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從遠遠落後,到一舉反超,福建艦總體技術水平已領先「福特」號

2024-05-12軍情

中國首艘電彈航母福建艦完成了為期8天的首次航行試驗任務,成功歸航江南造船廠碼頭。

此次海試標誌著備受矚目的福建艦首次試航圓滿收官。

目前,全球僅有兩艘電彈航母,分別是美國的「福特」號和中國的福建艦,那麽如何

對這兩艘航母進行定位呢?

看起來,「福特」號似乎是全球首屈一指的電動彈射航母,而且已經在服役六年,具備了巨大的優勢。

然而,實際上,就綜合技術水平而言,福建艦已經超越了「福特」號,可謂是當今世界上最先進的航母。

主要原因在於,福建艦在幾個關鍵技術領域的套用水平都超越了「福特」號。

先審視一下彈射系統。盡管福建艦的海上測試比較晚,但是它的電磁彈射系統已經在陸上和港口進行了全面的測試,可以進行詳盡的比較。

總的來說,就技術水平胡成熟度而言,福建艦的電磁彈射系統已經超越了「福特」號。

一,故障隔離效能

有多篇報道提到,「福特」號航母的四個彈射器共享一套電力儲存和轉換系統,這一說法令人難以置信。

畢竟,美國在航母領域擁有豐富經驗,不太可能犯下如此低階的錯誤。

實際情況是,「福特」號配備了四個飛輪儲能裝置,但相應的變電、整流和傳動系統並非四套,這是由於這些裝置占地面積過大,而「福特」號的艦體空間有限,無法容納更多的裝置。

這個問題源自於其電磁彈射系統的體積和重量嚴重超標。

根據設計要求,「福特」號航母的電磁彈射器應該控制在225噸和425立方米以下,然而最終卻達到了630噸和1061.4立方米,超出標準兩倍以上。

超重問題相對較小,因為美國並非印度,航母重心的平衡還是可以做到的。

然而,體積超過兩倍就十分嚴重了。

本來,「福特」號應設計為擁有4套獨立的變電、整流和傳動系統,但現在只能減少其中幾套。

這樣一來,要對單個電磁彈射系統的故障進行有效的電氣隔離就變得非常困難。

在3975次彈射起飛試驗中,平均每181次彈射就會出現一次故障,遠遠低於設計值4166次。

雖然福建艦的電磁彈射器缺乏類似的數據支持,但它僅配備了3套電磁彈射器,少了一套儲能裝置。

此外,采用了省去大量整流、變電、傳統系統的中壓直流綜合電力系統。

值得一提的是,福建艦從首次在港內進行公開彈射測試到首次海試只間隔了不到半年,這表明福建艦的電磁彈射系統已經比「福特」號更為可靠。

二,儲能裝置的可靠性

「福特」號的設計始於上世紀九十年代,當時中國甚至還沒有航母,更別提像電磁彈射這樣的先進技術。

美國當然會謹慎對待這項技術,因此他們選擇了結構相對簡單的飛輪儲能系統,但其可靠性和安全性並不理想。

雖然飛輪儲能在磁懸浮列車上表現出色,但在電磁彈射這種高功率場合下,安全性和穩定性難以保障。

因此,美國計劃先積累經驗,待以後逐步改進。

確保安全和穩定:在飛輪儲能系統中,必須面對高速旋轉的飛輪和巨大的能量儲備,因此必須保證其安全性和穩定性。

處理意外事件和故障,比如飛輪失速或破裂,是飛輪儲能技術發展過程中需要應對的挑戰之一。

天有不測風雲,中國的福建艦決定采用超級電容儲能系統,這一舉動讓「福特」號航母的領先地位岌岌可危。

更令人擔憂的是,「福特」號艦隊多年來一直未能解決飛輪儲能系統的可靠性問題,現在不得不面對困境。

眼看福建艦就要投入使用,他們終於決定冒險,在「甘迺迪」號航母上也采用了超級電容儲能系統。

然而,這個決定並不容易執行,不僅需要攻克超級電容技術難題,還需要徹底改造艦船的各個系統,這幾乎等同於重新設計一艘新航母。

因此,「甘迺迪」號迄今仍然處於安裝和偵錯階段,可能無法按時完成海試,這給福建艦的服役時間帶來了更多的不確定性。

福建艦所采用的是國內最新開發的中壓直流綜合電力系統。

相比之下,「福特」級則沿用了傳統的中壓交流綜合電力系統。

中壓直流綜合電力系統可直接輸送直流電至螺旋槳電機,因此省去了整流、變電、傳動系統以及大量管線,使得其輸配電過程中的能量損耗顯著降低。

這一系統的效率從60%提升至90%,可靠性也大幅增強,堪稱一代領先技術,毫不誇張。

再審視電子裝置,福建艦內整合了不少相控陣天線,其中近防炮的天線就有48面。雷達、通訊、電子戰方面的天線幾乎都采用了相控陣技術。

特別值得一提的是,後來增加的16面「爆反」天線更是技術先進。

相較於「福特」號的簡陋艦島,哪個更先進一目了然。

最後觀察艦載機。

目前的看法是,因為其基本設計和後發優勢,福建艦在艦載四代機、五代機和預警機這三個主要型號上都比「福特」號更為強大。

殲-35相較於F-35C有著更勝一籌的優勢。

身為一款空優型的第五代戰鬥機,殲-35在速度和超音速機動性方面明顯優於F-35C。

後者雖然被定位為一款戰鬥攻擊機,強調其多功能性,但在空戰效能上只能做到兼顧,而其翼載量僅約為530公斤,這一點便是明證。

盡管F-35C在多功能效能方面優於殲-35,但艦載戰鬥機面臨的作戰環境要比陸基戰鬥機更為嚴峻。

因此,首要任務是確保在空戰中生存,這樣才能談及執行其他任務。

F18E/F在與殲15B相比時將面臨挑戰。

隨著殲15B實作彈射起飛,並達到33噸的最大起飛重量,其身為全球最大艦載戰鬥機的優勢將得到充分發揮,特別是在航程和攜載彈荷方面,殲15將領先於F18E/F。

此外,考慮到殲15B的服役時間較晚,有望裝備先進的氮化鎵有源相控陣雷達,這為其賦予了後發優勢,至少在超視距空戰中不會因自身雷達橫截面積過大而處於劣勢。

三、對於E-2D而言,空警600展現了新的有利競爭。

E-2D以碳化矽元件為特色,據稱透過提升功率,其1平方米目標的偵測範圍可達550公裏,這一資料來源自美國的官方公告,顯得頗為引人註目,甚至超越了空警500的表現。

然而,這一數據的真實性引起了一些疑問。

雖然中國在碳化矽領域的進展報道較少,但氮化鎵材料的套用卻取得了重大突破,雖然是否已套用於空警600尚不得而知。

可以肯定的是,空警600將大量采用數位陣列技術,充分借鑒了空警500積累的成熟技術優勢,實作了「小型平台,大規模預警」的目標。

因此,空警600的數位化水平很可能遠遠超越了E-2D。

恐怕只有在動力系統方面,「福特」號比福建艦更先進。

從福建艦海試冒黑煙這一跡象來看,我們可以確定它采用的是蒸汽輪機作為主動力系統,盡管功率比山東艦大得多。

然而,在西太平洋這一區域,與福建艦相比,「福特」號的核子動力優勢並不十分明顯。

可見,福建艦在諸如電磁彈射器、船載電子系統、雷達以及艦載機等方面,除了動力系統之外,均展現出相當的領先優勢,這使得其在整體上比「福特」號更為先進。

然而,鑒於目前尚不清楚「甘迺迪」號在哪些方面進行了改進,因此暫時無法確立福建艦是否比「甘迺迪」號更為先進。

不過,「甘迺迪」號的建造進度顯然滯後,這一點是確定無疑的。

至於「甘迺迪」號是否能夠透過套用更先進的技術來實作反超,則只能等待觀察。