美军方评;美英法三国的航母规模和能力的四种选择【上】

幼萱解析 2024-06-24 19:47:02

“航空母舰给海军建造者带来了军舰设计中遇到的一些最困难的问题。在一 个拥有大多数正常战舰特征的船体上,必须为几个中队的飞机的运行和维护 做出规定。如果在岸上操作,航母上的飞机将需要一个超过几平方英里的机 场,包括航空管制、机库、维修车间、汽油库、炸弹库、营房、食堂、运输 和数千英尺长的跑道。在航母上,这些都必须压缩到800至1100英尺长的舰 艇中,飞行甲板不到3英亩。” - 引自大卫·K·布朗,《先锋队:军舰的设计和发展,1923-1945年》1960年代皇家海军建造师查普曼(J.H.B.Chapman) 的开场白,列举了设计海上移动空军基地的挑战,这些 挑战在今天仍然没什么变化。现在有无数种潜在的航母 设计,包括所有这些要求,就像在1970年代早期的航母 辩论中那样。当时和现在一样,将这些种类减少到四种 基本模式以供考虑仍然是有用的,包括:

1.继续建造目前的福特(CVN 78)级航母(替代目前 的尼米兹级核动力航母)。

2.一艘新的中型航空母舰(航母舰载机联队),大小 与常规动力的中途岛号(CV41)相当

3.一艘欧洲常规或核动力航母设计(伊丽莎白女王号 或戴高乐号)。

4.“闪电航母”,一艘作为航母的美国大型甲板两栖 舰,如“美利坚”号(LHA-6级)。 这四个方案代表了支持固定翼飞机的航母的全部选择 范围。 这里评估的四种设计都是大型舰艇(超过40000吨, 长度为800英尺),但其飞行能力、战斗耐力、推进力和 生存能力等级都有很大差异。甲板长度是决定航母是否 能支持弹射器辅助起飞和着陆(一般来说,长度为900英 尺或以上)或短距离起飞和垂直降落(长度为800英尺或 以上)的问题。承运人选项的评估基于五个标准:(a)所 需的飞机类型,(b)舰载机联队的规模,(c)弹仓和航空 燃料容量,(d)推动力,和(e)成本,这将在后面的章节 中讲述。

来自北卡罗来纳州达勒姆的海军一级空中乘务员(直升机)卡莱布·劳什 (Caleb Rausch)驾驶着隶属于直升机海战中队(HSC)12的金鹰号的MH60S海鹰,与美国海军唯一一艘前沿部署的罗纳德·里根号航空母舰(CVN 76 )和夏洛号导弹巡洋舰(CG 67)进行航母打击群综合行动。(美国海军)最后,尽管许多批评者仍然讨论大型航母的脆弱性以 及用装备巡航导弹的小型平台取代它的可能性,但历史证 据表明,这种替代方案是值得怀疑的。据海军评估,一艘 尼米兹级大型航母能够(通过空袭)在30天的连续空袭行 动中提供相当于5000枚巡航导弹的火力。历史上巡航导弹 的使用量要小得多,第一次海湾战争中使用了288枚巡航 导弹,1998年针对伊拉克的“沙漠之狐”行动使用了325 枚,“持久自由”行动中仅使用了88枚。

这些相对较低的 数字与航母机群的数字相比,再次强调了保留一支重要的 美国海军航母部队的必要性。

表3:航母的选择

拟议的航母选择: 1. 福特级核动力航母:目前的福特级航母(CVN 78)正在进行批量生产,目前的目标是至少6艘,是在 后戈德华特·尼克尔斯联合官僚程序下设计的第一艘航 母。虽然福特号的船体与尼米兹号基本相同,但福特号 与尼米兹级的变化源于海军的参与,但没有海军的最终 决定权。这些关键的联合决定包括一个新的反应堆,电磁弹射器,阻拦装置,和武器升降机。后者的概念系统 可提供更高的效率和可靠性,通过将舰岛结构置于更远 的船尾,提供更好的飞行甲板飞机操作,且所需船员更 少。很多人还没有被发现这些优势。福特级比以前的尼 米兹级有23 项重大改变,但许多是基于未开发的技术, 并且已经造成了数十亿美元的成本超支和多年的延误, 包括电磁弹射器的工程挑战,先进的阻拦装置 和升降机,以及到目前为止无法达到合同规定的战机出 动率。

还有一个更根本的问题是,是否有必要具备比尼 米兹舰载机更高的飞行架次的能力。这种更高的出动次 数要求来自于一个联合需求委员会,该委员会基于旧的 越战时期的阿尔法打击以及“铝云”行动,现在已经不 再使用了。福特弹射器系统还不能与尼米兹的飞机出动 能力相提并论,在2003年伊拉克战争初期,尼米兹的出 动量接近每天120-130架次。除了单纯的可靠性之外,一 个尚未解决的更严重的问题是,如果一个电磁弹射器坏 了,所有的都会坏。2021财年作战测试和评估主任的年 度报告指出: 由于CVN78上的能量存储组和电力转换 子系统逆变器的共享性质,机组人员在飞行 操作中不能轻易地对EMALS组件进行电气隔

采用燃气轮机/电力推进的核动力航母

离。电气隔离设备的过程很耗时;EMALS电 机/发电机的旋转本身就需要1.5小时。这种 能力排除了EMALS在飞行操作中的高功率维 护。 由联合官僚机构授权的这些未经验证的新技术所造成 的延迟,使第一批的成本迄今增加到133亿美元,比最初 的估计增加了33亿美元以上,是上一艘尼米兹号成本的两 倍。我们在本报告中使用了国防部向国会提供的成本,但 参与该项目的知情官员现在估计最终成本为178亿美元, 而且这个数字是在“福特”号的全舰冲击试验之前,这可 能对成本产生重大影响。福特级和尼米兹级一样,只能在 一个船厂(纽波特的纽斯造船厂)建造,实际上是一种垄 断,因此很难在建造中成本节约。 需要的飞机类型:福特级支持所有目前和计划中的美 国海军航母飞机。

舰载机联队规模。福特级完全支持美国海军目前的 机群(大约75架飞机),就像以前的尼米兹级一样。它 的“作战密度”--包括飞机、支持设备和其他杂项所占 据的机库和飞行甲板的部分--是75%,比尼米兹级高了5 %。20世纪90年代和21世纪初,由于A-6和S-3的退役, 作战密度下降。然而,由于用较大的超级大黄蜂“咆哮 者”的五机中队取代了四机的“徘徊者”中队,以及用 大23%的超级大黄蜂取代了老式大黄蜂,航母密度再次 上升。随着MV-22倾斜飞行器加入联队,密度将进一步 增加。福特号和尼米兹号的这种全面能力与下面考察的 两艘较小的航母形成了对比。皇家海军伊丽莎白女王级 航母和美国海军的“闪电”航母,如“美利坚”号,都 没有弹射器和阻拦装置,不能操作固定翼空中预警机E2D、电子战EA-18咆哮者,或新兴的固定翼无人驾驶飞 机,

如MQ-25黄貂鱼加油机。这些飞机对于在海上对抗 其他海军部队的行动都是至关重要的。英国的舰艇和美 国的LHA/LHD改装舰仅限于直升机和F-35B飞机,其航程 较短,军备能力也不如F-35C。弹药库容量和维持能力。弹药库容量对于航母在较 长时期内进行战斗行动的能力很重要。大型核动力航母 的这一特点仍然是其相对于将取代航母的系统的主要优 势之一,如大量装备巡航导弹(有人或无人)。在持续 的战斗条件下,这种小型舰艇的加油和补给,特别是导 弹武器的加油和补给,可能很困难。福特号有375000立 方英尺的航空军械容量,以及300万加仑的可用喷气燃 料储存量,可用于14天的持续作战。福特和尼米兹航母 更大的尺寸也有助于其他各方面,包括增加生存能力、 隔舱、装甲和消防,恶劣天气下更好地保护作战海域, 以及由于更大的飞行甲板而降低历史事故率。

出动率。未来的航母任务,特别是那些有“海上战 争”成分的任务,对手是另一支蓝水海军部队,将需要 更长、更具体的打击和空中战斗巡逻任务,而不是大规 模投掷对地攻击弹药。2017年兰德公司的一项关于航母 的研究抓住了这一出动要求的问题,说:“增加对峙距 离,因此延长出动时间,是未来规划情景的特点。由于 出动时间延长,在其他条件不变的情况下,需要降低出 动率”。

2. 新的中途岛航母大小的航母舰载机群。二战后 不久的中途岛级航母的开发原因与尼米兹和福特的许多 原因相同,包括倾向于增加尺寸作为产生更大打击能力 的手段。中途岛号从1945年到1991年的海湾战争中服役 了46年。中途岛号无法支持所有的美国海军飞机,特别 是F-14“雄猫”战斗机,而且其舰载机只有56架,比当 代战后更大的常规动力和核动力航母的载机量要小。虽 然新的中途岛号航母将比福特/尼米兹支持的战机数量 更少,但其弹射器和着陆配置将使其能够操作所有目前 和计划中的美国海军飞机。 石油价格的变化,包括美国从石油净进口国向出口 国的过渡,将使一艘常规动力的65000吨级新航母的建 造和运营成本比福特级航母低得多。从燃气轮机到燃气 轮机和柴油机联合系统,有几种经过验证的低风险常规 推进系统的选择。

核能也是一种选择,特别是使用现有 的、经过验证的潜艇发电设备。 所需的飞机类型:一个新的中途岛航母设计可能会 根据任务的需要,搭载45-60架飞机的机翼。凭借其蒸 汽弹射器和阻拦装置,它将能够操作所有当前和计划的 航母飞机,包括预警机、电子战飞机和MQ-25A无人驾驶

中途岛号在1990/1991年“沙漠风暴”行动前后

加油机,而缺乏弹射器和阻拦装置的航母无法支持这些 飞机。这样的航母及其舰载机可能无法在非常高的威胁 地区“独自无畏”地行动,但可以在许多中等和低威胁 的环境中这样做,并在高端战斗中补充尼米兹和福特的 舰载机。 机群规模:目前尼米兹/福特的机群共有大约75架各 种类型的飞机,其中核心的四个攻击战斗机中队代表了该 航母的大部分攻击和空中优势。一个新的航母舰载机联队 可能会根据航母的任务进行调整。三个由30到34架F-18E/ F或F -35C飞机组成的攻击战斗机中队可能会以重击配的方式携带。“中途岛”号在“沙漠盾牌”/“沙漠风暴” 行动中携带了30架F/A-18大黄蜂战斗机。中途岛号也可 能以支持性的身份搭载多架EA-18G电子战飞机,多个无 人驾驶油轮中队,以及额外的E-2D鹰眼预警机。在冷战 初期和中期,这样的辅助航母角色是存在的,

当时是二 战,但经过现代化改造的埃塞克斯级航母作为一搜反潜航母,配置了飞机和直升机来完成反潜任务。这些舰艇 在1970年代中期退出了舰队,迫使大型航母携带攻击和 反潜飞机的混合机群。中途岛航母的回归可能会再次允 许舰队中的航母部队进行这种作战专业化分工。 弹药库容量和维持能力。一搜现代的舰载机联队航 母不会像尼米兹/福特级那样携带相同的武器和航空燃 料,但仍然可以支持每天80多架次的飞行,拥有368000 平方英尺的武器库和148万加仑的航空燃料,至少可以 持续运行一周。【未完待续】请继续关注下一期。

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