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从远远落后,到一举反超,福建舰总体技术水平已领先「福特」号

2024-05-12军情

我国首艘电弹航母福建舰完成了为期8天的首次航行试验任务,成功归航江南造船厂码头。

此次海试标志着备受瞩目的福建舰首次试航圆满收官。

目前,全球仅有两艘电弹航母,分别是美国的「福特」号和我国的福建舰,那么如何

对这两艘航母进行定位呢?

看起来,「福特」号似乎是全球首屈一指的电动弹射航母,而且已经在服役六年,具备了巨大的优势。

然而,实际上,就综合技术水平而言,福建舰已经超越了「福特」号,可谓是当今世界上最先进的航母。

主要原因在于,福建舰在几个关键技术领域的应用水平都超越了「福特」号。

先审视一下弹射系统。尽管福建舰的海上测试比较晚,但是它的电磁弹射系统已经在陆上和港口进行了全面的测试,可以进行详尽的比较。

总的来说,就技术水平和成熟度而言,福建舰的电磁弹射系统已经超越了「福特」号。

一,故障隔离性能

有多篇报道提到,「福特」号航母的四个弹射器共享一套电力储存和转换系统,这一说法令人难以置信。

毕竟,美国在航母领域拥有丰富经验,不太可能犯下如此低级的错误。

实际情况是,「福特」号配备了四个飞轮储能装置,但相应的变电、整流和传动系统并非四套,这是由于这些设备占地面积过大,而「福特」号的舰体空间有限,无法容纳更多的设备。

这个问题源自于其电磁弹射系统的体积和重量严重超标。

根据设计要求,「福特」号航母的电磁弹射器应该控制在225吨和425立方米以下,然而最终却达到了630吨和1061.4立方米,超出标准两倍以上。

超重问题相对较小,因为美国并非印度,航母重心的平衡还是可以做到的。

然而,体积超过两倍就十分严重了。

本来,「福特」号应设计为拥有4套独立的变电、整流和传动系统,但现在只能减少其中几套。

这样一来,要对单个电磁弹射系统的故障进行有效的电气隔离就变得非常困难。

在3975次弹射起飞试验中,平均每181次弹射就会出现一次故障,远远低于设计值4166次。

虽然福建舰的电磁弹射器缺乏类似的数据支持,但它仅配备了3套电磁弹射器,少了一套储能装置。

此外,采用了省去大量整流、变电、传统系统的中压直流综合电力系统。

值得一提的是,福建舰从首次在港内进行公开弹射测试到首次海试只间隔了不到半年,这表明福建舰的电磁弹射系统已经比「福特」号更为可靠。

二,储能装置的可靠性

「福特」号的设计始于上世纪九十年代,当时中国甚至还没有航母,更别提像电磁弹射这样的先进技术。

美国当然会谨慎对待这项技术,因此他们选择了结构相对简单的飞轮储能系统,但其可靠性和安全性并不理想。

虽然飞轮储能在磁悬浮列车上表现出色,但在电磁弹射这种高功率场合下,安全性和稳定性难以保障。

因此,美国计划先积累经验,待以后逐步改进。

确保安全和稳定:在飞轮储能系统中,必须面对高速旋转的飞轮和巨大的能量储备,因此必须保证其安全性和稳定性。

处理意外事件和故障,比如飞轮失速或破裂,是飞轮储能技术发展过程中需要应对的挑战之一。

天有不测风云,中国的福建舰决定采用超级电容储能系统,这一举动让「福特」号航母的领先地位岌岌可危。

更令人担忧的是,「福特」号舰队多年来一直未能解决飞轮储能系统的可靠性问题,现在不得不面对困境。

眼看福建舰就要投入使用,他们终于决定冒险,在「肯尼迪」号航母上也采用了超级电容储能系统。

然而,这个决定并不容易执行,不仅需要攻克超级电容技术难题,还需要彻底改造舰船的各个系统,这几乎等同于重新设计一艘新航母。

因此,「肯尼迪」号迄今仍然处于安装和调试阶段,可能无法按时完成海试,这给福建舰的服役时间带来了更多的不确定性。

福建舰所采用的是国内最新开发的中压直流综合电力系统。

相比之下,「福特」级则沿用了传统的中压交流综合电力系统。

中压直流综合电力系统可直接输送直流电至螺旋桨电机,因此省去了整流、变电、传动系统以及大量管线,使得其输配电过程中的能量损耗显著降低。

这一系统的效率从60%提升至90%,可靠性也大幅增强,堪称一代领先技术,毫不夸张。

再审视电子设备,福建舰内集成了不少相控阵天线,其中近防炮的天线就有48面。雷达、通信、电子战方面的天线几乎都采用了相控阵技术。

特别值得一提的是,后来增加的16面「爆反」天线更是技术先进。

相较于「福特」号的简陋舰岛,哪个更先进一目了然。

最后观察舰载机。

目前的看法是,因为其基本设计和后发优势,福建舰在舰载四代机、五代机和预警机这三个主要型号上都比「福特」号更为强大。

歼-35相较于F-35C有着更胜一筹的优势。

身为一款空优型的第五代战斗机,歼-35在速度和超音速机动性方面明显优于F-35C。

后者虽然被定位为一款战斗攻击机,强调其多功能性,但在空战性能上只能做到兼顾,而其翼载量仅约为530公斤,这一点便是明证。

尽管F-35C在多功能性能方面优于歼-35,但舰载战斗机面临的作战环境要比陆基战斗机更为严峻。

因此,首要任务是确保在空战中生存,这样才能谈及执行其他任务。

F18E/F在与歼15B相比时将面临挑战。

随着歼15B实现弹射起飞,并达到33吨的最大起飞重量,其身为全球最大舰载战斗机的优势将得到充分发挥,特别是在航程和携载弹荷方面,歼15将领先于F18E/F。

此外,考虑到歼15B的服役时间较晚,有望装备先进的氮化镓有源相控阵雷达,这为其赋予了后发优势,至少在超视距空战中不会因自身雷达横截面积过大而处于劣势。

三、对于E-2D而言,空警600展现了新的竞争优势。

E-2D以碳化硅组件为特色,据称通过提升功率,其1平方米目标的侦测范围可达550公里,这一数据源自美国的官方公告,显得颇为引人注目,甚至超越了空警500的表现。

然而,这一数据的真实性引起了一些疑问。

虽然我国在碳化硅领域的进展报道较少,但氮化镓材料的应用却取得了重大突破,虽然是否已应用于空警600尚不得而知。

可以肯定的是,空警600将大量采用数字阵列技术,充分借鉴了空警500积累的成熟技术优势,实现了「小型平台,大规模预警」的目标。

因此,空警600的数字化水平很可能远远超越了E-2D。

恐怕只有在动力系统方面,「福特」号比福建舰更先进。

从福建舰海试冒黑烟这一迹象来看,我们可以确定它采用的是蒸汽轮机作为主动力系统,尽管功率比山东舰大得多。

然而,在西太平洋这一区域,与福建舰相比,「福特」号的核动力优势并不十分明显。

可见,福建舰在诸如电磁弹射器、船载电子系统、雷达以及舰载机等方面,除了动力系统之外,均展现出相当的领先优势,这使得其在整体上比「福特」号更为先进。

然而,鉴于目前尚不清楚「肯尼迪」号在哪些方面进行了改进,因此暂时无法确立福建舰是否比「肯尼迪」号更为先进。

不过,「肯尼迪」号的建造进度显然滞后,这一点是确定无疑的。

至于「肯尼迪」号是否能够通过应用更先进的技术来实现反超,则只能等待观察。