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聊聊造航母的那些「門道」

2017年4月26日,首艘國產航母在大連正式下水,中國航母工程步入新階段。儘管關於首艘國產航母技術性能、作戰能力等方面的內容,我們無從知曉,但通過觀察首艘國產航母的建造過程,仍能看出一些「門道」。長期追蹤國產航母工程進度的本文作者,就以資深軍事愛好者的視角,為您提供了他的分析和見解,希望有興趣的讀者廣泛參與相關的討論。

為什麼還是滑躍航母?

從外形上看,此次下水的首艘國產航母,其設計基本來自「遼寧」艦,甚至是更早的蘇制1143.5/1143.6型載機巡洋艦。某種意義上說,這是一艘「復刻版『遼寧』艦」。不可否認,採取這一設計固然有繼承性好、技術風險小等優勢,但也限制了首艘國產航母性能的提升。在中國已全面開展彈射起飛技術研究的情況下,首艘國產航母仍然採用滑躍起飛構型,考慮的顯然不完全是技術因素。

對航母建造而言,存在一個天生難以調和的矛盾:作為一種壽命長達幾十年且耗資巨大的裝備,航母一方面需要具備設計上的前瞻性,以保障其能適應技術進步的變化;一方面又要儘可能減小技術風險,使航母在建成後能儘快投入使用形成戰鬥力。至於一型航母在設計時應該傾向於哪一方面,則要視航母建造時期的整體政治軍事環境而定。上世紀二三十年代,美、日、英的航母建造大多數一艦一型,每艘都有較大的技術改進。到了二戰前夕及二戰期間,美、日、英建造的航母基本是選中一型成功的型號,稍加改進後便開始批量建造。

在首艘國產航母的建造決策中,這兩點考慮幾乎同時存在。誠然,從技術的角度,既然中國計劃以彈射起飛的大甲板航母作為目標,那麼在進行充分技術積累和準備後一步到位,直接建造彈射起飛的航母,比起先建造一艘「復刻版『遼寧』艦」,再建造「目標航母」,自然是前者耗時較短且成本較低。然而,以「遼寧」艦為藍本,稍加改進建造的首艘國產航母,其最大的優勢在於設計和相關技術成熟,建造風險小。通過「遼寧」艦這幾年的科研試驗,我國已建立起一整套滑躍起飛培訓體系,殲-15艦載機也已定型量產,可隨時增加產量,這一切都為首艘國產航母採用滑躍起飛模式提供了便利。在預算充裕的情況下,先建造一艘滑躍起飛型航母也不會對彈射器和彈射型艦載機的試驗工作造成影響。

從技術風險上看,由於此前中國並無完整的航母建造經驗,加上彈射器和彈射型艦載機的研究和試驗耗時較長,即使按最樂觀的估計,航母艦體、動力系統等設備在建造中不出任何問題,考慮到彈射器和配套艦載機的研製,建造一艘彈射起飛型航母,所需時間肯定比建造一艘「復刻版『遼寧』艦」要長。再考慮到彈射起飛的程序和滑躍起飛差異甚大,相應的艦載機飛行員、甲板調度和彈射器操作人員的培訓工作也要從零開始,兩相疊加,直接建造「目標航母」並使其形成戰鬥力所需的時間肯定比「復刻版『遼寧』艦」長得多。

此外,航母作為一型結構複雜、噸位龐大的大型水面艦艇,每隔一段時間就需要進塢維修一次。也正因如此,一個國家只有同時裝備至少兩艘現役航母,才能保證在大多數情況下隨時都有航母可用。從這個角度看,首艘國產航母形成戰鬥力的速度越快,中國具備全天候航母運用的時間就越早,首艘國產航母在技術上的高度繼承,更多出於類似考慮。

不僅要造得好,也得造得快

從建造模式上看,首艘國產航母使用的是船塢搭建,基本形式為吊裝小分段進行組裝的塔式建造法。這一建造模式與美國大型核動力航母及法國的「戴高樂」號航母的建造模式基本相同。從建造工藝類型看,這種工藝有著建造技術難度低、施工誤差容易調整等優點,但與蘇聯及英國使用的總段建造法相比,理論上存在著佔據船塢時間長、總建造周期較長、建造誤差容易累加等一些缺陷。不過,由於航母對一國海軍而言地位極為重要,這些缺點相對容易克服。事實上,與建造模式和工藝相比,航母的建造速度更能體現出一個國家建造航母的能力和水平。

從官方發布的消息看,首艘國產航母於2013年11月開工,今年4月下旬下水,至今所耗工期共計41個月。與美國的尼米茲級航母相比,由於後者的建造歷史將近40年,其建造速度變化很大,隨著美國造船水平的提升,其開工到下水的時間從早期幾艘的近60個月縮短到最後幾艘的37個月。應該說,憑藉發達的軍用艦艇建造工業和豐富的航母建造經驗,美國的航母建造速度明顯更快。上世紀五六十年代,美軍建造常規動力的小鷹級航母時,雖然該級艦滿載排水量超過八萬噸,但四艘該級艦從開工到下水耗時也分別只有41個月、37個月、37個月和31個月,可見,無論是製造核動力航母還是蒸汽動力大型航母,美國都可以稱得上輕車熟路。至於正在建造的「福特」號核航母(2009年11月開工,2013年11月下水,工期48個月),雖然耗時略久,但考慮到「福特」號是新一級航母的首艦,其噸位和結構上的複雜程度都要高於首艘國產航母,二者並不具備可比性。

在船廠大修的「林肯」號航母正在出塢

首艘國產航母與「遼寧」艦的前身——蘇聯航母「瓦良格」號(1985年12月開工,1988年12月下水,共計36個月)及建造時間更早的「庫茲涅佐夫」號(1982年4月開工,1985年12月下水,工期44個月)相比,三者噸位和結構接近,因此可比性最高。

單純從時間上看,首艘國產航母從開工至下水所經歷的時間介於「庫茲涅佐夫」號和「瓦良格」號之間,但如果考慮到蘇制航母採用船台下水,很多設備因無法承受下水時的衝擊力而沒有安裝,加之蘇聯因為只有烏克蘭的一個船台可以建造航母,在建造中為了提高效率,會盡量縮短航母在船台上建造時間,因此,蘇聯航母在船台上的完成度並不高。而首艘國產航母則採用船塢注水法下水,受海水衝擊的問題較小,根據「瓦良格」號和首艘國產航母下水時吃水線的比較,可以發現,首艘國產航母安裝的艦載設備更多,下水時的完成度也更高。可以說,比起蘇聯巔峰時期的造船能力,首艘國產航母的建造速度與之相比應在伯仲之間,而在建造水平上,由於大型船塢的應用,首艘國產航母則要高出一籌。

與法軍的「戴高樂」號核動力航母相比,首艘國產航母的建造則可謂「神速」。「戴高樂」號於1989年4月開工,1994年5月正式下水,工期為61個月,而該艦的滿載排水量還不到五萬噸,下水前的船體建造也不涉及複雜的核反應堆。法國建造一艘更小的航母花掉的時間比中國要多出三分之一,從中可看出兩國造船效率的差距。至於英國的「伊麗莎白女王」號航母,雖然該艦在建造技術上應用了體制更為先進的總段建造法,但從2009年7月開工至2014年7月下水也用了60個月的時間,比首艘國產航母多了16個月。當然,這一方面是因為「伊麗莎白女王」號排水量大於首艘國產航母,工程量也更大;另一方面,英國的總段建造法為顧及全國造船企業的利益,將各個總段承包給分散在全英的多個船廠,再用駁船集中進行總裝,無形中延長了工期。

「戴高樂」號航母進塢大修

至於義大利、西班牙等國建造的輕型航母及日本建造的直升機航母,因噸位較小、結構簡單,甚至有部分輕型航母為降低成本使用了民船標準,其建造工期和技術難度與首艘國產航母並無可比性。而印度國產的「維克蘭特」號航母,雖然噸位比首艘國產航母小,艦載機運用形式也相對接近,但達成類似我國首艘國產航母的進度時耗時至少76個月,與中國完全不在一個檔次。總體來說,首艘國產航母的建造效率和速度,要高於法國和鼎盛時期的蘇聯,與英國在伯仲之間,只與美國還有一定的差距。

目前來看,對英、法等一些對航母數量要求有限的國家而言,其航母建造速度主要和成本有關;對一度謀求快速擴張航母數量的蘇聯,由於蘇聯國內只有一個船台能滿足航母建造的需求,船台建造周期決定了其批產航母的速度,因此建造速度越快越好;對國內有法律規定航母數量下限,每隔數年就要建造一艘新航母的美國而言,航母的建造速度並不如航母預算的獲批頻率重要,太快的建造速度反而可能導致建造航母的紐波特紐斯船廠工人出現「青黃不接」的斷檔;至於中國,考慮到目前國內多個造船工業基地都具備建造航母的能力,如果僅滿足於「復刻版『遼寧』艦」這一水平的航母,按照中國目前的造船能力,理論上在全國多個大型造船廠同時生產二至三艘同型航母也是可行的,這樣操作的話,中國最快能在未來六至七年內建成最多四艘國產航母。不過,目前看來,既然解放軍選擇了研製彈射型大甲板航母作為最終目標,那麼,在相關技術尚未全面突破之前,多個船廠全面鋪開建造航母的情況應該不會出現。

「伊麗莎白女王」號分段

雙航母戰鬥群還有多遠?

首艘國產航母下水後,已進入舾裝和碼頭試驗階段。根據之前「遼寧」艦的續建過程判斷,由於航母所包含的子系統較多,艦上的試驗和舾裝工作很可能會同時進行。例如,艦上的動力系統的點火啟動、低功率運轉測試與艦上的電子設備、自衛武器的安裝可以同時進行,而艦載升降機則會先行測試並投入使用,直接作為貨運平台向飛行甲板運送各類物資設備。按照「遼寧」艦的續建速度,這一周期大約耗時17個月,如果考慮到此次是中國第二次進行類似工程,各項工作都有望進一步縮短。之後進行的則是海上試航,「遼寧」艦在這一階段共耗時約一年。考慮到當時中國尚無航母使用經驗,這一階段的試航實際上還帶有相當的科研性質,首艘國產航母雖然也免不了一些科研任務,但由於該艦的艦體設計基本與「遼寧」艦大致相同,加之由於有「遼寧」艦的培訓,艦員掌握各子系統的速度要較「遼寧」艦海試時更快,因此這一階段的試航時間有望大幅縮短;至於交艦後的艦載機部隊組建、甲板調度訓練和熟悉,在有「遼寧」艦和海軍艦載機基地保障,且殲-15戰機已投入批量生產的情況下,也不會耗時太久。如此算來,在2020年以前,首艘國產航母將能完成試航並交付入列。

在可預見的未來,第二艘國產航母必然是一艘噸位更大、動力更強勁、機庫和飛行甲板更加開闊,且配備蒸汽甚至電磁彈射器的大甲板航母。儘管有了首艘國產航母的鋪墊,「目標航母」與下水的首艘國產航母之間的技術跨度仍然十分巨大,更大尺寸的艦體、彈射器,更大功率主機的應用,不僅會延長航母的建造時間,還會影響到航母的試航和戰鬥力形成。特別是艦載機型號和起飛方式的改變,使得航母艦員和艦載機部隊的作業方式要重新進行科研探索,現有的作訓規則要發生徹底的變化,這一切都會延長第二艘國產航母的戰鬥力形成時間。

建造中的「福特」號航母

當然,並不是有兩艘航母就能同時出動兩艘航母。按照美軍的規定,除去艦員對航母的維修外,每艘航母平均16個月要進行為期一個月的「航母增量維修」,每32個月要進行為期六個月的「計劃增量可用性維修」,每64個月進行為期近一年的「入塢計劃增量可用性維修」,而這幾種維修都需要在船廠進行。換言之,每艘航母差不多每年要進船廠修理一次,至於所需時間是一個月還是一整年,則取決於航母所在的是哪一個部署周期。中美兩國航母的具體維護規定雖然不盡相同,但鑒於艦船設備老化特性的一致性,美軍的這一維護周期頗值得我們參考。

在船廠大修的「林肯」號航母正在出塢

按照美軍要求,每艘航母如果以每次「入塢計劃增量可用性維修」為分界的話,平均每六至七年就是一個服役周期。如果一個擁有兩艘航母的國家需要保證隨時有一艘航母可用,則兩艦服役周期錯開一年比較理想,而半年或一個月的增量維修,由於其彈性較大,完全可以錯開實施,以保障兩艘航母中隨時有一艘航母可用於部署。「遼寧」艦自2011年試航至今,由於服役時間較短,艦況尚新,只進行過類似「計劃增量可用性維修」的入塢小修,尚未進行過類似「入塢計劃增量可用性維修」的中修,根據首艘國產航母的建造進度推斷,該艦或於2019年末服役。

如果這一推論成立的話,那麼在2018年前後,「遼寧」艦將迎來該艦服役以來第一次為期一年以上的進廠中修,這一時期內,中國海軍將暫時沒有可實戰部署的航母。到2019年,隨著國產航母交付入列,以及完成中修的「遼寧」艦返回,中國海軍將第一次出現雙航母同時在役的情況。當然,此時的國產航母尚未形成戰鬥力,「遼寧」艦歸建後也需要一段時間進行恢復性訓練。顯然,與「遼寧」艦的恢復性訓練相比,首艘國產航母及其配屬的艦載機部隊所需訓練時間更長,即使按照最保守估計,國產航母艦載機部隊要在國產航母入列海軍後三年才能形成戰鬥力的話,那麼在2023年,當首艘國產航母完成了第一次耗時一年左右的小修後,中國海軍就能在接下來的36個月中,通過合理安排,在保證隨時有一艘航母可以部署的基礎上,獲得最多21個月的雙航母同時執勤能力,而在第二艘國產航母服役並形成戰鬥力後,雙航母戰鬥群甚至可成為中國海軍的常態化配置。

本文經《世界軍事》授權轉載 (編輯:張淋清)

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