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關於是殲-20還是殲-31上艦 沒有人考慮到這兩個問題嗎?

艦載戰鬥機是航空母艦的主要作戰武器,是決定航母制海權的關鍵因素之一。所以各國對於航母艦載戰機的都選型都十分謹慎。目前,關於中國航母下一代艦載戰鬥機應該選擇什麼樣型號的問題,互聯網上的看法有很多,其中爭論最為激烈的就是中國下一代艦載機是應該選擇重型,還是中型。

目前互聯網上關於艦載機的選擇問題,都將爭論的焦點放在下一代艦載機的單機性能是否優異上,很少或者幾乎沒有考慮航母平台與艦載機之間的問題。事實上,航空母艦在選擇艦載機時,既要單機性能,更要考慮艦載機作為一個作戰集團的總體作戰能力。

艦載機的總體作戰能力,與艦載機與航母的適配性有關,也需要考慮質量和數量之間的權衡。

對於艦載機與航母的適配性,需考慮到艦載機的起降性能級艦載機在航母上調度、裝彈、裝油等運作時的效率。大家都知道,航母甲板遠小於陸基機場,艦載機在航母上起降必須藉助於彈射/滑躍和攔阻裝置,尤其是攔阻裝置對航母的限制更大。

(圖)通用動力公司嘔心瀝血研製的F-111B因為超重問題,被美國海軍拋棄

比如一個重要的典型F-111B作為艦載戰鬥機進行研製時,其空重為20.9噸、機長20.98米,最大起飛重量超過35噸,但1968年F-111B在「珊瑚島」航母上完成起降後就被美國海軍放棄。而在1968年,滿載超過8萬噸的「小鷹」號已經服役7年,「小鷹」號航母比「珊瑚島」航母要大,但並沒有讓F-111B得以保留,而是選擇了小一號的F-14,其最大起飛重量是33.5-34噸。F-14以後美國航母選擇的艦載機重量都沒有超過F-14的重量。

重型四代機的最大起飛重量接近40噸,其上艦後的空重估計會超過20噸,這些數據基本都會超過F-111B的數據。目前,「遼寧」號航母噸位是5萬多噸,剛剛下水的001A型航母估計噸位與遼寧號相差不大,待建的002型航母噸位在7萬噸多,都比美國小鷹號航母要小,很顯然「小航母」如果要搭載「大飛機」,在艦機適配性方面是存在問題的。

由於艦機適配性的問題,重型四代機上艦,在彈射起飛和攔阻降落重量的限制下,「重四」艦載機可能達不到陸基機場起飛時的重量和降落重量,考慮到「重四」艦載機本身的空重較重,那麼勢必影響其燃油和載彈能力。相對而言,中型四代機上艦,起飛和降落重量基本不會超過航母彈射起飛和攔阻降落重量限制,「中四」艦載機損失的載荷能力較小。這就讓「重四」和「中四」上艦後作戰能力的差距被拉小,「重四」上艦相對「中四」上艦,就單機相比,體現的優勢更多是推重比和速度更快,而航程和作戰半徑上並不能體現出更多優勢。

(圖)「重四」相對「中四」,上艦後體現的更大優勢在推重比和速度上,而不是航程和作戰半徑上

從美國對艦載機的選擇來看,航程和作戰半徑優先於推重比,比如大家熟知的F-14戰鬥機,到退役時候還有相當一部分沒有更換被經常詬病的TF-30發動機,很大一部分原因在於TF-30發動機更省油,而這意味著有更大的航程。

上面談的是艦載機重量與航母彈射器和攔阻系統的適配性,以及對艦載機作戰性能的影響,由於艦機適配性還包括飛機尺寸和航母機庫、航母甲板的適配性,這關係到艦載機在機庫和航母甲板上裝載的數量以及機庫和甲板上調度時的難易程度,所以我們以機庫為例來看一下艦載機尺寸與航母的適配性:中國第一艘可能搭載下一代艦載機的航母是002型。根據公開的資料推斷,其會比現役遼寧艦和001A型航母大,將裝配三個蒸汽彈射器。而甲板長度大約在300米,寬度在60-70米,比美國重型航母要短20米左右,窄近10米,其內部機艙容積也不會比遼寧艦高出太多,所以其內部艦載機搭配方案可以用遼寧艦的機庫大小來作為參考。

以庫茲涅佐夫機庫擺放艦載機的方案為藍本,繪製的遼寧艦機庫擺放艦載機示意圖(上圖)可以看出,遼寧艦的機庫如果不考慮進出效率,機庫內最多可以容納22架殲-15,10架通用直升機,無法放入預警直升機。而如果要考慮進出的效率和機種搭配,其機庫內只能容納18架殲-15、5架預警直升機和7架通用直升機。

目前,由於殲-15是中國唯一的固定翼艦載戰鬥機,所以海軍對其性能、後勤維護流程等都有十分熟悉,002型航母為了儘早形成戰鬥力,勢必會採用這款成熟可靠的艦載機。如果中國下一代艦載機仍然選擇像殲-15這樣的重型機作為艦載戰鬥機,那麼002型航母機庫所能容納的艦載機數量並不會有太大的提升。

而如果採用一款中型艦載機,那麼將可以使機庫裝載的艦載機數量達到一個相當可觀的狀態。僅以FC-31「鶻鷹」戰機為參考(上圖),如果不考慮進出效率,遼寧艦機庫最多能放下27架鶻鷹艦載型,12架通用直升機,無法放入預警機;如果要保證進出的效率和機種的搭配,機庫內能放入20架FC-31「鶻鷹」艦載型,以及2架電子戰型、6架預警直升機、10架通用直升機。

這意味著,選擇中型機作為艦載戰鬥機,航母搭載的艦載戰鬥機數量至少可以提高20%。

對於航母來說,艦載機還需要在不到陸上機場1/10面積的運動甲板上進行頻繁的起飛、回收,以及充、填、加、掛等保障與維修作業,這使得航母平台不僅要保障艦載機作業安全可靠地進行,還要把「最危險的機場」組織得有條不紊,同時儘可能多地放飛艦載機,實現艦載機群高效的出動回收。

(圖)對於艦載機選型來說,要在質量和數量之間要進行權衡

綜上所述,可以說艦機適配性影響單機性能,也影響艦載機的調度和使用,更影響艦載機的數量,而數量對於艦載機來說,並不是質量優先於數量,而是質量和數量之間要進行權衡,而這個權衡,並不僅僅是簡單的質量和數量乘積就是航母機群的作戰能力,因為數量有所謂的邊際效應。

邊際效應是個經濟上的名詞,意思是增加數量單位後其產出是增加還是減少。傳統上邊際效應一般是先增後減少,簡單的例子是:從事一些多步驟的工作,兩個人分工合作其產出並不是單個人的兩倍,而是1+1>2,這就是邊際效應增加的結果。而人員數量繼續增加,當增加到一定數量的時候,由於數量增加帶來的管理成本和工作效率降低,出現了邊際效應遞減。故數量和質量需要仔細的權衡。

就數量要求而言,艦載機需要考慮進攻和防禦兼顧。以美國航母設計方案為例,航母防禦需要考慮24小時的不間斷巡邏,每次巡邏需要至少2架戰鬥機,每架戰鬥機距離航母300公里巡邏時間大約2小時(加上往返航母甲板和起飛降落時間大約3小時),全天24小時需要24架戰鬥機,另外航母甲板還要保留3架左右的加油機,剩下飛機才是能夠有效投入攻擊的飛機。當航母艦載機數量減去這些飛機數量後,我們會發現,對於航母而言,數量如果比24架還少,其進攻能力幾乎是沒有的,除非敵方沒有進攻能力或者航母處於自己陸基飛機的保護之下。

(圖)中國下一代艦載戰鬥機單機性能可以超過F-35,目前仍然是一個不切實際的想法

我們假設中國002型航母載艦載機的數量分別為40架「重四」和48架「中四」,除去24架防禦戰鬥機和3架加油機,那麼能夠用於攻擊的分別是13架和21架,中型機將比重型機多8架,如果再考慮還有2架電子戰飛機以及艦載機的完好性,那麼中型機多出來的數量將會體現出更大的優勢。

從可預見的時間來看,中國的航母重都屬於中型航母級別,載機數量本身就少,因此下一代艦載機選型時,除了考慮質量(單機性能)之外還必須考慮數量上的要求。

說到這裡,有人會說,殲-15上艦不是好好的,殲-20比殲-15尺寸還小為何就不行?我們需要注意的是,首先殲-20上艦很有可能比殲-15更重,而殲-15本身是基於俄羅斯T-10K發展起來的,是基於現實能夠利用的條件快速解決有無的問題,並不是說目前這樣的搭配就是最佳選擇。也就是說,在目前中國已經具備同時研製重型和中型隱形戰鬥機的情況下,殲-15顯然不應該成為中國下一代艦載戰鬥機的唯一參考標準,而應該從多方面、多角度去衡量和評估。

(圖)重型艦載機殲-15隻是中國在特定時期的一個產品,目前的艦機適配性並非最佳

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