“海上霸主”的誕生
20世紀(jì)70年代中期,美國(guó)海軍完成首批3艘第二代核動(dòng)力航母“尼米茲”級(jí)訂單后,開(kāi)始對(duì)“尼米茲”之后的未來(lái)航母進(jìn)行前期論證。在論證過(guò)程中,美國(guó)海軍對(duì)未來(lái)航母的排水量、船型、艦載機(jī)起飛方式等技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)都進(jìn)行了詳細(xì)的論證。1998年,美國(guó)海軍正式啟動(dòng)了第三代核動(dòng)力航母項(xiàng)目,項(xiàng)目命名為CVN(X)。經(jīng)過(guò)詳細(xì)論證,美國(guó)海軍決定第三代核動(dòng)力航母仍采用核動(dòng)力推進(jìn)的大甲板航母,在船型上仍選擇單體船型,滿載排水量約為10萬(wàn)噸。
為了提高第三代核動(dòng)力航母的整體作戰(zhàn)能力,美國(guó)海軍決定在CVN-77(最后一艘“尼米茲”級(jí)航母“布什”號(hào))、CVN-78和CVN-793艘航母上逐步運(yùn)用新技術(shù)和新設(shè)備。2002年,美國(guó)國(guó)防部決定重新設(shè)計(jì)CVN(X)并將大部分新技術(shù)和新設(shè)備都應(yīng)用到“福特”級(jí)航母首艦“福特”號(hào)上,此外,CVN(X)被重新命名為CVN21,意為美國(guó)海軍21世紀(jì)第一個(gè)航母計(jì)劃。
“福特”級(jí)航母是美國(guó)第一種利用CAD設(shè)計(jì)的航母,設(shè)計(jì)過(guò)程能精確模擬每一個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),并且預(yù)先解決相關(guān)的布局問(wèn)題,對(duì)各部件實(shí)際制造的掌握精確度也大幅提高,大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。CVN21航母在論證設(shè)計(jì)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)以下四個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)需超過(guò)“尼米茲”級(jí)航母:提高航母艦載機(jī)出動(dòng)效率;發(fā)電量提高3倍;提高航母應(yīng)對(duì)未來(lái)各種戰(zhàn)爭(zhēng)任務(wù)和非戰(zhàn)爭(zhēng)任務(wù)的彈性;降低航母采購(gòu)成本和生命周期成本。
2004年美國(guó)海軍正式同諾·格公司簽署了CVN21航母首艦CVN-78的建造合同。2005年諾·格公司旗下的紐波特紐斯造船廠切割了CVN-78的第一塊鋼板,2007年CVN-78被命名為“福特”號(hào),CVN21航母也被命名為“福特”級(jí)。首批“福特”級(jí)航母的數(shù)量為3艘,分別是CVN-78“福特”號(hào)、CVN-79“肯尼迪”號(hào)(小約翰·肯尼迪)、CVN-80“企業(yè)”號(hào)。2009年11月13日,造船廠安放了“福特”號(hào)的龍骨。按計(jì)劃“福特”號(hào)將于2015年9月交付美國(guó)海軍(后推遲到2016年2月),接替退役的美國(guó)首艘核動(dòng)力航母“企業(yè)”號(hào)(CVN-65)。
整體性能大幅提升
雖然從外形上看“福特”級(jí)和“尼米茲”級(jí)差別并不大,但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和飛行甲板布局卻有了很大的變化。為了大幅提升“福特”級(jí)航母的整體性能,在論證過(guò)程中確定將為航母引入13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),分別是:HSLA-65高強(qiáng)度低合金鋼、核動(dòng)力推進(jìn)及電力系統(tǒng)、反滲透
法海水淡化裝置、先進(jìn)彈藥升降、HSLA-115高強(qiáng)度超強(qiáng)韌性鋼、電磁彈射器、先進(jìn)著艦攔阻裝置、增強(qiáng)型海水補(bǔ)給系統(tǒng)、等離子電弧廢物處理裝置、雙波段雷達(dá)、具備協(xié)同交戰(zhàn)能力的先進(jìn)“海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)、綜合精密返航著艦導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行數(shù)據(jù)管理與管制系統(tǒng)。這些分系統(tǒng)在大幅提升航母性能的同時(shí)也對(duì)發(fā)電能力提出了很高的要求。
“福特”級(jí)航母采用了A1B型核反應(yīng)堆,共裝備了2座,每座核反應(yīng)堆可實(shí)現(xiàn)104兆瓦的軸推進(jìn)功率和96兆瓦的供電功率,總輸出功率達(dá)200兆瓦級(jí)別,供電功率是“尼米茲”級(jí)航母的3倍,為電磁彈射器甚至激光炮等新概念武器奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
據(jù)稱,通過(guò)采用A1B型核反應(yīng)堆,“福特”號(hào)航母上的輪機(jī)部門人員數(shù)量減少50%以上,船塢維修耗時(shí)減少20%,動(dòng)力系統(tǒng)全壽命成本減少約20%。
為了提高航母艦載機(jī)的出動(dòng)效率,“福特”級(jí)航母對(duì)航飛系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)升級(jí),包括采用了電磁彈射器、先進(jìn)著艦攔阻裝置、綜合精密返航著艦導(dǎo)航系統(tǒng)等新設(shè)備。
“福特”級(jí)航母和“尼米茲”級(jí)航母一樣,其同樣在艦艏和斜角甲板設(shè)置了4具彈射器,但彈射器類型是比傳統(tǒng)蒸汽彈射器性能更為先進(jìn)的電磁彈射器。與蒸汽彈射器相比,電磁彈射器體積小、效率高、重量輕、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低廉,其不僅讓操縱維護(hù)人員減少35%左右,而且節(jié)省艦內(nèi)空間。電磁彈射器可在較大范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)彈射能力以更好地控制彈射加速度,由于其具有彈射調(diào)節(jié)能力,彈射速度在100~370千米/小時(shí)之間調(diào)節(jié),因此其彈射范圍廣,不但能彈射30噸以上的作戰(zhàn)飛機(jī),而且能根據(jù)需要彈射幾百千克重的小型無(wú)人機(jī),適應(yīng)能力非常強(qiáng),大大擴(kuò)展了航母的作戰(zhàn)能力。
航母艦載機(jī)攔阻裝置也是影響艦載機(jī)出動(dòng)效率(持續(xù)出動(dòng))的重要裝置。在以往,艦載機(jī)所掛載的彈藥在任務(wù)中沒(méi)有用完,為了降低降落時(shí)的重量與風(fēng)險(xiǎn),艦載機(jī)通常會(huì)在著艦之前將剩余彈藥拋向海里。隨著精確制導(dǎo)彈藥的廣泛運(yùn)用,如果將未用完的價(jià)格昂貴的精確制導(dǎo)彈藥隨意拋棄,財(cái)大氣粗的美軍也會(huì)感到難以承受。為了適應(yīng)“福特”級(jí)航母電氣化的特點(diǎn),“福特”級(jí)航母采用了先進(jìn)攔阻裝置(AAG)。這種先進(jìn)攔阻裝置是一種渦輪電力系統(tǒng)攔阻裝置,由攔阻機(jī)系統(tǒng)、數(shù)字控制設(shè)備、攔阻索及滑輪等分系統(tǒng)組成。先進(jìn)攔阻裝置最大的鉤鎖速度達(dá)87米/秒,最大吸能量為95兆焦,可以攔阻重量更大、速度更快的艦載機(jī)。通過(guò)控制感應(yīng)機(jī)的動(dòng)態(tài)控制子系統(tǒng)能自動(dòng)降低攔阻索的張力峰值,精確控制艦載機(jī)尾鉤負(fù)載和艦載機(jī)在甲板上的停留位置,使其具備回收無(wú)人機(jī)的能力。
“福特”級(jí)航母對(duì)飛行甲板布局進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),以進(jìn)一步提高航母艦載機(jī)出動(dòng)效率。在優(yōu)化甲板布局方面,“福特”級(jí)采取以下4項(xiàng)措施:采用一站式保障區(qū);調(diào)整航母艦島的位置及縮小尺寸;武器升降機(jī)和武器管理區(qū)布置在舷側(cè);增大飛行甲板停機(jī)面積。除了優(yōu)化甲板布局,“福特”級(jí)航母采用了新型武器升降機(jī)、全方位自動(dòng)搬運(yùn)車、彈藥裝填機(jī)器人等有利于提高艦載機(jī)出動(dòng)效率的先進(jìn)裝備。
通過(guò)優(yōu)化飛行甲板及作業(yè)程序和采用電磁彈射器、先進(jìn)著艦攔阻裝置等新技術(shù),“福特”級(jí)航母的艦載機(jī)出動(dòng)效率較“尼米茲”級(jí)提高了25 %。在30 天周期內(nèi),“尼米茲”級(jí)為120架次/天,“福特”級(jí)將達(dá)到160架次/天,在緊急情況下,可連續(xù)4天24小時(shí)出動(dòng)艦載機(jī)達(dá)到270~310架次/天,結(jié)合艦載機(jī)性能的提高和精確制導(dǎo)彈藥技術(shù)的進(jìn)步,其艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)一天能打擊的目標(biāo)數(shù)量由現(xiàn)在的700個(gè)增加到1200個(gè),打擊能力提高近1倍。
世界最強(qiáng)的艦載機(jī)陣容
“福特”級(jí)航母可搭載75架以上艦載機(jī),艦載機(jī)類型包括F-35C第四代隱身戰(zhàn)斗機(jī)、F/A-18E/ F三代半戰(zhàn)斗機(jī)、X-47B隱身無(wú)人攻擊機(jī)、EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)、E-2D預(yù)警機(jī)和MH-60S/R多用途直升機(jī)。另外,“福特”級(jí)航母還可根據(jù)任務(wù)使用其他艦載機(jī),包括小型無(wú)人機(jī)、重型運(yùn)輸直升機(jī)等等。“福特”級(jí)航母一般攜帶24架F-35C戰(zhàn)斗機(jī)、24架F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)、5架E-2D預(yù)警機(jī)、4架EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)、6架MH-60S/R多用途直升機(jī)及12架以上的X-47B隱身無(wú)人攻擊機(jī)。由于F-35C戰(zhàn)斗機(jī)目前遇到了超支、延期等問(wèn)題,其形成初始作戰(zhàn)能力的時(shí)間已經(jīng)推遲到2019年,所以“福特”級(jí)航母服役后的一段時(shí)間將無(wú)法搭載F-35C戰(zhàn)斗機(jī),其主力戰(zhàn)斗機(jī)為F/A-18E/F三代半戰(zhàn)斗機(jī)。
F-35C戰(zhàn)斗機(jī)是美軍聯(lián)合戰(zhàn)斗機(jī)計(jì)劃(JSF)中的艦載常規(guī)起降機(jī)型,也是專門為“福特”級(jí)航母研制的第四代艦載戰(zhàn)斗機(jī)。為了適應(yīng)艦載機(jī)的使用環(huán)境,F(xiàn)-35C在總體布局和機(jī)體結(jié)構(gòu)方面與F-35A/F-35B存在一些差別。F-35C戰(zhàn)斗機(jī)保留了F-35系列戰(zhàn)斗機(jī)隱身設(shè)計(jì),正面雷達(dá)反射截面積(RCS)只有零點(diǎn)幾平方米,其航電系統(tǒng)也非常先進(jìn),裝備的AN/APG-81雷達(dá)是第四代有源相控陣?yán)走_(dá),探測(cè)距離遠(yuǎn),具備電子對(duì)抗、通信等功能。F-35C戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)有彈艙,彈艙內(nèi)有4個(gè)掛點(diǎn),典型對(duì)空掛載為2枚AIM-120中距空空導(dǎo)彈和2枚AIM-9X近距格斗空空導(dǎo)彈,典型的對(duì)地掛載為2枚AIM-120和2枚907千克級(jí)別的精確制導(dǎo)彈藥。必要的時(shí)候,F(xiàn)-35C也可以使用機(jī)翼下的掛點(diǎn),但會(huì)削弱其隱身性能。
F/A-18E/F三代半戰(zhàn)斗機(jī)是一款非常經(jīng)典的艦載戰(zhàn)斗機(jī),至今仍是美國(guó)航母艦載戰(zhàn)斗機(jī)中的主力。F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)是在F/A-18C/D戰(zhàn)斗機(jī)基礎(chǔ)上研制的重型艦載戰(zhàn)斗機(jī),該機(jī)于1995年成功首飛,首架生產(chǎn)型在1999年進(jìn)入美國(guó)海軍服役,現(xiàn)在F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)又衍生出了EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)。與F/A-18C/D戰(zhàn)斗機(jī)相比,F(xiàn)/A-18E/ F隱身性能更好,作戰(zhàn)半徑更大,綜合作戰(zhàn)能力遠(yuǎn)超F(xiàn)/A-18C/D,被認(rèn)為是現(xiàn)役作戰(zhàn)能力最強(qiáng)的艦載戰(zhàn)斗機(jī)。由于F-35C戰(zhàn)斗機(jī)的拖延,2010年,美國(guó)海軍增購(gòu)了66架F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)和58架EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)。即使F-35C戰(zhàn)斗機(jī)裝備美國(guó)海軍,F(xiàn)/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)將是F-35C的有益補(bǔ)充,因此其仍將在“福特”級(jí)航母服役很長(zhǎng)一段時(shí)間。
X-47B是隱身艦載無(wú)人攻擊機(jī),該機(jī)采用無(wú)尾飛翼布局,機(jī)長(zhǎng)11.63米,高3.1米,翼展18.92米,折疊后9.4米,空重6.35噸,最大起飛重量20.2噸,其發(fā)動(dòng)機(jī)為1臺(tái)非加力式F-100-PW-220U渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力約為8噸,飛機(jī)最大飛行速度0.9馬赫,巡航速度約0.7馬赫,航程約3900千米,載彈量約為2噸。X-47B于2011年首飛成功,在2013年完成了首次航母彈射起飛,按計(jì)劃該機(jī)將在2020年具備初始作戰(zhàn)能力。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)海軍可能讓X-47B充當(dāng)“踹門者”的角色,利用其優(yōu)秀的突防能力和縱深打擊能力,對(duì)敵方的防空系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、指揮中心等重要戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)進(jìn)行打擊,為后續(xù)攻擊機(jī)群打開(kāi)空襲通道。
固定翼艦載預(yù)警機(jī)是航母戰(zhàn)斗群的重要“耳目”,“福特”級(jí)航母搭載的預(yù)警機(jī)是E-2D“先進(jìn)鷹眼”預(yù)警機(jī),該機(jī)是在“鷹眼”-2000基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的。其與“鷹眼”-2000預(yù)警機(jī)最大的不同是換裝了AN/APY-9機(jī)電混合掃描雷達(dá),通過(guò)單面相控陣天線實(shí)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)性能的優(yōu)化,依靠機(jī)械掃描實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的全向探測(cè)。未來(lái)E-2D的后期改進(jìn)型將使用更為先進(jìn)的AN/ADS-18有源相控陣?yán)走_(dá)。
通過(guò)上面的介紹可以知道,“福特”級(jí)航母的艦載機(jī)類型基本上是最新型的作戰(zhàn)飛機(jī),世界上最強(qiáng)艦載機(jī)陣容可謂名副其實(shí)。結(jié)合艦載機(jī)出動(dòng)效率的提高,性能先進(jìn)且類型完善的艦載機(jī)使“福特”級(jí)航母具備更強(qiáng)的攻防能力。
自身防衛(wèi)能力進(jìn)一步強(qiáng)化
在防空反導(dǎo)方面,“福特”級(jí)航母裝備了2座MK-15“密集陣”近防炮、2座8連裝MK-41垂直發(fā)射裝置(每座發(fā)射裝置配備了32枚ESSM北約“海麻雀”中程防空導(dǎo)彈)、2座MK- 49近程點(diǎn)防御防空導(dǎo)彈發(fā)射器(每座發(fā)射器配備21枚“拉姆”點(diǎn)防御防空導(dǎo)彈),形成一個(gè)遠(yuǎn)、中、近多層防空反導(dǎo)體系。除了上述武器,未來(lái)“福特”級(jí)航母還將裝備電磁軌道炮、激光武器等新概念武器。在反潛作戰(zhàn)方面,“福特”級(jí)航母裝備了拖曳式魚(yú)雷誘餌等反魚(yú)雷裝備。
ESSM導(dǎo)彈是美國(guó)雷聲公司牽頭北約其他國(guó)家公司聯(lián)合研制的新一代中程防空導(dǎo)彈,主要用于對(duì)付新一代高速、高機(jī)動(dòng)性掠海反艦導(dǎo)彈的威脅。彈長(zhǎng)3.66米,直徑254毫米,重280千克,彈頭重39千克,制導(dǎo)方式采用慣導(dǎo)+指令修正+末端半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo),最大速度超過(guò)4馬赫,最大射程超過(guò)50千米。ESSM導(dǎo)彈采用了小展弦比彈翼,一個(gè)MK-41單元可以容納4聯(lián)裝的ESSM導(dǎo)彈,總共可攜帶32枚的ESSM導(dǎo)彈,因此該艦具有很強(qiáng)的區(qū)域防空反導(dǎo)能力。近程反導(dǎo)、防空則由“拉姆”點(diǎn)防御防空導(dǎo)彈和“密集陣”近防炮負(fù)責(zé)?!袄贰睂?dǎo)彈由美德聯(lián)合研制,具有反應(yīng)快速、火力密集和“發(fā)射后不管”等技戰(zhàn)特征,主要用于對(duì)付低空來(lái)襲的反艦導(dǎo)彈。彈長(zhǎng)2.79米,彈徑127毫米,重73.6千克,飛行速度2.5馬赫,最大射程9.6千米,導(dǎo)彈采用雙模制導(dǎo)(被動(dòng)雷達(dá)和紅外/ 紫外)?!懊芗嚒苯琅谑呛侥傅淖詈笠坏揽罩蟹谰€,“福特”級(jí)航母搭載的應(yīng)該是“密集陣”近防炮的最新型號(hào)—“密集陣”BlockB,其火炮性能和火控系統(tǒng)都進(jìn)行了改進(jìn),綜合性能有較大提高。

防空反導(dǎo)武器的性能必須與探測(cè)能力強(qiáng)大的艦載傳感器相互配合。雙波段雷達(dá)(DBR)是“福特”級(jí)航母重要探測(cè)跟蹤設(shè)備,與“尼米茲”級(jí)航母裝備的SPS-48E三坐標(biāo)雷達(dá)不同,雙波段雷達(dá)集成了S波段廣域搜索雷達(dá)(VSR)和X波段多用途雷達(dá)(MFR)兩種雷達(dá),每個(gè)波段各有3個(gè)有源相控陣天線,雷達(dá)安裝在艦島前部和后部,前者主要用于中高空探測(cè)與跟蹤,后者用于中低空及海平面的探測(cè)與跟蹤及為攔截目標(biāo)提供火控支持,能夠支持防空作戰(zhàn)、態(tài)勢(shì)感知、對(duì)岸攻擊、海上火力支援、海上搜索、艦艇導(dǎo)航、空中交通管制等作戰(zhàn)任務(wù),這兩個(gè)波段的雷達(dá)共享一套信號(hào)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),簡(jiǎn)化了雷達(dá)相關(guān)設(shè)施,重量和體積都有所減少。這種采用相控陣體制的二維電子掃描雷達(dá)具備探測(cè)跟蹤高超音速目標(biāo)的能力,結(jié)合航母本身裝備的多種防空反導(dǎo)武器,“福特”級(jí)航母的抗飽和打擊能力有進(jìn)一步提高。
結(jié) 語(yǔ)
綜上所述,“福特”級(jí)新型航母從表面上看和“尼米茲”級(jí)航母差別不大,但其各個(gè)分系統(tǒng)的性能都有了很大提高,這也使航母整體作戰(zhàn)能力有了幾何倍數(shù)增長(zhǎng),使之成為美國(guó)海軍21世紀(jì)海上作戰(zhàn)力量的核心,進(jìn)一步鞏固了美國(guó)海軍的霸主地位。
愛(ài)華網(wǎng)本文地址 » http://www.klfzs.com/a/25101014/195583.html
愛(ài)華網(wǎng)


