福特号服役1年有余,难道阻拦索还在地面做“实验”,福特号究竟还有多少毛病?

美国海军的“福特”号航母(CVN-78)是其最新的军事技术结晶,使用了诸多现代化的技术,比如VSR(S波段远程搜索雷达)+MFR(X波段火控雷达)组成的双波段雷达系统(DBR),以及先进阻拦装置、电磁弹射、先进武器升降机等设备。这艘航母由于使用的新技术较多,服役1年多后依然在测试状态,到目前为止还没有具备实战能力。

图为美国海军“福特”号航母的舰岛,他的舰岛上装备了VSR和MFR两种不同波段的有源相控阵雷达。

“福特”号航母上的先进阻拦装置(AARS)目前还在进行地面测试,位置在美国新泽西州莱克赫斯特基地。最近,美国刚刚在这个陆地试验设施上进行了26分钟拦阻降落22架飞机的高密度降落测试,获得了成功,可以说制约先进阻拦装置(AARS)的问题已经基本解决,稍后就会对“福特”号航母上的相应设备进行改进,提高可靠性。

图为先进阻拦装置AARS的结构图。

图为美国先进阻拦装置地面测试系统。

“福特”号航母上还有电磁弹射器目前正在测试中,这种全新的弹射方式虽然放宽了航母的弹射重量限制,但是也提高了航母的耗电量,同时新的弹射器加速不均匀,给了飞行员很大的使用难度。传统的蒸汽弹射器虽然弹射的重量有限,满功率弹射的次数也不多,但是他在弹射中属于能量一次性释放,在一次释放能力后,飞行员在飞机内会经历一个载荷逐渐降低,飞机弹射速度逐渐下降的过程。

图为美国海军“福特”号航母,他是目前世界上最大的航母。

但是美国最新的电磁弹射器却不同,他在弹射过程中属于能量逐步释放,飞机在整个弹射滑轨上属于一个逐渐加速的过程,每一次加速都和上次速度之间有明显的感觉,这样飞行员在飞机内要经历多次过载加大的考验,令飞行员感觉难以承受和呼吸,严重时甚至会有头晕的感觉,影响战斗力的发挥,为此美国一直在对电磁弹射器进行测试,迄今为止还没有实现在航母上弹射起飞。

上图为美国海军“福特”号航母,他使用的新技术很多,包括他的核反应堆也是最新型号A1B反应堆,两台就能释放相当于“尼米兹”级3倍马力的功率。

“福特”号航母还有毛病是他的先进武器升降机(AWE),“福特”号航母一共布置了11台先进武器升降机,但是其中能用的目前只有4台,其余多台都存在问题。为了解决这些问题,美国在今年中旬在地面建立了先进武器升降机(AWE)测试设备,到目前为止,还没有把各种问题进行有效解决,可能还需要一些时间。

图为美国“福特”级航母的设备结构图。

先进武器升降机是什么东西?他能限制航母服役步伐吗?可以说,武器升降机是航母上最关键的设备之一,他是把舰载机的弹药从位于航母下层甲板的弹药库提升到飞行甲板或者机库进行装弹的设备,其原理类似于电梯,实际上就是一种用于弹药运送的快速电梯。过去,这种升降机和普通电梯的原理一样,都有钢缆进行吊放,设备贯通整个航母各层甲板,但是先进武器升降机使用隔板隔开了升降机通道各个甲板,升降装置自己不需要任何钢缆,依靠电磁能进行移动,不但运送速度增加,而且安全性大大提高。

图为“福特”级航母上的先进武器升级机测试样机。

总的来说,“福特”号航母服役1年多来,存在诸多的问题需要解决,这是正常的,任何新装备形成作战能力的测试时间都是长期的,航母更是如此,我国海军的002型航母光是海试就进行了9次,下水到现在也已经近2年时间,足见航母测试的长期性和困难性,我们无需对“福特”号冷嘲热讽,他上面值得我们学习借鉴的技术,还有很多,需要我们好好学习和研究。

福特号服役1年有余,难道阻拦索还在地面做“实验”,福特号究竟还有多少毛病?

首先一点,为“福特”级航母准备的“先进拦阻装置”(AAG)的确还在做地面试验,就算是到了2019年11月,位于美国新泽西州莱克赫斯特基地的“跑道拦阻着陆试验场”仍然在进行这套系统的地面测试。其次,能够进行地面试验或测试,对于舰载装备来说,其实是“幸福”且“幸运”的,并且包括“电磁弹射”和“先进拦阻装置”在内的一些新技术装备来说,问题已经解决的差不多了。

▲美国新泽西莱克赫斯特试验场,正在使用E-2D舰载预警机进行AAG地面拦阻试验

也就在今年11月,美国莱克赫斯特的陆上试验场对“先进拦阻装置”(AAG)进行了史上最严苛的测试,26分钟拦阻着陆了22架次的飞机。另外,之前广受非议的“电磁弹射系统”也在经历了数千次的测试试验之后,基本解决了问题。

▲“福特”号航母“先进拦阻装置”使用的减震缓冲器CSA

在2019年11月20日,美国“福特”号航母进行的海上测试时,该航母之前出过问题的先进技术装备基本得到解决,比如说“双波段雷达”(DBR)已经可以正常运作;“先进拦阻装置”(AAG)改进并新设计了各别部件,陆上测试也临近尾声;动力系统主轴部件和蒸汽轮机组发电部件也进过检验,通过了满功率运行测试。因此,对于“福特”号航母来说,目前最大的问题可能是“先进武器升降机”这个平常我们关注不多的装置。

▲“福特”号航母进行海上测试

“先进武器升降机”(AWE)问题,严重拖累“福特”号进度

前文我们说了,一些舰载设备在出问题时能够进行陆上测试是“多么幸福”的事,这是因为当设备安装到军舰上以后受舰体空间和作业环境所限,很难进行问题的检测和反复测试。而这里所说的“先进武器升降机”之所以出了问题以后,很长一段时间难以解决,就是因为AWE在研制开发阶段,并没有像“先进拦阻装置”和“电磁弹射装置”等技术装备那样,建立“陆上试验平台”,这不知道是研制单位的“迷之自信”还是“考虑不周”。

▲“福特”号航母上的“先进武器升降机”(AWE)

实际上,2017年7月“福特”号航母被交付给美国海军时,舰上的所有11台“先进武器升降机”都已经被安装,但是仍处于“未妥帖交付”状态,在此后为期一年的航母测试过程中,这些升降机都无法投入使用。到2018年7月,“福特”号航母进入“试航后维修”阶段,但是由于“先进武器升降机”和“动力系统”的严重问题,迫使原计划1年的“试航后维修”延长到15个月。但是截止到目前,“福特”号上的11台武器升降机,只有位于甲板上层的4台在测试期内运行了94次,获得了美国海军的资格认证,其他7台仍然有待于处理。

▲“先进武器升降机”俯视

显然,美国人已经意识到要解决“武器升降机”问题,搭建陆上测试装置的必要性。在2019年中旬,开始着手组建AWE问题处理团队并建设陆上试验场。美海军正在海军水面战中心费城分部建设先进武器升降机陆上试验场,根据合同将于2020年建成交付使用;而组建的专家团队则涵盖了技术专家、航母舰员和政府人员,涵盖了“先进武器升降机”所涉及的制造生产、软件开发、系统集成、电磁电气等多个领域的“精英”,专门对“先进武器升降机”的故障进行调查并提出改进意见。

▲美国总统特朗普,在“先进武器升降机”自控系统处听取问题汇报

美国为何要“费时费力”的开发“先进武器升降机”AWE

虽然“尼米兹”级航空母舰,目前仍然是世界上除美国外最大、最先进的航母,但正是因为美国具备最多的研制和使用航母经验,他们仍然“尼米兹”存在的很多问题感到不满,这也算是“实践出真知”吧。根据美国的认识,“航空母舰物流保障”尤其是“武器弹药转运系统”的设计和技术是限制航母能力的重要因素,因此当其他国家还在满足于传统武器升降机的技术可靠性时,美国提出了“先进武器升降机”是新航母的关键新技术之一,需要大幅提高武器弹药的转运速度和降低系统维护需求,并有利于航母的战时损管要求。

▲“福特”号航母“先进武器升降机”样机

传统的航母武器升降机(包括尼米兹级)是通过电动钢丝绳或电动液压装置产生的动力移动,这一点你可以想象“普通电梯”的构造。而航空母舰上的弹药库,通常为了安全起见,都布置于数层甲板舱室之下的舰体艏尾两端的中部,而由于这些用于提升的垂直钢缆存在,整个传统武器升降机必须在数层甲板之间留有一个大型贯通的竖直通道。当上层舷侧甲板受损以后,海水很可能沿这个通道灌入几层深的航母内部,这对于航母的损管是十分不利的。

▲传统航母弹药库布局

但是“福特”号航母上的“先进武器升降机”AWE系统就不存在这个问题,AWE使用线性同步电机作为动力,并沿着升降机井道内壁布置,并且沿着井壁布置钢轨用来引导升降机的导向滚轮。而线性同步电机的次级永磁阵列固定在升降平台上,永磁体通过来自初级的吸引力使悬置的导向轮贴紧钢轨。由于没有垂直布置的悬吊钢索,也没有液压驱动的复杂附属设施,更无需悬吊电缆连接在升降平台上,所以“先进武器升降机”可以在整个升降井道上安装数层横向隔离门,有利于保证弹药库和各层舱室之间的安全。

▲先进武器升降机的升降平台和钢轨细节

除了以上安全方面的考虑外,“先进武器升降机”还具备平台面积大、载重能力强、升降速度快等诸多优点,而武器弹药的安全保障和物流转运速度,无疑是制约航母舰载机出动打击能力的重要因素之一。

▲航母武器升降机的性能对比

总之,美国的“福特”号航母由于采用了过多的新技术,很多思想可谓是超前,所以导致目前仍然有大量问题没有解决,但这也是“第一个吃螃蟹的人”所应有之一,新技术遭遇波折也是在所难免。但是,随着问题的逐步解决,这其中收获的经验和未来得到的应用好处也是显然易见的。所以,对于“福特”号的问题无需“无脑喷”,而是细思这些问题产生的原因和新技术带来的作战能力变化。

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