英国“伊丽莎白女王”号航母优劣漫谈
英国“伊丽莎白女王”号航母优劣漫谈
技术创新
实事求是地讲,今天的英国,早不复昔日“日不落帝国”的实力及地位。不过,毋庸置疑的是,该国是历史上拥有航母数量仅次于美国,且在世界航母技术发展史上做出诸多贡献的国家,诸如斜角甲板、助降镜和滑跃甲板等皆是该国首创。
就“伊丽莎白女王”号航母而言,英国在开工建造前曾进行过反复论证,根据自身实力、未来需求,进行了大胆取舍,最终完成了一个效费比极高的设计。
“伊丽莎白女王”号剖面图
首先,“伊丽莎白女王”号,是世界首艘采用综合电力推进系统的航母。在传统设计中,舰艇动力系统和供电系统分开设置。动力系统必须安放在底舱,通过传动轴和减速齿轮箱向螺旋桨输出功率。这不仅严重限制舰艇总体布局,而且传动轴和减速齿轮箱设计制造要求极高,后者还是个重要的噪声源。改为综合电力推进后,所有的动力装置都负责将化学能转化为电能,向舰艇电网供电,螺旋桨改由电动机驱动,虽说“伊丽莎白女王”号出于综合考虑,并未取消传动轴,却让传动轴长度极大缩短。通过取消减速齿轮箱,减少了功率损耗及噪声,而且动力装置不再拘泥安置于底舱,可在舰上灵活配置,最大限度提高了舰内空间有效利用率,并有利于平衡全舰重心设计。不仅如此,全舰供电能力大增,契合当下舰载电子设备用电功率不断增长的趋势,而且电力可根据实际需求随时向动力系统或高耗电设备倾斜,调度颇为灵活便利。
“伊丽莎白女王”号装有2台单机额定功率36兆瓦的MT30燃气轮机,2台单机额定功率11兆瓦的16V38B 柴油机组,以及2台单机额定功率9兆瓦的12V38B柴油发电机组,总输出功率为112兆瓦。这个组合兼顾了柴油机的经济性、燃气轮机的功重比,以及启动快捷的优点。
双舰岛外观独特
燃气轮机工作时,所需进气量极大。以往将燃气轮机装在底舱时,庞大的烟道得穿越整个船体,占据了极大的舰内空间。由于采用综合电力推进系统,“伊丽莎白女王”号,得以将2台MT-30设置在水线以上,而且就位于舰岛下方,极大减少了烟道所占空间。然而,因为要提高这2台机组的抗损性,所以机组彼此间距颇大。一般而言,这种情况下,要么舰岛不得不设计得十分庞大,以同时容纳2组烟道;要么将其中1台机组烟道与舰岛融为一体、为另1台机组烟道单独设计1个烟囱桅。然而“伊丽莎白女王”号却独辟蹊径,选择了第3种解决方案:设置双舰岛,2个舰岛分别和1台燃气轮机烟道融为一体,在前舰岛上布置航海舰桥,而将航空舰桥设置在后舰岛上。这种设计,不仅将舰岛占地面积降至最低,使航空整备区面积最大化,而且一举解决了航海舰桥须尽可能靠前布置以获得更佳前部视野,航空舰桥须尽可能靠后布置以更好地指挥舰载机着舰的矛盾。此外,双舰岛设计,也有利于解决舰岛上的电子设备电磁兼容问题,可谓一举多得。当然,双舰岛设计,也带来舰面紊流更加复杂化的问题,对固定翼飞机拦阻着舰非常不利,但这一缺点,对“伊丽莎白女王”号航母舰载机运用的影响极为有限,毕竟,该航母所配备的唯一一款固定翼飞机F-35B,采用的是短距起飞、垂直降落模式。
“伊丽莎白女王”号鸟瞰图
因为配备了F-35B,所以,“伊丽莎白女王”号在舰艄设计了一段上翘12度的滑跃甲板,而且全舰只设计了1条起飞道,因而,滑跃甲板宽度控制在舰面宽度的1/4左右,这是个极为精妙的设计。苏/俄与其吨位类似的航母,采用全滑跃式甲板,看似获得了2条起飞道、3个起飞点,短时间内舰载机放飞速度远超“伊丽莎白女王”号,但一则,这种设计使得起飞道与舰体纵向中心轴有明显夹角,舰载机起飞时,飞行员要克服心理障碍;二则位于左后方的重载起飞点侵入了降落区域,造成舰载机起降无法同时进行;三则因为采用了全滑跃式舰艄甲板,使得右起飞道右侧、舰岛前面一大块甲板,因存在明显曲率而难以作为整备甲板使用,从而极大降低了全舰舰载机持续出动效率。
反观“伊丽莎白女王”号,其飞行甲板可区分为中前部的起飞甲板、左侧的降落甲板和从舰艄右舷一直延伸到舰艉的整备甲板。在遂行“全甲板攻击”任务时,除了起飞甲板外的全部飞行甲板,均可进行舰载机的挂弹、热车等准备工作。甲板“热机位”高达32个,与美军10万吨级航母持平,拥有一波次放飞全部32架F-35B的强悍能力。不仅如此,在回收舰载机时,其起飞甲板又可充作整备甲板,与专用整备甲板一起收容全部的返航机进行整备。整备结束后,将起飞甲板上的飞机向后推入降落甲板,即可再次遂行“全甲板攻击”任务。而美军10万吨级航母,虽也拥有一波次放飞30架以上战术飞机的能力,但在第一波次返航后,必须将部分飞机收入机库才能维持后续的运作,即遂行1次“全甲板攻击”任务后,就得转入“滚动出击”模式。6.5万吨级“伊丽莎白女王”号的强悍,由此可见一斑。
此外,在设计建造时,“伊丽莎白女王”号大量采用民标和简化构型设计,并采用模块化建造的方式,极大提高了建造效率,从而成功将2艘该型航母的总造价控制在52亿美元左右。与之相比,美国“福特”号航母的造价则超过了150亿美元。
载机短板
上面分析了“伊丽莎白女王”号舰母的强悍之处,下面就该讲讲其不足之处了。航母本质上只是个海上浮动机场。其战斗力取决于舰载机的性能和数量。“伊丽莎白女王”号的舰载机主要有两款:F-35B和EH-101系列直升机。
F-35B战斗机
F-35B是F-35家族中性能最差的成员,同时也是拖累F-35项目进度、导致其费用严重超标的罪魁祸首。F-35B在飞行员座舱后部安装了一个直径可观的升力风扇,它不仅占用了极大的机内空间,使得F-35B载油量仅有F-35C的2/3左右,而且起飞后就是个完全无用的累赘。F-35的发动机虽异常强悍,但奈何F-35B气动设计为短距起飞、垂直降落付出了太多代价,机体“死重”较大,最大过载仅限7个G,因而无论是截击性能,还是近距离格斗能力,都非常“拉胯”。
对美海军陆战队而言,他们并不需要F-35B执行海上远程截击或争夺海上制空权任务,只需要一款载弹量、作战半径及应急响应速度均高于AV-8B的“炸弹卡车”,因而,对F-35B的诸多弱点并不敏感。但对英国来说,由于国力衰退,为节省开支,该国将空军下一代主战飞机和航母舰载机统一为F-35B。这样一来,该型机的先天缺陷,就无法视而不见了。
对“伊丽莎白女王”号来说,F-35B高速性孱弱且航程有限,不能过多奢望其进行海上远程截击。至于争夺制空权,因英国是F-35项目的一级伙伴国,现有的F-35B交付得较早,只达到Block 3Ⅰ标准,无法外挂武器,在执行空优任务时,只能在机腹弹舱内挂载4 枚 AIM-120C或“流星”中距空空导弹,没有红外格斗导弹可用。制造商洛-马公司称,英国得另外花钱将 F-35B 升级到 Block 4 版本,才能拥有外挂武器及使用 AIM-9X、ASRAAM等先进红外格斗导弹的能力。然而,这种升级不仅涉及软件更新,还涉及包括加装第二代光电分布式孔径系统,调整机腹弹舱结构以容纳更多类型对空、对面攻击弹药等在内的硬件修改,故而价格不菲。所以,囊中羞涩的英国政府,尚未批准这一升级计划。
在对面攻击方面,英国的F-35B,仅能使用GBU-32激光制导炸弹和SPEAR3空地导弹。前者由普通航空炸弹加装激光制导组件改装而来,且未安装滑翔翼。据测算,F-35B加速到1马赫,从1.5万米高空投掷GBU-32时,其有效射程仅为10千米左右,这显然离所谓“安全距离”相距甚远。相形之下,SPEAR3号称射程远达130千米,算是款防区外攻击弹药,但它是由直升机载“硫磺石”反坦克导弹发展而来,其轻型弹药的底子,决定了它对海、对地攻击时毁伤能力严重不足。
EH-101直升机
在极限情况下,“伊丽莎白女王”号可携带32架F-35B;在标准情况下,可携带24架 F-35B和 10架EH-101直升机(有4架预警型)。在航母设计之初,英国曾设想:在MV-22B倾转旋翼机基础上,与美国合作研发倾转旋翼预警机。但由于MV-22B自身安全记录不佳,在其基础上研发预警型费用不菲,最终作罢,退而求其次,为航母装备EH-101预警直升机。该型直升机仍沿袭了“海王”AEW-MK2预警直升机的技术构型,从外观看,不过是将可旋转90度的半球型雷达天线罩的安装位置从右侧机身后方移到左侧机身中部而已。其安装的HEW-784脉冲多谱勒雷达,仍采用平板缝隙天线,最大探测距离只有220千米。
不仅预警雷达颇为“近视”,载机EH-101的性能也很一般。该型直升机理论升限仅有4575米,加装预警雷达、显控台等设备后,实际工作升限肯定会进一步降低。按相关公式测算,当其工作升限为4000米时,来袭目标飞行高度10米,相应的水天线距离为273.8千米。来袭目标飞行高度60米时,其相应的水天线距离为293.2千米。如果工作升限降至3000米,上述两项数据分别降为238.8千米和258.2千米。而像E-2D这样能工作在万米高空的固定翼预警机,对上述两类典型目标的水天线距离分别为 425.2千米和444.6千米。这样算下来,“伊丽莎白女王”号防空预警范围远不及美式航母。
此外,根据EH-101反潜型在距母舰200海里外可进行90分钟反潜作业,在距母舰100海里外可进行210分钟反潜作业,这两项公开数据推算,“伊丽莎白女王”号上区区4架EH-101预警直升机,无法为航母提供24小时不间断防空预警信息。
配套不齐
如上所述,“伊丽莎白女王”号航母本身设计得十分紧凑高效,但舰载机的“拉胯”导致该航母攻防能力不尽如人意。航母作为海上战斗群的核心,是无法单舰纵横四海的,必须由其他舰艇提供防空、反潜屏障。
45型驱逐舰伴行的“伊丽莎白女王”号
当下,曾经“艨艟如云”的英国皇家海军,主战舰艇却只剩下2艘尚未形成战斗力的航母、2艘两栖攻击舰、6艘45型驱逐舰、13艘23型护卫舰和10艘核潜艇(3艘机敏级、3艘特拉法尔加级、4艘前卫级),剩下尽是些综合补给船、扫雷舰、巡逻艇之类的辅助舰艇。
从舰艇数量看,英军为每个航母战斗群配备1艘核潜艇、2艘45型驱逐舰、2至3艘23型护卫舰,以及1艘综合补给舰,还是可以做到的。不过,考虑到舰艇需要轮换训练、保养和中修,以及海军除编成航母战斗群外,尚有其他部署任务及海上勤务,所以45型驱逐舰数量最为吃紧。更要命的是,这款采用综合电力推进系统的新锐防空驱逐舰,近年来频频曝出因电力系统故障而“趴窝”的丑闻,更加剧了供需矛盾。
英国45型驱逐舰
不仅可用数量吃紧,45型驱逐舰的抗饱和攻击效能也不尽如人意。当然,值得一提的是,其上安装的“桑普森”有源相控阵雷达性能颇为不俗。作为一部双面阵多功能雷达,它的每个工作阵面均有2500个功率为10瓦的砷化T/R单元,每面天线的平均发射功率约为25千瓦,最大探测距离为250千米,可同时追踪500个目标并能同时引导导弹攻击其中最具威胁的12个目标。然而,该型驱逐舰满载排水量近8000吨的船体上,只安装了48个“席尔瓦”垂直发射单元。其中,有16个各装填 1枚最大射程30千米的“紫苑”-15舰空导弹,另32个各装填1枚最大射程120千米的“紫苑”-30舰空导弹。
作为对比,满载排水量仅比45型驱逐舰多出不到2000吨的伯克级驱逐舰,却拥有90至96个MK41垂直发射单元。可以“一坑四弹”的形式装填最大射程50千米的“改进型海麻雀”舰空导弹,或以“一坑一弹”的形式装填最大射程185千米的“标准”-2BlockIV ER增程型舰空导弹、大气层外拦截距离高达500千米的“标准”-3反导导弹、对空气动力目标最大射程400千米的“标准”-6舰空导弹。相较之下,2艘45型驱逐舰所提供的抗饱和攻击能力,也不及1艘伯克级驱逐舰,而且前者单价竟比后者要高出3至5成(依据计算方法和建造年份不同,而有所差异)。
英国23型护卫舰
“伊丽莎白女王”号战斗群的区域防空能力稀松,那么其反潜能力又如何?应该说,作为该战斗群配套舰艇的机敏级核潜艇是很先进的,足以完成水下护航任务。负责水面反潜的23型护卫舰,设计之初的定位是一款廉价的反潜护卫舰,其反潜能力在它所诞生的年代堪称优秀,但因强调廉价,其设计出发点是取消中期延寿和升级,船体及舰载设备均按18年的服役年限设计。然而,后续26型护卫舰进度一再延误,迫使23型护卫舰不得不进行延寿升级。可原始设计的框架,却决定了这种预想外的升级必定困难重重,效费比不佳。鉴于最“新”的一艘23型护卫舰也有19年舰龄了,对其反潜能力恐怕不能过于乐观。如此拼凑的航母战斗群,哪里还谈得上有多强悍的战斗力?
标签: