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中國福建號航母是軍力突飛猛進的表徵
2023/11/27 21:50
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中國福建號航母是軍力突飛猛進的表徵



一、福建號艦載機官宣 

 

   依據中國新聞報導,首艘中國國產電磁彈射航母福建艦公布了艦徽。在艦徽圖案中,殲-35隱身戰機與空警-600固定翼預警機兩型戰機相繼從航母甲板彈射起飛,相當於「官宣」證實其艦載機的配置。由空警-600提供預警指揮和引導,殲-35掛載「霹靂」「鷹擊」系列導彈執行對空、海、陸打擊,這種空中力量搭檔,將全面提升航母編隊的預警指揮、信息感知、突防攻擊能力。作為8萬噸級的巨艦,近期福建艦調整了泊位,附近水域有多艘大型拖船,且逐步拆除周圍輔助設施。這意味着其距離海試更近了。艦徽主體部分是劈波斬浪的福建艦,其全通平直甲板外觀布局十分清楚。除了甲板上停放的多架殲-35隱身戰機之外,還有一架機翼下方掛載導彈的殲-35在空中做側翻動作,緊隨其後的是一架空警-600艦載固定翼預警機。福建艦上的彈射型殲-15T早已準備就位,在殲-35形成飽和戰鬥力之前,殲-15T仍將是福建艦的裝備。目前,福建艦甲板上的彈射器施工棚也已經拆除,意味着安裝工程完畢。採用電磁彈射與電磁攔阻系統的福建艦,比遼寧艦、山東艦效率高,適應性和安全性更好。不僅可彈射大型戰機,也可以快速切換模式彈射輕量級的無人機,組成更多元的空戰陣容。與殲-20掛載「霹靂」系列空空導彈專注於空戰不同,殲-35隱身艦載戰機除了「霹靂」之外,也可以掛載「鷹擊」系列反艦導彈,以及空地導彈、反輻射導彈等等,既可以隱身突防進行情報收集和空戰,也可以直接遂行反艦攻擊任務。

   依據歐亞時報報導,中國第三艘最先進的「超級航空母艦」福建艦已開始測試電磁彈射系統,使其成為繼美國海軍後第二支擁有該技術的海軍。這艘航母仍按計劃在 2025 年部署,福建艦是中國海軍挑戰美國海軍主導地位的關鍵。福建艦在規模和技術方面與美國福特號可媲美,上海造船廠的衛星圖像顯示,該船正在為首次海上試驗做準備,福建號部署了「彈射器輔助起飛但攔阻回收」(CATOBAR)發射系統,代表著對更傳統的蒸氣動力彈射器的跨越。電磁彈射器將使其能夠發射更重、更大、燃料和武器負載更大的固定翼飛機。美國海軍最新的傑拉爾德·R·福特級航空母艦配備了電磁彈射器發射系統。電磁彈射器還可以實現更快的起飛,提高能源效率,並減少起飛期間飛機框架上的壓力。福建艦可以部署更多種類的飛機,包括無人機、運輸機和固定翼機載預警機,顯著增強了航母的作戰多功能性。福建號比中國之前的航母大得多,與美國和法國航母相比,唯一的技術劣勢是非核動力。如果美國介入台海衝突,預計福建將在「解放軍反介入和區域拒止戰略」中發揮關鍵作用。福建艦的進展表明解放軍海軍將實現到2027年成為一支全面現代化軍隊。福建艦的母港尚不清楚,中國需要至少三艘航母來維持戰略印太地區的製空權和製海權。福建號的測試也顯示中國有能力快速建造軍艦。

二、003航母的先進動力及電磁彈射系統

   中國海軍已是亞洲甚至世界的一支強大藍水海軍力量,擁有 355艘戰艦,為了與強大的美國海軍抗衡,中國特別關注航母的建設。當今世界上有兩種類型的海軍平頂艦在服役:短距起飛、障礙阻攔回收 (STOBAR)航母和彈射器輔助起飛障礙攔阻回收 (CATOBAR) 的航空母艦,003航母屬於後者具有較高戰力儘管是常規動力,但除了續航力,003航母在決定戰鬥力的甲板最大出動效率上,並不比核航母差。3部電磁彈射器配合兩座重型升降機,所帶來的的艦載機運作效率,已經相當接近4部蒸汽彈射器的尼米茲了。而能支撐電磁彈射器上艦的最關鍵技術、也是003航母最核心的黑科技之一就是艦船綜合電力系統。常規航母用重油燃料,003航母用的綜合電力系統,將此前航母分開設計的動力和發電系統整合到一起。航母採用4台改進型TB-12蒸汽輪機作為原用機發電:蒸汽鍋爐產生高壓蒸汽,驅動輪機帶動發電機發電。電力全部輸送到航母中央電網,負責全艦用電。由於不同設備:如雷達、電磁彈射器、導彈的工作電壓差別很大,通過一套智能配電裝置,為不同設備輸送符合其需求的電力。把這些子系統都整合到一起,統一管理,統一調度,實現自動化智能化,就是中國馬偉明教授搞的艦船綜合電力系統。003航母和美國福特級一樣是用蒸汽輪機直接驅動主軸航行,通過變速箱分出部分動力連接綜合電力系統。綜合電力系統是保證003航母在常規動力的情況下,也能使用電磁彈射器的關鍵。因為電磁彈射器耗電,很多人都誤解電彈射需用核動力。但事實並非如此,003用常規動力發電,也一樣能支撐電磁彈射上艦,真正考驗的是綜電力系統性能。這10年來,中國航母設計水平進步神速,003航母全長約320米,寬度約76米,整個甲板分為起飛區、著艦區和停機區。1號、2號彈射起飛位位於前甲板,距離艦首約100米處位置;3號起飛位,位於艦體中後部,距離斜角甲板前端約100米處。出於甲板強度設計考慮,3部電磁彈射器並非完全水平佈置,而是和甲板中線呈一定偏角。同時在起飛區和左側舷邊,各佈置了一座彈射器控制室。

  中國航母捨棄蒸汽彈射換道超車,一步追平美國在彈射器方面的技術優勢。電磁彈射簡化了系統,可以很輕易的把30噸的戰鬥機彈射升空,而且速度更快。電磁彈射是加速的過程,必須考慮飛行員的加速度承受能力。航母可以起飛攜帶更重載荷和更多燃料的固定翼飛機,以及滿載彈藥的重型艦載機,使其打擊能力倍增,也可起飛預警機使空中預警和指揮能力大幅提升。003航母擁有三個電磁彈射器的平頂飛行甲板及兩部升降機,成為世界第2艘採用電磁彈射系統的航母。中國的電磁彈射和攔阻技術領先美國,這歸功於馬偉明院士的“全艦綜合電力系統”(IPS)。美國福特航母的IPS技術為第一代,使用了交流電,而馬偉明院士研究的是第二代,採用直流電。交流電的優勢在於電壓轉換,弱點是干擾,而干擾恰恰就是影響電磁彈射器穩定的最大因素之一。所以福特號航母2017年入役之後,一直在解決電磁彈射的問題。電磁彈射器與電磁炮的原理都是電流與磁場相互作用產生,磁場方向、電流方向與荷電體運動方向互相垂直,依據佛萊明左手定則可找出運動方向。中國航母電磁彈射器材料使用Mn18Cr18N無磁性奧氏體鋼,其最大特點是無磁性,不生鏽。無磁性能確保鋼製結構不會被磁場拉扯,引發結構變形、撕裂等問題。電磁彈射耗電巨大,由航母中央配電系統供電。彈射飛機前,先給儲能裝置充電。福特級航母用的是飛輪儲能係統;003航母則可能用更先進的超級電容。飛機彈射時,電容在2—3秒內瞬間輸出蓄積的電能,產生巨大的電磁力。彈射滑軌上的每一級線圈接力加速,將艦載機彈射升空。電磁彈射的加速可調,同時彈射飛機種類更多。003主副停機區和起飛區,各設置了一部航空彈藥升降機,可直接將安放於內部裝甲區的彈藥提升至機庫和甲板,艦載機掛彈之後就能直接推上起飛位。和前2艘航母一樣,003在艦島前後個佈置了一台升降機。但更大的甲板空間,使得這兩部重型升降機可同時運作4架艦載機,作業效率2倍於山東艦。

三、艦載機

   美國“The Drive網站稱,003型航母會搭載新型的艦載機,包括殲-35隱形艦載機和空警-600艦載預警機。二者分別與美國海軍的F-35戰鬥機和E-2“鷹眼”預警機類似。003航母的艦載機數量較多,包括超過40架戰機及多架固定翼預警機。由於美國海軍陸戰隊的F-35B已部署在日本岩國基地,可配備於兩棲突擊艦上,解放軍的殲15將無法與其對抗,添置隱形五代戰機有其必要。福建艦未來的艦載機將會是彈射版的殲15T +殲35這種高低搭配混編上艦的方式。採取這種搭配方式的福建艦在戰鬥力上絕對不弱於美軍福特號航母,因為福特號航母採用的也是F/A-18+F35這種高低搭配的方式。採取高低戰機搭配的方式也是現代航母中很常見的方式。003航母將使中國海軍成為全球僅有的三個擁有航母固定翼預警機的海軍之一,隨著中國在無人機和人工智能控制技術方面突飛猛進,中國全尺寸航母的寬大甲板將成為無人機蜂群作戰的最好平台。固定翼運輸機在航程、速度和載貨能力方面都優於航空母艦上的運輸直升機。這項新技術將使中國能夠以更快的速度和更多的彈藥從福建號發射戰機。003配套的固定翼艦載預警機、直升機、電子戰機相繼曝光,未來的艦載機配置2個殲35及2個殲15中隊,每個中隊12架飛機。再加一個預警機中隊,配4—5架空警600;一個電子戰中隊,配5架飛鯊,其餘還有若干搜救、反潛的直20,總的載機量應該接近70架。而進一步的發展:大型隱身無人攻擊機、無人加油機都有可能出現在003的甲板上。003接下來還要用2到3年的時間完成舾装、海試,直至交接入列。

   空警-600艦載預警由西安飛機公司開發,採用雙渦輪螺旋槳飛機設計,類似於美國海軍的E-2 鷹眼飛機,於2020 年秋季開始試飛。該機可容納4 至6 名機組人員,頂部配有大型雷達它的機身。目前,可能有六個空警-600 原型機。空警-600 擁有在極端範圍內檢測和追蹤其他飛機的卓越能力,這項功能顯著增強了航空母艦的安全性並增強了戰鬥機的效能,將其視野擴展到更遠的距離。它能夠及早發現來襲攻擊或飛彈,使航空母艦的機翼能夠迅速投入行動。空警-600部署後,中國將成為全球第三個在航母上配備固定翼預警機的海軍。目前,美國海軍和法國海軍使用E-2鷹眼。而英國和印度使用直升機來達成偵測功能,但只有較短的航程和較小的雷達,相比之下提供有限的能力。著名分析家強調艦載預警與控制對中國海軍的重要性,聲稱其在增強艦載機聯隊能力、態勢感知和海軍作戰中的網路中心戰方面發揮關鍵作用。《外交官》雜誌的里克喬強調了他們在加強航空母艦戰鬥群內進攻和防禦措施方面無與倫比的能力。分析師 HI Sutton 強調空警-600將對解放軍海軍產生重大影響,強調其提升空中和海上態勢感知能力的潛力。專家讚揚中國航空航天和軍事工業開發了現代化、功能強大的預警與控制系統,適用於空中、海軍和地面領域的各種應用。

四、003航母的特色及優點

    003航母艦島尺寸小於遼寧艦,可以騰出飛行甲板上的關鍵空間,將配備先進的雙波段有源電子掃描陣列雷達系統。003的島式上層建築比前兩艘航母更緊湊、更整潔。這個整潔的島嶼還具有用於電子掃描陣列雷達天線的顯著齊平孔徑,由於有後發優勢, 003航母有優於美國的電磁彈射器,並將搭載隱形五代戰機、空中預警機及無人機,戰力空前強大。航母是一個綜合戰鬥群,是各種高科技的綜合叢集,電磁彈射成功也只是改變了艦載機起飛方式,提高了航母載機數量以及增強了起飛頻率,從而提高了航母的打擊能力,整個航母戰鬥群戰力是由防空,反潛反艦,偵查通訊指揮,艦載機數量、航程、所帶導彈效能、飛機是否隱身是否具備超音速巡航超機動性等一系列能力綜合體現。在近防火力配置上,003和山東艦類似,都是在四個舷邊佈置了海紅旗10加1130。相比其他黑科技,003航母艦島的優化設計最能體現中國航母設計水平。003噸位增大但艦島體積反而更小,進一步提高甲板利用空間。同時055大驅高度集成的一體化上層建築設計也用到了航母身上。S和X的雙相控陣雙波段雷達佈局,一步追上了福特級而且003的雷達採用四斜面佈置,相比福特級直接把雷達對著正面,隱身性更好。另外沒有福特級一大堆凌亂的天線,一體化的桅杆上集成了塔康天線、微波偵測天線、電子偵察綜合射頻天線、敵我識別輔助天線、短波數據天線、通訊數據天線、著艦引導雷達等一大堆電子設備。而相比遼寧艦、山東艦,003艦島最大的突破就是直接取消了艦島後部的航空指揮艦橋,全部功能都集成到前部的大視角寬場司令、航空艦橋當中。兩層艦橋,下面一層管開船,上面一層負責指揮全艦的航空作業;向外突出的部分,觀察視角可覆蓋整個甲板。如此進一步縮小體積,003的艦島設計已經達到了常規動力航母的最高水平。渦扇10“太行”。目前殲16和殲20已經開始大規模換裝太行了,無論是推力、可靠性、壽命,太行基本已經達到了美國F110後期改的水平了。

    003用新的相控陣雷達替換原來的脈衝多普勒,升降火控系統可以掛載殲20同款的霹靂15和霹靂10,如此彈射型殲15將一躍成為當今最先進的三代半重型艦載機。作為在FC-31基礎上研製的中型艦載機,為了適應上艦的短距起飛和低速操作要求。海四代的機翼和垂尾面積,預計會放大40%左右,海四代和F-35C一樣,主翼應該會採用折疊設計。海四代會設計更加粗壯的前起落架,而且安裝彈射牽引桿,在機尾增加著艦攔阻鉤。但不同於殲20的全動垂尾,海四代應該會是固定垂尾加可動舵面。而在航電配置上,機頭放大採用和殲20同款,甚至更先進的有源相控陣雷達和光電感應窗口,是大概率的事。在氣動設計上,相比FC-31,海四代的座艙進行了抬高設計,外形上有點駝背,這樣的氣動設計可以使這個區域的流場形成一個低壓區,飛行速度較大時可減小阻力,優化了跨音速階段的飛行性能,海四代具備2.2馬赫的最大飛行速度,並且可以超音速巡航。在這一通操作下,海四代相比現有的FC-31肯定會增加好幾噸,FC-31目前最大起飛重量28噸,作戰半徑1250公里。那放大的海四代肯定會是一款起飛重量超過30噸的艦載機,作戰半徑至少在1300公里以上,要超過F-35C的1100公里。 

五、中共發展航母的展望 

   中國第一艘航母遼寧艦已入役十年,十年來,中國航母在多個領域實現跨越和突破。2016年12月,遼寧艦編隊首次穿越宮古海峽出第一島鏈進入西太平洋。2012年11月23日艦載機試飛員戴明盟駕駛殲-15飛機成功阻攔著艦實現艦載戰鬥機上艦的歷史性突破。遼寧艦是改建自蘇聯瓦良格號航母,之後的山東艦和福建艦發揮中國智慧及創造精神形成航母三艦客,實現了航母從改建到自主創新的跨越。2019年12月17日,第一艘中國產航母山東艦在海南三亞某軍港付海軍。2022年6月17日,中國自主設計建造的首艘彈射型航空母艦福建艦下水。其中,山東艦艦島外形得到進一步改進,特別是雷達天線的安裝方式。第三艘航母福建艦實現了從滑躍型向彈射型的飛躍。彈射型航母本身在很多性能上都要比滑躍型更先進,作戰能力更強。更重要的是,該艦還採用了電磁彈射技術。艦載戰鬥機的訓練強度不斷增加,從第一架殲-15戰機首飛,到第1000架次起降用了5年;而第二個1000架次只用了兩年半。未來中國航母上的戰鬥機數量繼續不斷增加,航母上的機型、機種也會越來越豐富,這會極大提高體係作戰能力和航母編隊的整體作戰能力。 

   中國建造航母的戰略需求主要有三:一是提高中國沿海防禦作戰能力,二是維護中國海上運輸通道安全與海外利益,三是透過航母展現國力及威懾力量獲取影響力,發展航母是中國海軍邁向深藍遠洋戰略的一部分,也是中共成為世界大國的踏腳石。中共自建的第一艘航母 001A 型在開工後 3 年半即下水進行艤裝, 再施工 3 年後就將入列服役,顯示中共國防工業已掌握航空母艦的設計、研製、建造與試驗的全過程,隨著003航母下水,中國即將邁向「三航母」時代,提升中國海軍影響力。美媒預估,003航母預計最快2024年形成戰力。採用電磁彈射技術的福建艦可以提高艦載機出動頻率、形成更強大火力打擊。航母是國家意志和戰略威懾的標誌。近年台灣海峽的制空權及制海權陸續喪失,美國眾議院長佩洛西訪台後,解放軍進行圍台軍演。中國大陸不僅會造各型軍艦及潛艇,先進隱形戰機也會製造,無人機更是在國際市場上大放異彩,這都是本於自力更生及自行研發。台灣一直依賴美國,不肯下苦功自行研發武器,美國賣給日本韓國F35先進的四代隱身機及神盾級戰艦,卻只肯賣給台灣F16V三代積極派里級靶艦,靠美國武器怎能抗中,隨著中國發展東風26及東風17飛彈可反美國航母介入台灣海峽,台灣受到的軍事威脅與日俱增。中國大陸的兩艘航母只要在台灣島東西或南北兩側巡弋即可輕易封鎖台灣對外海運通道,尤其蔡政府的錯誤能源政策要廢核電,將天然氣發電提升到50%,天然氣很難儲存最多存11天,一旦海上貨輪被封鎖就會斷氣缺電,而核能發電運一次燃料可支撐一年半。傳統上,台灣防守主力在西岸面對台灣海峽,若解放軍一艘航母放在台灣西岸誘敵,另一艘航母卻繞到台灣東部,不但可攻擊花蓮佳山基地及台東志航基地,機庫洞口暴露也會被封鎖。

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