降低了运行成本。
来去无踪的“海上鹰群”
——先进的舰载机
航母的舰载机主要分两种,一种是固定翼舰载机,一种是直升机。前者主要承担远程防空、对地对海攻击、战区预警以及运输等任务,后者主要承担反潜、扫雷以及人员搜救等任务。“福特”级航母搭载的是美国最新型的舰载机。以固定翼飞机为例,其装备了F/A-18E/F超级大黄蜂战斗攻击机,E/F18G“咆哮者”电子战飞机,E-2D鹰眼预警机等先进战机。不久的将来,F-35C型隐身战斗机和X-47B隐身无人机也将上舰服役,成为“福特”级的“黑风双煞”。
F-35C隐身战斗机属于第四代战机,其突出优势在于通过外形修型、内置武器、使用吸波涂料等方式,使其具备良好的雷达隐身性能,并且装备了矢量喷管,从而在海空对抗中具有不对称的优势,做到先敌发现、先敌开火。同时其作战半径拓展到1000公里左右,在空中加油机的支持下,可以扩大到2000公里,有效提升了航母的打击范围。
X-47B隐身舰载机是革命性成果,也是人类历史上第一款舰载隐身无人机,它可以携带将近两吨的精确制导武器,执行远程侦查和对地对海攻击任务。与有人战机相比,无人机成本低廉,维护简单,并且没有人员伤亡的负担,代表了未来海军舰载机的发展方向。
更加犀利的“海天神眼”
——双波段雷达系统
雷达是军舰的眼睛,看得越远,越清楚,越有利于航母掌控海空情,从而为发动攻击和实施防御提供充分的信息支持。目前现役的航母雷达系统比较复杂,航母的舰岛上方,以及桅杆上可谓雷达林立,对空警戒雷达、对海搜索雷达、导航雷达、火控雷达等占据了很大的空间。
“福特”级航母的雷达系统发生了巨大变化,原来相互独立的雷达系统被双波段雷达所取代。该型雷达采用有源相控阵天线,分布在舰岛的前方和后方,简洁明快,利于航母隐身。该雷达系统由S波段广域搜索雷达和X波段多功能雷达组成,每个波段各有3个有源相控阵天线。前者主要用于中高空探测与跟踪,后者用于中低空及海平面的探测与跟踪及为拦截目标提供火控支持,能够支持防空作战、对岸攻击、海上火力支援、海上搜索、舰艇导航等作战任务。这两个波段的雷达共用一套信号及数据处理系统,重量和体积都有所减少。在双波段雷达这个“海天神眼”的支持下,再加上改进型的防空反导武器,“福特”级航母的抗饱和攻击能力明显提升。
更加安全的“飞机神捕”
——涡轮电力拦阻系统
相对舰载机的弹射起飞,在浩瀚大洋上驾驶飞机降落在几百米长的航母甲板上技术难度更大。为此人类发明了菲涅尔镜光学助降装置,以及索式飞机拦阻降落系统。不过,目前世界海军装备的拦阻系统并不允许太重的飞机降落,因为飞机必须抛弃弹药和多余的油料减重后才能安全着舰。在武器越来越贵的今天,这无疑是十分浪费的行为。
为解决这个问题,“福特”级航母使用了新型的涡轮电力拦阻系统。它由拦阻机系统、数字控制设备、拦阻索及滑轮等分系统组成。先进拦阻装置最大的钩锁速度达87米/秒,最大吸能量为95兆焦,在先进精确着舰引导系统的支持下,可以让重量更大和速度更快的舰载机安全着舰。同时,该系统通过控制感应机的动态控制子系统,可以自动降低拦阻索的张力峰值,精确控制舰载机尾钩承受的压力和舰载机在甲板上的停留位置,使其具备回收无人机的能力。
当然,“福特”级航母的先进系统远不止以上5种,其重型舰载补给装置、电磁弹药升降机、海水淡化系统、指控系统等也颇有看点,共同赋予“福特”级领先世界的强大战斗力。不远的将来,大量“福特”级航母将成为美国海军的主力。它们既有可能成为维护世界和平的柱石,也有可能是搅乱世界、维护霸权的大棒。