福建艦“海試”究竟怎么備考？

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導(dǎo)語：福建艦作為中國完全自主設(shè)計建造的首艘彈射型航空母艦，航行試驗就如同“船生”中的“高考”備受關(guān)注。而近期央視以官方媒體身份公布福建艦試航，其部分照片顯示艦上施工工棚等陸續(xù)拆除，標志著福建艦即將迎來首次“大考”。

福建艦上的電磁彈射施工棚疑似已拆

一、國產(chǎn)航母的“船生高考”，需要考些啥？

不積跬步無以至千里，航母從研制到交付過程都有嚴格的程序和要求。從下水到交付這段特殊過程就是其“千里跬步”中的關(guān)鍵一步。福建艦要想達到海試前的最終狀態(tài)，還有很多重要的工程需要完成。

不同于先前在船臺、船塢那樣側(cè)重“長塊頭”，航母從下水之后開始“增內(nèi)涵”——首先是完善艦上設(shè)施，如設(shè)備或武器、管路電纜等，簡稱舾裝，之后還要如同房屋從“毛坯”變精裝一樣需要層層驗收方才具備交付條件。

22年6月福建艦下水命名儀式

在這個階段，國內(nèi)各大系統(tǒng)的技術(shù)單位及各設(shè)備廠家均要派出試驗人員參加設(shè)備調(diào)試，參加試驗人員的數(shù)量多達數(shù)千人。既有“編內(nèi)”保障運行的艦員、又有大量“編外”的廠商工程師、科研人員，既有剛安裝或等待安裝到本艦設(shè)施、又有大量臨時性測試設(shè)備，其測試涵蓋甲板跑道、動力系統(tǒng)、升降機系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、導(dǎo)航設(shè)備、指控系統(tǒng)以及官兵居住的艙室等艦載設(shè)備成千上萬，為進一步提高測試效率，“88、89”號綜合保障艦可以為有關(guān)人員提供貼身保障，只為搜尋著軍艦可能存在的問題與缺陷。

我國的“88、89”號綜合保障艦為航母試驗提供保障支持

二、首航前的熱身，“穩(wěn)中”才能“求進”

航母系泊試驗是指建造完成后，在碼頭系泊狀態(tài)下對艦艇的船體、動力、電力電器及作戰(zhàn)系統(tǒng)和特種裝置進行的實船試驗，國內(nèi)基本以先靜后動、先單機后系統(tǒng)順序進行。

值得一提的是，由于我國海軍艦艇的預(yù)舾裝率已達到世界領(lǐng)先水平，使得“福建艦”已然跳過了“舾裝——系泊試驗”先后流程，按模塊、條塊、系統(tǒng)分頭并進、舾裝與系泊試驗并行，使得“福建艦”船臺和碼頭周期大為縮短。在此后國產(chǎn)航母也將第一次動起來——開展傾斜試驗。

系泊試驗中的福建艦

作為試航開啟之前的最后一個試驗項目，盡管傾斜試驗的動靜不比試航階段的驚濤駭浪，但卻是關(guān)系到船舶航行安全——艦艇穩(wěn)性的一個重要參數(shù)，它關(guān)乎艦艇受外力作用發(fā)生傾斜不會導(dǎo)致傾覆、在外力消失后能自動回到原平衡位置的能力。

由于建造過程中設(shè)備技術(shù)規(guī)格重量和重心與實際設(shè)備的偏差，或局部位置的修改等因素，船舶設(shè)計階段計算所得與船舶建成后的實際重量和重心位置往往有一定差異。而航空母艦因為船體巨大且不對稱，對于船體的穩(wěn)定性和重心的要求更高。

航母在海上急轉(zhuǎn)彎

在艦艇傾斜試驗，為了形成足夠的傾斜力矩，一般需要在船寬的3／4距離內(nèi)移動約為總重量約為排水量的1％ ～2％的壓載物，使船能產(chǎn)生2°～ 4°的橫傾角。我國此前艦艇傾斜試驗中多采用塊壓鐵、水柜作為重物來調(diào)配重心，但對于航母這類大型船舶其排水量較大，傾斜試驗時需要的壓載重量遠超過尋常，如繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的大塊壓鐵作為重物時在甲板上較難移動。

正在制定區(qū)域吊配壓載鐵以開展船舶傾斜試驗

為提高傾斜試驗效率，國內(nèi)監(jiān)造團隊以大型汽車吊代替壓鐵，利用汽車吊具有重量大、操縱靈活等特點，通過汽車吊的移動能有效、快速獲得橫傾力矩。高效的試驗方案配合較高的預(yù)舾裝率，使國產(chǎn)航母在出航前的“熱身時間”大為縮短：無論山東艦還是此次即將出海的福建艦，從下水到首次試航僅用12-13月，比國際平均水平減少約一半，之后國產(chǎn)航母開始從“下海”向“出海”進發(fā)。

山東艦系泊試驗期間通過大型汽車吊開展船舶傾斜試驗

三、一波三折——“海試”不僅是讓航母動起來

為確保航母先動起來，包括我國各型航母在內(nèi)首次海試主要是檢驗船舶的心臟——動力系統(tǒng)在全部運轉(zhuǎn)下的狀態(tài)，以此檢驗動力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

檢測有可能會發(fā)生各種意外：比如鍋爐管道破裂出現(xiàn)漏水；鍋爐隔熱層被燒壞導(dǎo)致動力組熔毀——此前俄羅斯為印度制造的航母就出現(xiàn)8臺鍋爐中7臺被燒毀。 而我國航母工程起步初期也并非一帆風(fēng)順：在遼寧艦動力系統(tǒng)恢復(fù)工程中也曾出現(xiàn)過爐墻磚開裂、外部保溫不均勻、外部導(dǎo)管銹蝕、管路閥門銹蝕等汽輪機主進氣閥故障導(dǎo)致高負荷下鍋爐側(cè)壓力突然快速升高的險情。

海上試驗期間，遼寧艦官兵對鍋爐進行查驗

因此對于蒸汽輪機這種慢熱選手并不是點火即出海，出海前往往會進行一系列熱身活動。

早在系泊階段，我國航母動力系統(tǒng)即會經(jīng)歷一道“水與火”的考驗：首先是對鍋爐進行水壓密性試驗，以 1.25 倍工作壓力的試驗壓力將爐內(nèi)的空氣排盡，并讓水的壓力應(yīng)平穩(wěn)上升至試驗壓力后再慢慢降壓至鍋爐工作壓力。隨后即通過船廠專門在航母泊位上為其搭建的岸基試車鍋爐來進行岸基蒸汽動力系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗，讓船上汽輪機通過外部蒸汽先試車。隨后，這顆駛向遠洋的心臟也將正式動起來。

岸基蒸汽動力試驗系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)（左）福建艦岸基蒸汽動力系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

為進一步驗證國產(chǎn)航母動力系統(tǒng)地穩(wěn)定性，國內(nèi)在首次試航階段專門設(shè)計了兩套主機負荷狀態(tài)地試驗方案：先是在主機 85%負荷時，進行鍋爐效應(yīng)試驗，其間燃燒器關(guān)閉，記錄進口及出口的廢氣溫度、鍋爐的蒸汽壓力、熱井內(nèi)的給水溫度等數(shù)據(jù)；再是在主機 100%負荷時進行鍋爐的蓄壓試驗，要求在鍋爐安全閥打開之后的15 分鐘之內(nèi)，鍋爐蒸汽壓力不得超過設(shè)計壓力的 10%。

四、“量大從優(yōu)”——如何記錄航母的考試成績

對于目前有著三型不同型號、且使用經(jīng)驗仍處于積累期的國產(chǎn)航母，要想能充分掌握船只的性能極限、讓我軍官兵熟練駕馭，并為更多后來者提供參考數(shù)據(jù)，不僅需要在“直來直去”、還需要經(jīng)歷包括停船試驗、回轉(zhuǎn)試驗和初回轉(zhuǎn)試驗、航向穩(wěn)定性等試驗。

正進行回轉(zhuǎn)試驗的山東艦

海試是航母入伍參軍前的最后流程，就是未來福建艦上的官兵的最后一道安全“護欄”。

比如航向穩(wěn)定性試驗、回轉(zhuǎn)試驗、威廉遜溺水試驗等科目則需在2-5分鐘時間、每隔數(shù)十秒甚至更短時間就要測量和記錄出舵角方位角、航速、時間和操舵次數(shù)及最大操舵角度等參數(shù)。

目前國內(nèi)包括航母在內(nèi)的船舶航行實驗針對航母各項運動參數(shù)測量和紀錄，已開始綜合GPS定位技術(shù)、電子海圖技術(shù)、計算機處理技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計的新型試驗系統(tǒng).在航行試驗時由GPS/DGPS(差分GPS)獲取實時位置信息,將位置信息顯示到電子海圖上,另外由數(shù)據(jù)庫存儲試驗數(shù)據(jù);試驗結(jié)束時由計算機自動處理得出試驗結(jié)果。

這些技術(shù)使得用使得我國航母在試航中航行數(shù)據(jù)更加直觀便于操作，理論上僅需“一人一機”配合艦上原有設(shè)備即可完成數(shù)據(jù)采集，測量也更加精準、迅速，可為進一步分析提供條件。

山東艦首次出海試航，工程人員正在分析試航數(shù)據(jù)

結(jié)語：

現(xiàn)代造船工業(yè)的標準化水平相對于當時已經(jīng)有了極大的進步，但作為我國首艘彈射型航母、也是已建造的最大噸位軍用船舶，福建艦在試航前準備工作將更為謹慎，服役之前的測試驗證與數(shù)據(jù)收集其也必將比往常更為復(fù)雜，并最終反哺到未來更多、更大的國產(chǎn)航母試航過程中。而對于這個“磨人”的過程，我們唯有拭目以待。

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