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“中國第三艘國產(chǎn)航母福建艦正式入列,搭載電磁彈射技術(shù),可靠性超越了美國的福特號航母,這是中國首次在重大海軍科技上超越西方,創(chuàng)中國海軍里程碑。”
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▲ 福建艦航母:中國有史以來最大的軍艦
原文標(biāo)題:福建艦創(chuàng)海軍里程碑 電磁彈射彎道超車秘辛
作者:黃東
11月7日,海南三亞舉行國產(chǎn)新型航母福建艦授旗入列儀式,不少難得一見的細(xì)部亦首次公開。這是今年中國海軍最大的盛事,當(dāng)中的發(fā)展歷程和科技含量值得關(guān)注。
從世界航母百年史可知,最初的航母只靠飛機(jī)自身動力起飛。二戰(zhàn)期間隨著艦載機(jī)越來越重,美國重型航母已陸續(xù)安裝液壓機(jī)械彈射器,發(fā)揮比日本戰(zhàn)機(jī)更佳水平。二戰(zhàn)后更重更快的噴射機(jī)上艦,沒有更好的彈射器飛機(jī)寸步難行。正好此時英國發(fā)明了影響深遠(yuǎn)的革命性蒸氣彈射器、燈光著艦助降系統(tǒng)和斜角飛行甲板三大法寶,形成至今沿用了幾十年的現(xiàn)代航母雛形,美國亦加以引進(jìn)。
彈射器作為重型航母必備手段,是強(qiáng)大海軍繞不過去的坎。但從1980年代至今只有美國一枝獨(dú)秀。它之所以重要,在于能把艦載機(jī)性能完全發(fā)揮,有沒有彈射器,是決定航母戰(zhàn)斗力以至海軍強(qiáng)弱的關(guān)鍵要素。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造難度頗高,故此今天仍只有中美兩國能設(shè)計生產(chǎn),也只有兩國同時擁有蒸氣和電磁彈射技術(shù),不過差別十分明顯,發(fā)展路徑也迥然不同。
回顧中國航母之路,最初是近百年前由民國海軍司令陳紹寬首先提出。55年前的1970年,首次開始研發(fā)近4萬噸級的707工程中型航母,預(yù)備搭載由殲-6戰(zhàn)機(jī)修改而成的四號工程垂直起降戰(zhàn)機(jī),避開彈射器難關(guān),未幾因林彪事件已下馬。
但以前海軍司令劉華清為首的研究一直未停,1974年西沙之戰(zhàn)的險況已令中央凝聚了共識。但受到蘇聯(lián)入侵威脅,加上經(jīng)濟(jì)困苦,實在未有能力同時兼顧已經(jīng)試航的核潛艇,和技術(shù)儲備不足的航母。1980年劉華清等高級將領(lǐng)參觀美國小鷹號航母大受震撼,今天的福建號其實就是以趕超該艦為研制目標(biāo)的。
40年前的1985年夏,澳洲退役故意未拆彈射器的二戰(zhàn)航母墨爾本號,以待拆廢船名義抵達(dá)廣州。中國專家首次有機(jī)會研究了舊式彈射器實物,獲得了基礎(chǔ)入門知識。1989年軍方斥巨資第二次向建造航母發(fā)起沖鋒,代號891工程。據(jù)了解因未有彈射器艦載的殲-7和強(qiáng)-5飛機(jī),已試驗過陸上滑跳板起飛,該工程1995年被江澤民叫停。1992年銀河號事件,1994年小鷹號航母追蹤中國核潛艇事件,1996年危機(jī),令中國深感航母威脅,民間支持建航母呼聲空前高漲。
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中國航母吸收蘇聯(lián)技術(shù)
蘇聯(lián)解體后中國先后從俄國及韓國,購入兩艘1143型垂直起降式航母基輔號和明斯克號報廢航母,在改裝為主題公園前曾深入研究,后者去年夏天不幸在南通失火焚毀。2003年又從烏克蘭獲得真正有改裝潛力的1143.5型瓦良格號航母,投入巨資耗時7年后在2012年變身為遼寧艦,搭載技術(shù)源頭也來自烏克蘭的殲-15戰(zhàn)機(jī)服役。
不過因為遼寧艦及其國產(chǎn)姊妹船山東艦都采用滑跳起飛,雖然殲-15是最大起飛重量達(dá)32噸的重型戰(zhàn)機(jī),但因此只能半油或半彈起飛,作戰(zhàn)半徑及載彈量甚至差于中型戰(zhàn)機(jī),性能上大打折扣。兩艦僅初步解決有無的初級階段,哪怕兩艦相加的戰(zhàn)機(jī)數(shù)量和戰(zhàn)斗力,仍遠(yuǎn)不及美國一艘尼米茲級航母。一旦遠(yuǎn)離岸上火力支持,生存能力令人存疑,沒有彈射器的缺陷世人皆見,發(fā)展已經(jīng)迫在眉睫。
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▲ 殲-35艦載機(jī):在福建艦電磁彈射起飛
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蒸汽與電磁技術(shù)之爭
2010年前后中國蒸氣彈射器已基本成熟,福建艦設(shè)計時就以此為基礎(chǔ),動工時已簽約安裝。恰在此時殺出一個程咬金,海軍工程學(xué)院教授、電氣工程與動力專家馬偉明大校在本世紀(jì)初已涉足電磁彈射技術(shù),與美國發(fā)展基本同步。2014年美式電磁彈射器裝上福特號航母,翌年他指中國電磁彈射技術(shù)完全沒有問題,多次試驗也很順利,有信心用于航母上,中國的技術(shù)已不輸美國甚至更加先進(jìn)。這是外界首次知道權(quán)威點滴,從此「領(lǐng)先就要領(lǐng)先美國」,成為馬偉明金句。
他的申請報到上層但難以定奪,遂決定在已建成的陸上蒸氣彈射試驗軌道旁,再建一條電磁彈射試驗軌道對比競爭且進(jìn)展順利。
蒸氣彈射器雖然成熟但結(jié)構(gòu)復(fù)雜故障率高,占用空間和人力皆多,彈射功率難以調(diào)節(jié),只適用于有人飛機(jī),已經(jīng)失去發(fā)展?jié)摿Α?/p>
電磁彈射器要克服的困難有:數(shù)十上百兆瓦直線電機(jī)開發(fā);強(qiáng)電磁輻射泄漏;散熱和冷卻較難,但帶來的優(yōu)勢十分明顯:作為電力系統(tǒng)容易與艦上電器兼容;安全系數(shù)高;人力和容積少很多;結(jié)構(gòu)簡單可靠性高;操作維修簡易;彈射功率可調(diào),能彈射百公斤無人機(jī)至50多噸的有人機(jī)。
但中美兩國選擇了完全不同的電磁彈射方式,也產(chǎn)生今日良性競爭下的不同結(jié)果。美式電磁彈射器1999年招標(biāo),2008年福特號航母動工時剛完成首階段陸上試驗,初期進(jìn)展順利,但未有足夠時間暴露缺點,急于上艦留下隱患。當(dāng)時的電力科技瓶頸令美國過早放棄未成熟的電容儲能,沿用上世紀(jì)穩(wěn)妥的飛輪儲能技術(shù),專攻中壓交流電磁彈射器,看似成熟風(fēng)險低,但前途有限。
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福特艦陸上試驗不足
最大麻煩是陸上試驗不足,但上艦后驚人的故障率比它將取代的C-13蒸氣彈射器更不如。設(shè)計指標(biāo)是無故障間隔彈射4,000千次,但至今尚未達(dá)到700次,等于只及C-13一半,配套的電磁攔阻著艦系統(tǒng)情況更嚴(yán)重。這些都令福特號成為科研試驗的半成品,且比不上福建艦的是原設(shè)計太早,未有準(zhǔn)備F-35隱形戰(zhàn)機(jī)成建制上艦,凡此種種反不及即將退役的尼米茲級航母。因此才令總統(tǒng)特朗普忍無可忍,上月底宣布美國航母今后全部改回蒸氣彈射的笑話。
在福特號動工及其電磁彈射成功的2008年,中國首臺以超級電容取代飛輪儲能的中壓直流電磁彈射原理樣機(jī)也成功面世。2010年開始建造上述的全尺寸樣機(jī),同年美國首次陸上彈射艦載機(jī)成功,兩國的進(jìn)度已非常接近。2013年馬偉明被授予一等功,可見已取得重大成果,翌年福特號安裝電磁彈射器。至去年福建艦安裝電磁彈射器期間,有充裕時間讓中國進(jìn)行比美國多得多的陸上試驗,取得更多的數(shù)據(jù)以解決問題,從而令福建艦避免重蹈福特號覆轍。
2022年6月17日福建艦下水并命名,兩年后的5月1日首次試航,今年3月19日首次彈射飛機(jī),9月22日官宣彈射三型飛機(jī)成功,11月7日入列南海艦隊。十多年中國走完了由零至開始領(lǐng)跑的航母發(fā)展過程,遼寧艦解決了有無,山東艦完成了自主建造,福建艦開始領(lǐng)先完成三級跳,這一速度乃世界之冠。
但無可否認(rèn)因為福建艦由蒸氣彈射中途改為電磁彈射,令彈射器延長了10米,影響了艦橋旁最重要的飛機(jī)調(diào)度三角區(qū)降低效率,這需要下一艘同型艦去解決了。至于走完趕超美國最后一里路的005型核動力超級航母,據(jù)悉已完成初步設(shè)計,相信在2030年左右可以進(jìn)入海軍服役。
不過縱觀近期所有中外評論,都未發(fā)現(xiàn)福建艦入列有兩大科技意義,一這是中國有史以來建造最龐大的軍艦;二這是自鄭和下西洋后約五百年以來,中國首次在重大海軍科技上超越西方,這些方面正是全球化海軍的奠基石之一而不能忽視。
本文刊載于亞洲周刊2025年第46期
文章與雜志內(nèi)容相比有刪節(jié)
策劃:邱立本
編輯:李曉彤
審核:宋陽標(biāo)
出品:香港 亞洲周刊有限公司

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