中国奇迹!精算蒸汽弹射和电磁弹射航母的差距(组图)

前言：003型“福建”号航母是中国蓝水海军雄心的第一步，这艘最新型的航母结合了大量最新的技术，设计类似美国海军的福特级航母采用平直通飞行甲板和电磁弹射，和前两艘采用苏联时期滑跃式甲板技术的“辽宁”舰和“山东”舰完全不同，战斗力也是火箭式跃升。

一：蒸汽弹射的战斗力

一百年前美国海军在第一艘航母下水时就提出了航母作战原则-全甲板攻击理论，这个理论核心内容是，飞行甲板尽可能停最多飞机，尽可能放飞最多飞机，出动架次和舰载机的载弹量和作战半径尽可能的大，以在某一时间、某一地域形成数量优势，但航母飞行甲板是有限的，因此飞机集中停放于停机区，航母的战斗力就体现在停机区可停放多少飞机，舰首飞行甲板越长、越宽，停放舰载机的数量就越多，一次可出动的舰载机也就越多，飞行甲板上的加油和挂弹作业区越多，舰载机再次出动的时间也就越短，战斗机载弹量和作战半径越大，作战能力就越强，所以美国海军一直坚持贯彻全甲板攻击理论发展超级航母。



这些超级航母都安装有4部蒸汽弹射器，每部弹射器可以每30~45秒弹射一架飞机，每次弹射间隔10~15秒，理论上4部弹射器1分钟至1分15秒内可以弹射3~4架飞机，发动一波由20架飞机组成的攻击波要25分钟弹射时间，但是实际4部弹射器并不能连续运行，弹射器是有维修周期的，每天弹射次数限制在70次-150次，弹射500次后必须由船上工程师花1-2天检修，弹射2500次后必须回港检修一个月，弹射6000次后就要返厂拆下来检修半年，海湾战争中，美军航母平均每天弹射55次，在作战强度最高的地面战中平均每天弹射70次，最高峰时一天弹射105次，也就是说平均每架舰载机每天出动0.8-1.2次，蒸汽弹射器原理和构造都很简单，但冶金、加工和装配才是大难点。



弹射器的能量来自蒸汽锅炉，每弹射一架飞机锅炉压力就会下降，导致正在全速航行的航母速度下降，通常弹射8架飞机要5吨淡水，航母速度就会从30节降至25节，速度下降也导致甲板风减少，进而影响起飞，至少要等半小时锅炉压力才恢复，另外斜角甲板的弹射器由于是降落区，为了不影响飞机降落，非不得已是不使用的，所以没有极特殊情况下只使用2台舰首弹射器，不考虑准备时间，使用3台弹射器，1台处于备用状态，这样一天可弹射220架次，但由于实际上起飞之前，地勤人员要对飞机进行检修、加油、挂弹、供电、供氧等地勤准备，一架飞机需要20分钟加油，加挂各种弹药也要10分钟，飞行员的起飞前检查、启动发动机进入弹射器也要10~15分钟，弹射起飞前还要起飞搜救直升机警戒，一个攻击波至少准备时间要4~5小时。



航母空间有限，起飞、回收和停放难以同时展开，通常是分开独立进行，前一波起飞飞机和后一波起飞飞机的时间间隔就是一个甲板作业周期，舰载机起飞效率与在飞行甲板上的摆列状态有关，“尼米兹”级航母飞行甲板上最多可以停放32架飞机，机库和升降机上也能停放几架。如果敌方十分强大，必须尽力一击时，最大波次可出动42-46架战机，持续弹射时间可达4小时，一天可组成三个攻击波，如果敌方威胁较小，可以以2小时为一个周期，每个周期出动一个波次，每个波次飞机15-16架，在前一个波次返回前出动下一个波次，环环相扣，每天可出动6~7波次，也是120架次，也可以混合出动1-2个大攻击波和若干个小攻击波，通常一个攻击波分为指挥、侦察、掩护、防空压制和突击等机群，



放飞攻击波时，一架负责指挥的E-2C预警机会提前1~1.5小时起飞，4架负责掩护的战斗机会提前17分钟起飞，一架负责侦察的战斗机会提前15分钟起飞，负责防空压制的1架电子战机和4架战斗机会提前8-12分钟起飞，负责攻击的10架战斗机从起飞到完成编队还要17分钟，攻击波中的预警机、护航战斗机可以通过空中加油继续停留，投完弹的攻击机最多2小时后就要回母舰重新挂载和加油，大攻击波时飞机降落前要清空飞行甲板，飞行甲板原来的飞机全部移入机库，先降落的就停放在舰首和舰岛前方的右舷，停满后再依次使用舰首左舷、舰首中部、斜角甲板右侧以及舰岛后方的停机区，斜角甲板和左舷后部不得停放飞机，所有停放的飞机和人员不得进入斜角甲板的安全线，



停机区没有飞机时，回收一架飞机白天要40秒，夜间要1分20秒，停机区有飞机时，白天要1分钟1架，每增加3架增加1分钟，夜间也是1分20秒回收一架，但每增加3架增加2分钟，回收20架飞机白天需要13-26分钟，夜间需要25-35分钟，舰载机着舰难度非常困难，即使经验丰富的飞行员着舰失败率在有5%，夜间达12%-15%，一旦未挂住拦阻索就必须拉起复飞盘旋转个大圈再次等待降落，另外拦阻索使用上限为268千米/小时，飞机进场速度大于此上限就会在钢索端点断裂，阻拦钩没有挂在中心线2-3米内时阻拦两端液压平衡装置就会压力失调，需要时间调整压力后才可以继续回收飞机，还有飞机在受伤、故障、燃油告罄等原因迫降造成的甲板事故等偶发事件无法计算时间，这些事情相互制约，所以蒸汽弹射的“尼米兹”级航母一天最多只能出动120架次。

二：滑跃起飞的战斗力



苏联海军的航母使用思路和美国海军完全不同，所以设计特点也非常独特，所谓的载机巡洋舰完全是按照实际需求来建造的，并非为解决战术问题，而是解决战略问题，因为苏联海军在远海没有侦察飞机，无法搜索美国海军航母，己方舰群又无法抵御美国海军航母强大的空中力量，所以在舰队里增加一种在岸基飞机不能掩护的大洋地区提供空中掩护和侦察的载机巡洋舰就是一个现实的要求，苏联海军有两个主要任务，一个是保护自己导弹核潜艇免受敌人核潜艇攻击，一个是打击西方舰艇反潜编队，用航母对航母显然是不明智的，美国海军的航母是苏联海军的十几倍，苏联人另辟蹊径-实施战略核突击。



首先以“现代”级驱逐舰采用轮休机制日夜紧跟着美国航母，一半在前面侦察，一半在海天线担当突击群的任务，轮流上前，战争爆发时报告美国航母的方位和坐标，即使被击沉也无所谓，一但发现美国航母，大量远程轰炸机蜂就拥而至，在轰炸机航程外就由载机巡洋舰组成舰艇突击群发射带有核战斗部的远程反舰导弹，重型载机巡洋舰除以舰载机干扰西方反潜机、攻击机和搜索敌方的舰群外，也加入发射远程反舰导弹之中，装备的P-500“玄武岩”超声速重型反舰导弹可以装配核战斗部，一次齐射8枚，只要命中一发，就能瘫痪美军整个舰队，这就是苏式航母的使用精髓。



不过这个使用精髓也意味着苏式航母的航空水平不高，苏式航母舰岛比美式航母大三倍，占用了2架飞机的甲板位置，停机区又靠近着舰甲板，歼-15重型战斗机巨大的体积让不充裕的甲板空间更加局促，调度的回转半径要求大，增加了调整位置和准备的时间，苏式航母采用全3点起飞，其中2个是重叠的，3个起飞点的飞机脱离位置就在滑跃甲板前端中央，使用时相互影响很大，舰桥前的短起飞点最方便，但舰桥前只能停放3架飞机，放飞后只能从舰桥侧面的停机区向前调度，而美式航母1部弹射器附近至少可以停放19架飞机，另一侧短起飞点在着舰跑道侧面，可以直接利用舰桥侧面的停机位，但只有5~6个停机位，如果使用长起飞点两个短起飞点都无法停放飞机。



长起飞点的甲板两侧虽然可以停放5架飞机，但着舰时这个点却必须清空，如果清空着舰甲板，甲板上只能停放9架飞机，还有5架飞机需要长距离调转，采用短起飞点极限停机数量为25架，美式航母使用2台弹射器时停机数量是44架，美式航母在合理调度下甲板可以停放29架飞机，机库可以停放26架，空中可以保持20架飞机，苏式航母如果采用同样模式，只还不到美式航母的50%，山东号航母也只是增加了三四个停机位，甲板利用率和辽宁号比并没有提高多少“苏式航母的单波次起飞数量是美式航母的一倍，但美式航母的可持续起飞的舰载机数量则比“苏式航母多一倍，而且弹射器可以起飞重载机，滑跃起飞飞机载荷受到很大的限制，120米距离上体量要比弹射起飞大30%。



就舰载机对抗而言，苏式航母根本就不是美国航母的对手，最大一波的飞机只有16架，实际作战效能只有美国航母的10%-14%，中国海军的前两艘航母基本与原苏联“瓦良格”号一至，都是采用滑跃起飞方式，配备24架战斗机及12架直升机，如果减少5~7架直升机，战斗机数量可以增加到32架，但甲板上技术阵地只够16架飞机使用，苏式航母乎没有一个永久停机位，每次回收后都要重新定位，所以日起飞量为40架次，高峰可达60架次，一周能起飞350个架次，其中战斗机200架次，而“尼米兹”级航母一周能起飞一千架次的飞行，其中战斗机600架次，综合作战效能美国航母是0.28-0.35，中国航母是0.21，原因在于美国航母任务的全面性，中国航母只能确保对空防御。6万吨的作战效能只相当美式航母4万吨。



如果双方对攻，中国航母一波可岀动8架歼15战斗机参与攻击，4架担任空中掩护，4架担任舰队防空，参与攻击的每架歼15战斗机装备四枚反舰导弹，总共32枚，美国航母在雷达探测纵深处出动2-4架战斗机在空中巡逻，舰上还有4~6架战斗机处于值班状态，当歼15战斗机机群到达美国航母防空圈时会遇到4-6架美军战斗机，突防会损失2-3架，导弹突破概率只有50%-80%，航母损坏概率只有3%-5%，中国航母可发动两波攻击，美国航母总体损坏概率不超过6%-9%，而美国航母能够一波出动34架战斗机，其中8架担任空中掩护，16架携带16-32枚“鱼叉"导弹担任攻击，其他担任保障，在这种情况下，中国航母受到一次攻击损坏概率达到15%~20%，三次攻击总体损坏概率30%-35%，俄罗斯航母舰载防空系统效率更差，损坏概率增至35%-50%。

三，电磁弹射的战斗力



中国从2002年开始研制电磁弹射器，2008年首次完成原理样机，2019年就在国家科学技术奖励大会中获得国家科学技术进步特等奖，当年军事项目获奖只有电磁发射系统一项，这个奖只有开创性或突破性而且达到了实用化的项目才有资格入选，以前只有“东风”-31弹道导弹、歼-10战斗机和“红旗”-9远程地空导弹获得过，这个项目包括了三个分项，电磁炮系统、电磁弹射器和电磁导弹发射系统，国产第二艘航母已经装上电磁弹射器，这个电磁弹射器功率可谓奇迹，根据公式计算，将36吨的歼15战斗机以260公里弹出一百米要消耗25.92千瓦·时能量，完全超过“福特”号航母，003航母排水量达到7.8万吨，飞行甲板面积与“尼米兹”级航母相近，



增加的机库和甲板使载机量可以达到24架歼-15，24架歼--35，6架直-20舰载直升机和4架空警600舰载预警机，甲板后部饱满，甲板作业周期中需要重新移动的飞机减少，不受干扰的一站式保障区位多，就能提高出动架次率，003航母大吨位的好处是在高海况的环境条件下出勤率达96%，而002型航母只有60%，002型航母扣除制空巡逻飞机后，用于攻击的战斗机只能凑出3~6架，若是中强度威胁环境就会用掉全部战斗机，也就没有余力执行打击任务。所以003航母搭载的飞机数量和002航母差距是一倍，但打击能力差距远远超过一倍，



按照正常流程，作战飞机从机库牵引一架飞机到升降机要4~5分钟，升降机提升/下降要1分钟，飞机牵引到维护区要3分钟，在维护区要开发动机试车，进行通电任务检查，完成后牵引至加油区，加油要14分钟，加油期间同时开始挂弹，挂载2枚炸弹和拆除保险要9.5分钟，再滑行到起飞准备区，进入起飞位置要3分钟，固定在弹射器上要1分钟，启动发动机到弹射起飞需要1分钟，总时间为25分钟，降落时飞机从进入航线到着舰并后清空跑道要3~4分钟，然后牵引至准备区花5分钟拆除未使用弹药，0.5分钟固定飞机，冲氧补氨、更换机轮要5分钟，正常的起飞波次是8~9架，起飞和着舰分别需要11和23分钟。



如使用2台弹射器，1台处于备用状态，由于不用考虑蒸汽弹射的制约，以起飞1分钟的平均频率10分钟即可弹射15架，45分钟可起飞51架飞机，如果3台弹射器进行弹射，只要34分钟就能起飞51架飞机12个小时内可实打实的弹射220架次，如果装载75架作战飞机(飞机数量视歼15，歼35而定)，每架飞机一个作战任务周期为75分钟，24小时内可连续出动270/310架次，而且可以持续4~6天，一个月可以持续出动4200/5600架次，1艘003航母一周内可完成一次打击战役，而002航母要耗费48天，当然，这必须有足够的飞行员和地勤人员，否则要每个飞行员每天出动4-6次身体是难以承受的，正常情况应该是每日起飞126架次战斗机和9架次预警机。



英国皇家方舟航母

四：结语

综上所述，中式电磁弹射阻拦着舰型航母在作战能力上最佳的，美式蒸气弹射起飞/阻拦着舰型航母次之，苏式滑跃起飞/阻拦着舰再次之，英式滑跃起飞/垂直着舰最差，中国只用了十年就从航母小白成为航母技术领导者，这简直就是一个奇迹，十年前谁会想到中国也会站在世界航母技术之巅，美国海军就差一点，从航母小白到超越英国成为航母技术领导者用了55年。英国海军第一个拥有航母，第一个拥有舰载喷气机，第一个拥有舰载喷气机，第一个发明航母助降器，斜角甲板，蒸汽弹射器，曾经的海军技术第一大国，现在混到航母漏水，舰载机还要仰人鼻息，科技的发展没人能永远第一，谁担保美国海军不是朝英国海军这个方向走去。


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