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海上长锷-辽宁号航母甲板布置及调运作业分析   

2013-08-17 11:32:40|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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海上长锷-辽宁号航母甲板布置及调运作业分析 - 小飞猪 - 小飞猪的博客
辽宁号航母出海执行试验训练任务

 8月15日中午,中国第一艘航空母舰辽宁舰从青岛小口子海军基地解缆起航,开展科研试验和训练。这是辽宁舰今年第三次出海开展科研试验和训练。

根据相关媒体的报道,辽宁舰此次出海将进行舰载机试飞,并且测试母舰相关系统,这表明辽宁舰的试验与训练已经开始向纵深发展,对于我国海军来说,这意味着航母舰载机调转作业试验与训练即将或者已经展开。这对于我国海军航母编队形成正式的战斗力至关重要。

 航母编队的作战能力的核心就是航母,而航母作战能力的关键就是舰载机,而一艘航母能否完整、连续的发挥舰载机的作战能力就依靠舰载机调运及作业系统,这是因为航母甲板相对于陆地机场,它的尺寸和面积较小,数十架喷气式战斗机需要在这个狭窄的区域里面起飞、降落、加油、挂弹等一系列作业,稍有差池,就有可能造成甲板的混乱,从而让航母降低甚至完全失去出动舰载机的能力,这就意味着航母实际上失去了战斗力。因此对于我国海军来说,在舰载机起降难关已经突破的情况下,下一步需要攻克可能就是航母甲板舰载机的布列和调运程序。

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 尼米兹级的甲板飞机布置图,黑色的为第一批次,灰色是第二批次
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 上图的实图,可以看到F-14属于第一批次起飞,主要是它们的留空时间长
 

 我们经常会听到某级航母可以配备多少架舰载机,如尼米兹级最多可以配备70架左右的舰载机,但是航母并不能同时出动全部的舰载机,因为飞行甲板无法容纳这些飞机,根据相关资料,尼米兹级的航母拥有61个停机位,但是在有些停机位是相互重叠的,并且在降落的时候,航母要求能够容纳放出的攻击机,并且预留一定的空间给紧急值班飞机,所以尼米兹级一次能够出动的舰载机最多大约是40架左右。不过这样的结果就是航母在回收飞机的时候,非常容易造成甲板的拥堵,为了安全起见,航母需要尽可能的远离战区,以保证安全,这样就会造成战区的航母的真空。因此这种战术在早期舰载机作战能力有限的情况下比较有用,随着舰载机性能的增加,现代航母已经很少采用这样的战术。

现代航母一般采用的是连续出动的方式,航母以1-2个小时为作业周期,每个周期出动一个波次飞机,第二攻击波起飞之后,第一攻击波开始降落,实现起飞-降落-甲板定位、维护作业的无缝联接,由于舰载机的起飞、降落需要较大的空间,所以就减少了甲板停机区的空间,这样航母能够出动的飞机数量就受到影响,尼米兹次在连续出动的方式下,每个波次能够出动的飞机大约在15架左右。

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 处于警戒状态的尼米兹级航母,注意弹射器的舰载机处于值班状态`

 此外舰载机在使用一定的时候后需要进行了维护,这样也会影响舰载机的出动能力,所以航母在战区滞留过程中每天出动的舰载机架次也不同,尼米兹级的舰载机分为高峰和连续出动两个时期,高峰期要求出动架次达到200架次/天,而连续出动时期为160架/天,英国在设计伊丽莎白女王级的时候以一个月为战役周期,要求前10航母每天能够放飞72架次的舰载机,而后20天降低到36架次/每天。法国要求PA2航母以37天为一个战役周期性,前7天保持75架次的出动率,接下来10天稍微降低到72架次,剩下的20天则为36架次/天。

由于辽宁号尚未进行舰载机全甲板的布列和调运,对于该舰飞行甲板的舰载机停放数量,作业周期等指标外界不得而知,所以只能根据同类舰艇进行大致的分析和推测,从辽宁号飞行甲板的布置和停机线的标志来看,它大致保持了与级舰“库滋涅佐夫“号相同的甲板布局,再加上它的舰载机歼-15的尺寸、体积也与苏-33相近,所以基本上可以认为辽宁号的舰载机布置、出动能力与库滋涅佐夫号大致相同。

 

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 库滋涅佐夫号的甲板布置图,可以看到它的舰艏双跑道,但是停机区较小

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库舰实物图,可以看到舰艏两架飞机准备起飞

 

从相关图片来看,辽宁号保持了库滋涅佐夫号相同的舰艏双跑道布局,这样布置的好处就是可以极短的时间出动两架舰载机,提高了航母舰载机的同时出动能力,有助于航母的紧急反应能力,另外当年涅瓦设计局在设计库舰的时候,有意识的把跃飞甲板向前延伸,这样就让前面两个起飞点避开了斜角跑道,从而减少了起飞区与降落区的重叠部分,因此当舰载机执行完任务降落的时候,仍旧可以在第1、2起飞保持2架飞机处于值班状态,一旦有紧急情况就可以迅速起飞迎敌。提高了航母的战场生存能力。也就是说库舰具备较好的同时作业能力。

 同时作业能力对于航母来说非常重要,因为舰载机降落的时候往往是航母最危险的时候,因为舰载机在降落的时候不可避免的会造成一些混乱,从而降低航母舰载机的起降能力,这样如果对方这个时候来进攻,对于航母来说是非常被动的,因此最理想的状态是降落的战斗机、维护中的战斗机和值班飞机互相干扰,以尼米兹级为例,它可以在舰载机降落的时候,仍旧保持舰艏左侧1号弹射器处于工作状态,在它后面的6架舰载机处于值班状态,一旦有情况可以迅速起飞,相比较之下,其他一些中小航母,由于甲板面积有限,舰艏只能保持一部弹射器,并且也深入到了降落区,所以就不具备同时作业能力。 

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 库滋涅佐夫号的甲板布置图

 

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辽宁号航母的布置与库舰基本上相同 

不过库滋涅佐级这样设计最大的缺点就是减少了甲板停机区,前面说过航母能够出动多少舰载机一个决定性指标就是停机区的大小,也就是说甲板要有空间能够容纳这些飞机,并且进行相应的维护,从相关图片我们就可以看到库滋涅佐夫号的舰艏完全被跃飞跑道占据,在这样的曲面上显然无法停放舰载机,这样就降低了航母甲板停机区的空间,相应也就限制了航母能够出动舰载机的数量,由于辽宁号的飞行甲板与库舰的设计基本上相同,因此它拥有后者同时作业能力这个优点,同样也继承了后者甲板停机区小的缺点。

 对于库滋涅佐夫号和辽宁号来说,麻烦实际上并不止于此,甲板停机区还需要有一个空旷或者可维护停机区来进行发动机测试这样的维护,我们知道现代喷气机尾流的温度可能高达上千度,会对舰岛和甲板上的设备、人员造成损害,所以舰载机停放的时候,需要尽可以的背对大海或者空旷的区域,以便能够进行发动机测试这样的维护,同时舰载机也可以利用自身动力滑向起飞线,降低对牵引车的依赖,从而减少甲板调度的难度,但是库滋涅佐夫号和辽宁号的舰岛较大,因此舰岛前的停机区就不适合做发动机测试这样的维护,同时舰载机也无法依靠自身的动力滑向起飞线,这样就会造成这样的后果,当舰岛前一架舰载机需要进行发动机测试的时候,必须要转运到舰岛后停机区,另外起飞的时候,需要要用牵引车牵引到起飞点,这样增加了飞机编队的时间,也提高了甲板布列、调运的难度。

 

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 舰岛前的苏-33难以编入第一攻击波

 如果以库滋涅佐号为基准,在最大回收状态下,根据甲板停机区的大小和歼-15的尺寸,那么辽宁号能够出动的舰载数量大约是14,右舷那个小的停机区也停放飞机,则可以增加到15,如果考虑到要保持前1、2两个起飞点需要保持值班飞机,也就是在同时作业状态下,这个数量又要减少到12架左右,实际上我们进一步对辽宁号的甲板进行分析就可以发现,它有6架舰载机停放在舰岛前面,这些飞机实际上是无法依靠自身动力滑向起飞线的,需要用牵引车牵引,而舰岛后停机区的飞机可以凭借自己的动力滑向起飞线,这样就会造成两个区域内的飞机起飞存在一个明显的间隔,首先升空的飞机在空中等待的时候较长,我们知道歼-15和苏-33都是大型双发喷气式战斗机,油耗较大,如果在空中编队时间较长,先期起飞的飞机燃料消耗过多,就会降低编队的航程、作战半径以及打击能力。

因此笔者认为辽宁舰应该和库滋涅佐夫号一样,将甲板上的飞机分成两个波次,即舰岛后面的飞机编成第一攻击波,而舰岛前的飞机编成第二攻击波,根据相关资料,俄罗斯海军对于库滋涅佐夫号甲板作业能力要求为:最大舰载机出动能力是15架,最大降落回收能力是保障两组8架苏-33战斗机以1分钟的间隔进行了降落,第二组苏-33的降落视第一组调运到机库和停机区的时间而定。辽宁号的出动能力大致应该和库滋涅佐号相同。

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歼-15的尺寸和体积与苏-33相近,所以辽宁号的甲板布列与调转近似于库舰 

 前苏联海军在设计库滋涅佐夫级时候,正值美苏全球争霸的高峰时期,面对强大的美国海军航母编队,特别是美国海军航母连续出动和同时作业能力强大,因此前苏联水面编队在战区可能随时会受到来自对方舰载机的攻击,所以前苏联海军同样比较重视航母飞行甲板同时进行出动回收作业的极限能力,与此同时前苏联海军在选择舰载机的时候,选择了苏-33型舰载机,而不是较小的米格-29K,前者的优点就是大航程、滞空时间长,在挂载4枚中距空空导弹和2枚近距格斗空空导弹的情况下,苏-33可以距离母舰250公里处巡逻2个小时以上,以保持编队能够得到较长时间的空中掩护。

按照国外海军的评估,在作战半径大约600公里左右的时候,执行防空作战任务的时候,滑跃甲板大约和常规起降甲板大致相同,随着距离的增加,后者的优点就可以显现,如果是对地攻击,那么前者的舰载机只能使用长距离起飞点,其出动飞机数量、能力都会受到限制,它的作战能力就会显著降低,所以一般认为库滋涅佐夫号这样的6万吨航母,它的作战能力大致相于西方4万吨级的常规航母,如戴高乐号。

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航母编队提供了海军远程制空能力 

从这里我们可以看出,我国海军对于辽宁号航母的使用思想实际上和库滋涅佐号大致相当,目前我国海军主要的任务是维护国家权益、捍卫国家统一,这样海军机动作战编队必须要在远离祖国大陆的海区,一般认为岸基战斗机作战半径的极限是1000公里左右,并且所需要的飞机随着距离的增加而增加,举一个例,在距离机场1000公里的地方持续保持一个4机编队,大约需要50架飞机左右,即使考虑到空中加油,会减少所需要的飞机数量,但是空中加油会受到气象、敌情等因素的限制,所以使用灵活性不足。

对于舰载机来说,歼-15的飞行性能与苏-33大致相同,在距离航母250公里处最多可以巡逻2个小时,保持全天24小时4机巡逻编队大约需要48架次飞机,按照美国海军的要求,F-14这样的大型双发战斗机日出动架次为2次左右,飞机完好率以80%计算,那么大约需要30架飞机,只相当于岸基飞机的60%,如果考虑到高峰期飞机可以短时间内具备更高的出动速率,那么在这段时间内需要飞机的数量就更少,美国海军在演习曾经出现过F-14一天出动4次的记录,这样所需要的飞机就可以降低到15架。

因此可以看到辽宁舰有效的增强了我国海军的作战能力和范围,降低了执行同样任务所需要的航空兵部队数量,具备较好的效费比,但是它的缺点可能还是对地攻击能力不足,这需要在未来的国产航母中加上弥补。

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弹射器对于国产航母来说,可能还是必不可少



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参考资料:

1、苏式航母的甲板作业

2、尼米兹级航母甲板的布列和调运

4、航母甲布作业周期分析

5、本文配图来源于网上,权利归原作者所有

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