屡遭诟病,福特级航母真的一无是处吗?这些新技术或引发航母革命
【军武次位面】:风林火山
作为美国海军重金打造的下一代航母,福特级尽管因目前各种不可靠而饱受诟病,但毫无疑问,其仍是当今最大、最强、最先进的航母。一提到航母,大家通常会关注舰载机的种类、型号和数量等,但其实这些都属于航母的"软件",真正保障这些"软件"顺利运行的"硬件",便是舰体,具体说就是飞行甲板。
福特级飞行甲板全长333米,宽77米,总面积相当于3个足球场。其主尺寸虽然与尼米兹级大同小异,但内容上的变化就有很多了,最主要的是弹射器。
自20世纪50年代开始服役的蒸汽弹射器尽管性能可靠,缺点也同样突出:在工作时无法进行回馈力控制。没有回馈力控制,会经常发生由于弹射器拖曳力过大而造成舰载机机体结构受损、减少机体寿命的情况。由于控制困难,蒸汽弹射器的最小和最大弹射重量都有限制,因此无法发射无人机。同时,尼米兹级的4号弹射器(位于甲板中部最外侧)由于过于靠近飞行甲板边缘,无法获得足够的机翼通过空间因此无法弹射满挂载状态的舰载机。
而福特级采用了新型电磁弹射器不再有弹射舰载机的任何限制。其弹射器布置仍与尼米兹级相同,也是4座(舰艏2座,斜角甲板2座),但电磁弹射器本身的效能要比传统的蒸汽弹射器提高许多。电磁弹射器是一个复杂的集成系统,其核心是直线弹射电动机。其概念类似磁悬浮列车采用的技术,但不同的是,磁悬浮列车的运动漂浮在空气中,而弹射电动机装有滚轮,带动一个往复车沿弹射器轨道滑行。工作时,往复车在电磁力的作用下,拉着舰载机沿弹射冲程加速到起飞速度。舰载机脱挂后,往复车受到反向力制动,低速回到出发的位置。
▲蒸汽弹射器的维护是个大麻烦
相比蒸汽弹射器,电磁弹射器主要有以下几大优点:使用范围更广,无论是更重的飞机,还是小而轻的无人机,都可以弹射;可靠性更强:蒸汽弹射器2次重大故障间的平均周期是405周,而电磁弹射器则是1300周;操作成本更低:只需90人,比蒸汽弹射器少30人;能量利用率更高:其每次输送电量最高可达122兆焦,蒸汽弹射器只有95兆焦;对舰上辅助系统要求更少:蒸汽弹射器需要航母提供大批辅助系统,电磁弹射器则简化了许多。关于蒸汽弹射器和电磁弹射器的技术差别,有人曾形象比喻为"如老式蒸汽火车和现代磁悬浮列车相比"。
▲电磁拦阻装置原理
除了弹射系统,福特级所采用的"先进拦阻装置"(AG)也采用了电磁技术取代了尼米兹级使用多年的液压拦阻装置。现有的液压拦阻装置无法回收无人机,而且在回收有人舰载机时会对机体结构产生巨大压力。"先进拦阻装置"采用电磁控制技术,冲击能量吸收由1台涡轮电子发动机控制,大大减轻了回收时的冲击力对机体结构的破坏,回收无人机也变为可能。尽管"先进拦阻装置"在外表上与它的"前辈"十分相似,但内在方面它具有更高的灵活性,安全性,可靠性,而且可以减少相应的维护人员数量。
为了支持耗电巨大的电磁弹射器,福特级在动力系统方面做出了更加革命性的改进。该级采用2座A1B压水堆(A代表航母平台专用,1代表由承包商设计的第1代反应堆芯,B代表项目承包商Bechtel工程公司),可以提供比尼米兹级2座A4W压水堆高25%的功率。其总发电量可以达到尼米兹级的3倍,使用1.38万伏的配电系统。采用如此大功率的反应堆,是为了满足电磁弹射器、先进拦阻装置,以及未来可能上舰的"战术高能激光"点防御系统或电磁轨道炮等"用电大户"的需要。
福特级仍然采用4轴推进,强大的功率保证其航速达30节以上。压水堆使用寿命到了之后,航母就必须进厂更换堆芯。A4W压水堆的使用寿命为20年,而A1B压水堆的使用寿命为50年,这意味着理论上福特级可以连续航行50年而无须进厂更换堆芯,不仅延长寿命,维护成本也变得更加低廉,而且A1B所需的维护人员数量只有A4W的一半。
电磁弹射、电磁拦阻、五代机隐身舰载机,福特级所应用的多种新技术,将会使未来航母作战的面貌发生革命性的变革。这种目前唯一在建的海军巨无霸,对航母的未来发展具有重要的借鉴和参考意义。
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