[中國航母] 解密中國航母:第3艘和第4艘(圖)
“遼寧”級2號艦的作戰能力是否能取得飛躍,關鍵就要看在不改變艦體結構與總體設計的情況下,能否讓彈射器上艦,外形上所帶來的最大改變就是可以將上翹14度得飛行甲板拉平。這是壹項接近改裝極限的復雜工程,蘇聯曾在設計“瓦良格”號(即後來的“遼寧”號)時討論過類似方案,但考終放棄。幸運的是,今天我們已經看到了將其實現的希望。
據《環球時報》報道,近日美國某網站公布的衛星照片顯示,中國在某地建造了某型電磁型導軌式高速牽引裝置工程樣機測試設施。該設施是繼美國之後世界第贰條電磁彈射器地面實驗設施。自2002年開始,在海軍工程大學教授、中國工程院院士馬偉明少將帶領下,中國於2008年首次完成壹個電磁彈射器原理樣機的科研攻關,並開展了1:1電磁彈射器驗證設備的研制工作。為表彰馬偉明在科技創新領域的突出貢獻,前任中央軍委主席胡錦濤曾簽署通令,為他記壹等功。
從衛星照片推測,這個試驗裝置大約長120至150米,電磁軌道長80米左右,能夠建造如此大規模的實驗設施“足以證明中國已經全面驗證和掌握了大型直線感應電機、先進強迫儲能裝置,以及高性能脈沖發生器等電磁彈射器關鍵技術”。
相較於蒸汽彈射,電磁彈射的優點是全方位的,首先是加速均勻且力量可控。“尼米茲”級上的C-13-1型蒸汽彈射器發射時最大過載可以達到6g,而整個行程的平均加速度僅有2g多壹點。F/A-18戰 斗機飛行員常常調侃C-13-1彈射器在後段往往沒有飛機自身的發動機加速“給力”。隨著速度和氣缸容積增加,過熱蒸汽的膨脹絕大多數能量用於蒸汽本身的加速和推動上了,體積增加後氣體膨脹所需蒸汽的比例成立方關系增加。蒸汽彈射器長度和氣缸容積幾乎達到極限,到彈射沖程的末端,蒸汽基本上只能加速活塞,對飛機幫助不大。
電磁彈射器的推力啟動段沒有蒸汽那種突發爆炸性沖擊,峰值過載從6g可以降低到3g,這不僅有利於延長飛機使用壽命,對飛行員的身體感受也是不錯的改善。此外,由於電磁彈射的加速和彈射器長度沒有關系,除了受到氣動阻力和摩擦阻力影響外,彈射初段到末段的基本加速度不會出現太大波動,這就比蒸汽彈射的逐步下降來得更有效率。根據計算,平均加速度壹樣時,電磁彈射器可比蒸汽彈射器讓飛機多載重8%至15%。在彈射不同重量、不同起飛速度的機型時,電磁彈射器還可通過計算機靈活精確的控制彈射能量。
電磁彈射器的彈射效率也比蒸汽彈射器要高,這壹點對航母戰斗力的提升意義重大,如采用電磁彈射器的福特號艦載機日出動量由“尼米茲”級的120架次增加到160架次:高峰日出動量也由原先的220至240架次增加到270架次。同時,由於沒有龐大的氣缸,電磁彈射器的體積相對較小,非常利於在“遼寧”級平台上安裝使用。
近年來,中國在武器裝備的電子技術上進步神速。到2020年還有6年時間,馬偉明院士與他的研發團隊還有時間,中國海軍如能跨越蒸汽彈射這道門檻,讓第壹艘國產航母直接裝上2至3套電磁彈射器,“遼寧”級2號艦的飽和載機量將可能提升至65架左右,實際服役載機量也能達到55架規模,再加上叁倍於現在的出勤率和可以滿載油彈作戰的新型艦載機。這艘“老瓶裝新酒”的航母作戰能力有望達到“福萊斯特”級和“小鷹”級的水平。
核動力幻想與現實
如果“遼寧”級2號艦最終采用了電磁彈射器,就必須對其動力系統做相應升級,電磁彈射器需要強大的電力保障,尤其是彈射時的瞬時高壓供電能力,這恐怕是“遼寧”號現有動力系統所無法提供的。
“庫茲涅佐夫海軍元帥”號采用了4台TB-12蒸汽輪機和8台增壓鍋爐。TB-12的前身是TB-8,而TB-8正好是國產051型驅逐艦的主機,國產型號為453型蒸汽輪機。TB-8的功率是3.6萬匹馬力,當年051型驅逐艦采用2台TB-8蒸汽輪機曾達到38節的高速,TB-12的功率增加到了4.5萬匹馬力。另外,中國引進的“現代”級驅逐艦上安裝的GTZA-674型蒸汽輪機是TB-12的改進型。
中國人民解放軍海軍司令員吳勝利30日在北京會見了來訪的法國海軍參謀長貝爾納·羅熱爾上將。4月3日,他視察遼寧艦。(圖片:飛揚軍事)中國人民解放軍海軍司令員吳勝利30日在北京會見了來訪的法國海軍參謀長貝爾納·羅熱爾上將。4月3日,他視察遼寧艦。(圖片:飛揚軍事)
從TB-8到TB-12再到GTZA-674,中國在該系列蒸汽輪機上積累了豐富的技術、使用與維護經驗。如果“遼寧"號上采用 的蒸汽輪機為其國產化型號的話,相信至少可以達到GTZA-674的水平,4台蒸汽輪機的總輸出功率為20萬匹馬力。該動力系統維持沒有彈射器的“遼寧”號高速航行是沒問題的,但如果是采用了電磁彈射 的新航母就有些捉襟見肘了。“福特”號僅4部電磁彈射器同時充電就需約20萬匹馬力,如果“遼寧”級2號艦安裝3台同樣功率的電磁彈射器,所需電能即超過 1.6萬匹馬力;考慮到蒸汽輪機在發電過 程中50%左右的能量損耗,僅3台彈射器最大所需功率就占到了全艦總功率的約16%,這必然會嚴重影響航母航速和其他用電設備的使用。
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好新聞沒人評論怎麼行,我來說幾句
據《環球時報》報道,近日美國某網站公布的衛星照片顯示,中國在某地建造了某型電磁型導軌式高速牽引裝置工程樣機測試設施。該設施是繼美國之後世界第贰條電磁彈射器地面實驗設施。自2002年開始,在海軍工程大學教授、中國工程院院士馬偉明少將帶領下,中國於2008年首次完成壹個電磁彈射器原理樣機的科研攻關,並開展了1:1電磁彈射器驗證設備的研制工作。為表彰馬偉明在科技創新領域的突出貢獻,前任中央軍委主席胡錦濤曾簽署通令,為他記壹等功。
從衛星照片推測,這個試驗裝置大約長120至150米,電磁軌道長80米左右,能夠建造如此大規模的實驗設施“足以證明中國已經全面驗證和掌握了大型直線感應電機、先進強迫儲能裝置,以及高性能脈沖發生器等電磁彈射器關鍵技術”。
相較於蒸汽彈射,電磁彈射的優點是全方位的,首先是加速均勻且力量可控。“尼米茲”級上的C-13-1型蒸汽彈射器發射時最大過載可以達到6g,而整個行程的平均加速度僅有2g多壹點。F/A-18戰 斗機飛行員常常調侃C-13-1彈射器在後段往往沒有飛機自身的發動機加速“給力”。隨著速度和氣缸容積增加,過熱蒸汽的膨脹絕大多數能量用於蒸汽本身的加速和推動上了,體積增加後氣體膨脹所需蒸汽的比例成立方關系增加。蒸汽彈射器長度和氣缸容積幾乎達到極限,到彈射沖程的末端,蒸汽基本上只能加速活塞,對飛機幫助不大。
電磁彈射器的推力啟動段沒有蒸汽那種突發爆炸性沖擊,峰值過載從6g可以降低到3g,這不僅有利於延長飛機使用壽命,對飛行員的身體感受也是不錯的改善。此外,由於電磁彈射的加速和彈射器長度沒有關系,除了受到氣動阻力和摩擦阻力影響外,彈射初段到末段的基本加速度不會出現太大波動,這就比蒸汽彈射的逐步下降來得更有效率。根據計算,平均加速度壹樣時,電磁彈射器可比蒸汽彈射器讓飛機多載重8%至15%。在彈射不同重量、不同起飛速度的機型時,電磁彈射器還可通過計算機靈活精確的控制彈射能量。
電磁彈射器的彈射效率也比蒸汽彈射器要高,這壹點對航母戰斗力的提升意義重大,如采用電磁彈射器的福特號艦載機日出動量由“尼米茲”級的120架次增加到160架次:高峰日出動量也由原先的220至240架次增加到270架次。同時,由於沒有龐大的氣缸,電磁彈射器的體積相對較小,非常利於在“遼寧”級平台上安裝使用。
近年來,中國在武器裝備的電子技術上進步神速。到2020年還有6年時間,馬偉明院士與他的研發團隊還有時間,中國海軍如能跨越蒸汽彈射這道門檻,讓第壹艘國產航母直接裝上2至3套電磁彈射器,“遼寧”級2號艦的飽和載機量將可能提升至65架左右,實際服役載機量也能達到55架規模,再加上叁倍於現在的出勤率和可以滿載油彈作戰的新型艦載機。這艘“老瓶裝新酒”的航母作戰能力有望達到“福萊斯特”級和“小鷹”級的水平。
核動力幻想與現實
如果“遼寧”級2號艦最終采用了電磁彈射器,就必須對其動力系統做相應升級,電磁彈射器需要強大的電力保障,尤其是彈射時的瞬時高壓供電能力,這恐怕是“遼寧”號現有動力系統所無法提供的。
“庫茲涅佐夫海軍元帥”號采用了4台TB-12蒸汽輪機和8台增壓鍋爐。TB-12的前身是TB-8,而TB-8正好是國產051型驅逐艦的主機,國產型號為453型蒸汽輪機。TB-8的功率是3.6萬匹馬力,當年051型驅逐艦采用2台TB-8蒸汽輪機曾達到38節的高速,TB-12的功率增加到了4.5萬匹馬力。另外,中國引進的“現代”級驅逐艦上安裝的GTZA-674型蒸汽輪機是TB-12的改進型。
中國人民解放軍海軍司令員吳勝利30日在北京會見了來訪的法國海軍參謀長貝爾納·羅熱爾上將。4月3日,他視察遼寧艦。(圖片:飛揚軍事)中國人民解放軍海軍司令員吳勝利30日在北京會見了來訪的法國海軍參謀長貝爾納·羅熱爾上將。4月3日,他視察遼寧艦。(圖片:飛揚軍事)
從TB-8到TB-12再到GTZA-674,中國在該系列蒸汽輪機上積累了豐富的技術、使用與維護經驗。如果“遼寧"號上采用 的蒸汽輪機為其國產化型號的話,相信至少可以達到GTZA-674的水平,4台蒸汽輪機的總輸出功率為20萬匹馬力。該動力系統維持沒有彈射器的“遼寧”號高速航行是沒問題的,但如果是采用了電磁彈射 的新航母就有些捉襟見肘了。“福特”號僅4部電磁彈射器同時充電就需約20萬匹馬力,如果“遼寧”級2號艦安裝3台同樣功率的電磁彈射器,所需電能即超過 1.6萬匹馬力;考慮到蒸汽輪機在發電過 程中50%左右的能量損耗,僅3台彈射器最大所需功率就占到了全艦總功率的約16%,這必然會嚴重影響航母航速和其他用電設備的使用。
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