當前位置: 華文星空 > 軍情

福建艦的設計方案,臨時全改,電磁彈射器,到底有多強悍?

2024-12-17軍情

最近幾天,作者一直和大家聊中國海軍的航母發展問題,尤其是福建艦,以及之後的航母發展。眾所周知,福建艦采用了3部電磁彈射器,屬於中國承前啟後的重要型號。預計中國之後發展的各型航母,肯定也會采用電磁彈射器。其實,福建艦屬於中途修改設計方案的產物,那麽,到底出現了哪些問題呢?今天,我, 就聊聊這個問題。

法國唯一的戴高樂號航母

首先,我們聊聊截止2024年12月、采用彈射器的水面艦艇。目前,總計15艘。其中,美國11艘、法國1艘、中國2艘。在上述15艘大型水面艦艇中,包括了14艘航母、1艘兩棲攻擊艦。美國海軍現役的11艘航母,全部采用了彈射器。其中,10艘尼米茲級航母,采用了4條蒸汽彈射器。1艘福特級航母,采用了4條電磁彈射器,使用了中壓交流電技術。

法國海軍4萬噸級的戴高樂航母,采用了兩條從美國進口的蒸汽彈射器。2024年,法國剛剛推出的新一代PANG型航母模型,排水量8萬噸左右,采用了3條彈射器。由於法國並不生產彈射器,預計還是需要從美國進口。具體使用蒸汽彈射,還是電磁彈射,目前,很難說。因為,截止2024年,美國的電磁彈射器技術,也並不完全成熟。

法國陣風M系列艦載機

以美國唯一采用電磁彈射器的福特號航母為例,截止2024年12月,一直沒有進行甲板全狀態測試。與美國、法國的情況不同,中國的航母發展,直接跳躍了蒸汽彈射器,一步到位使用電磁彈射器,而且采用了中壓直流電技術,與福特級航母上的電磁彈射器,並不完全相同。

其實,現在的福建艦,屬於方案全面修改之後的作品。按照目前公布的資料,福建艦的早期方案,並不是現在的樣式。福建艦的早期設計方案,排水量6萬多噸,與遼寧艦采用了相同的動力系統。同時,采用了2部國產的蒸汽彈射器。整體設計和框架,類似於法國戴高樂號航母的升級放大型。就在福建艦早期方案,即將開工建造的時候。

美國蒸汽彈射器的不同配置

中國電磁彈射技術,取得了重大突破。在這樣的大環境下,福建艦的建造時間被推遲,原來的設計方案,開始進行大振幅的改進和調整。方案全面修改以後,2016年、2017年左右,福建艦航母開工建造。2022年下水,被正式命名為福建艦。2024年,開始頻繁海試。截止2024年12月,福建艦航母已經陸續進行了5次海試。

那麽,一個問題出現了,福建艦的設計方案,為何會出現全面修改,蒸汽彈射和電磁彈射,到底有哪些優點和缺點呢?首先,我們聊聊蒸汽彈射器。蒸汽彈射器屬於比較成熟、傳統的技術,當然,即便如此,俄羅斯、印度、英國等一系列國家的航母,也沒有彈射器。

美國尼米茲級航母,現役10艘

簡單地說,蒸汽彈射是利用水蒸氣受熱膨脹產生的強大推力,將飛機彈射出去。每次彈射,大約需要消耗1噸水,每次工作周期45秒左右。但是,蒸汽彈射器有幾個明顯的缺點。第一,彈射的推力無法調節,每次的彈射推力完全一致。彈射艦載戰機、預警機和無人機等機型,彈射推力完全一致。其實,對於中小型飛機或者無人機來說,並不需要太大的推力。

彈射推力太大,長期使用以後,會直接影響艦載機的使用周期和壽命。第二,蒸汽彈射器的能量效率,大約只有6%左右,造成了非常明顯的資源浪費。第三,蒸汽彈射器系統,在體積和重量上,比電磁彈射器大得多。一整套蒸汽彈射器的體積,高達1100立方米。整體系統全重,超過了500噸。

美國F35C戰機,彈射起飛

福建艦的原計劃方案,只有兩部蒸汽彈射器,就是因為蒸汽彈射器的重量和體積偏大。與蒸汽彈射器相比,電磁彈射器的各方面優勢,很明顯。第一,電磁彈射器的彈射推力,能夠調整。根據彈射機型的不同,調整彈射的推力大小。例如彈射無人機、艦載戰機、預警機的推力,肯定完全不同。第二,電磁彈射器的能量效率,能夠達到60%左右。

相比蒸汽彈射器,高得多。第三,電磁彈射器的重量和尺寸更小。按照報道,一整套的電磁彈射器,體積只有500立方米,全重300余噸。從公開報道的電磁彈射器照片來看,明顯比蒸汽彈射器,更加細長。由於電磁彈射器的尺寸、重量小,福建艦的早期設計方案,全面修改以後,能夠從2部蒸汽彈射器,直接調整為3部電磁彈射器。

美國福特級航母的首艦,舷號78

由此可見,與蒸汽彈射器相比,電磁彈射器的優勢,非常明顯。美國、中國先後發展自己的電磁彈射器技術,並且安裝在自己發展的航母上。就是因為在效率、功能等方面,電磁彈射技術的全面領先。當然,電磁彈射器有兩個明顯的缺點。第一,太貴。從美國航母的發展和采購來說,一整套電磁彈射器的采購成本,確實比蒸汽彈射器貴得多。

其次,截止2024年,電磁彈射技術並不完全成熟。美國的福特級航母,安裝了4條電磁彈射器,一直沒有進行全甲板狀態測試。同時,也一直沒有裝備、彈射F35C戰機,仍然以FA-18E/F戰機為主。中國的福建艦航母,采用了3條電磁彈射器。截止2024年12月,並沒有福建艦彈射艦載機的公開報道。

福特級航母的後續批次,正在建造

所以說,美國、中國的電磁彈射技術,到底誰更先進、成熟。目前,還非常難說。言而總之,電磁彈射技術,全面穩定以後,整體效率和性價比,明顯超越蒸汽彈射技術。對比對於那些采用滑躍甲板的航母,更是擁有碾壓級的優勢。目前,中國的遼寧艦、山東艦航母,英國的2艘女王級航母、印度的2艘航母、意大利的2艘航母、俄羅斯1艘航母等等。

福建艦航母,堪稱承前啟後

全部采用滑躍甲板設計,艦載機需要滑躍起飛。請註意,艦載機滑躍起飛,根本無法大掛載大載油,無論是掛載能力,還是作戰半徑,都會受到很大的影響。同時,在艦載機出勤頻率上,也明顯不如使用彈射器的航母。無論是殲15基本型,還是F35B、米格29K等等,采用滑躍起飛,都會面臨掛載能力不足、作戰航程有限的實際問題。

所以說,凡是對海軍建設有遠大理想的國家,都會發展采用彈射器的航母,例如美國、中國、法國。同時,近年來,一些國家的大型兩棲攻擊艦,也開始安裝使用電磁彈射器。不得不說,具有劃時代意義,開創了歷史先河。

殲15T、殲15D戰機同框

關於解放軍海軍艦艇發展、建設的一系列故事,還有很多。作者在以後的文章中,和大家慢慢聊。