军情前哨站|美国出口电磁弹射器 将法国继续绑在战车上

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文|凤凰网军事特约作者 晨枫

12月21日,美国国防安全合作局宣布,美国国务院批准向法国出售电磁弹射系统(EMALS)和先进拦阻系统(AAG),价值13.21亿美元。EMALS包括两套弹射装置,AAG包括三台发电机,用于三道拦阻索。EMALS和AAG将用于法国的下一代航母(PANG,Porte-Avions de Nouvelle Génération)。这笔军售案还包括备件、辅助设备、训练、人员培训和技术支援。这笔军售还需要得到美国国会的批准。

“福特”号是第一个使用电磁弹射的,这是水兵在保养电弹轨道

“福特”号是第一个使用电磁弹射的,这是水兵在保养电弹轨道

法国对美国还是怒火冲天。美国“偷走”了法国的价值650亿美元的澳大利亚潜艇生意,这是很难忘却的。AUKUS也提醒了法国:美国的盟国是分三六九等的,法国或许自认为是世界一级,但法国只是二线盟国。

法国一直努力建立独立完整的军工体系,从战斗机到坦克到航母到核潜艇,都必须是独立设计、独立制造。但法国军工还是有缺门的,航母的弹射器就是一个。

在同样滑跑距离时,弹射起飞肯定比无弹射、单靠自身动力的起飞具有更高的离舰速度或者更大的起飞重量,滑跃起飞是以损失离舰速度为代价的,最终也影响起飞重量。用后甲板上的长起飞点影响斜甲板和停机区的运行,影响可持续的战斗力。

与蒸弹相比,弹射时没有蒸汽滚滚的景象

与蒸弹相比,弹射时没有蒸汽滚滚的景象

弹射起飞有蒸汽弹射和电磁弹射。蒸弹用高压蒸汽推动活塞,然后由活塞带动飞机起飞。蒸弹技术成熟,但不等于技术简单。机械加工精度、磨损控制和高频率维修且不说,在实际使用中,需要在连续使用几次后就冷却下来,否则受热膨胀过度会影响工作和加剧磨损,就像汽车发动机过热一样。蒸弹需要舰上动力产生大量高压蒸汽,不仅需要大量高纯度淡水(否则很伤锅炉),还吃功率。在寒冷海区,蒸汽冷凝后容易结冰,容易在甲板上和设备里造成各种问题。

电磁弹射需要大量电能储备

电磁弹射需要大量电能储备

电弹好比磁悬浮,用直线电动机拉动飞机起飞。好处很多:一是推力更加线性、均匀,而不像蒸弹,一开始很猛,行程后半段就越来越无力了;二是推力可调,重量轻的无人机不至于受力过大;三是出动率高,不需要几次弹射后的冷却时间

但电弹的技术挑战也很大。超大电流的输送、调配和电化学腐蚀都是问题。电弹对舰船动力也有要求,但解决储能问题后,可以用时间换峰值,对动力的压力并不大。直接用舰船电力驱动并不现实,这样大幅度的电力需求升降舰船动力很难跟上。

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福特号航母测试电磁弹射器

电弹的优点很明显,但技术挑战也很大。美国在“福特”级上首先使用电弹,不仅成本高昂,可靠性问题也长期不能解决,以至于特朗普威胁要在下一艘航母上回到蒸弹。当然,技术问题在逐渐解决,美国海军的软磨硬抗也最终保住了电弹,后续航母都将采用电弹。

中国是世界上唯二研制成功电弹的国家,坊间盛传正在建造的003将采用电弹。电弹的难处不在于原理,而在于可靠性。中国电弹是否能一步跨越“福特”号的阵痛,还有待时间证明。但电弹对中国有特殊意义。电弹不仅弯道超车、直接跳过蒸弹,在理论上还可以用于滑跃甲板改装弹射。蒸弹在本质上就是与弯曲甲板不相容的,但电弹可以,磁悬浮上下坡、转弯没有压力,当然电弹不需要转弯。

戴高乐航母上的蒸汽弹射器

戴高乐航母上的蒸汽弹射器

法国不仅解决不了电弹的技术问题,连蒸弹都是拿来主义,直接从美国进口的。“戴高乐”号使用两台C13-3蒸弹,与“尼米兹”级同型,但由于吨位和甲板长度关系,是短冲程型,行程只有75米,因此助推作用不能完全发挥,舰载“阵风”战斗机的前起落架只能在离舰瞬间用压缩空气弹出额外长度,人为抬高迎角,起到相当于滑跃甲板的作用。

离舰瞬间前起落架弹出,增加飞机的迎角,帮助起飞

离舰瞬间前起落架弹出,增加飞机的迎角,帮助起飞

“戴高乐”号只有42500吨,是世界上最小的核动力航母。在设计上很有特点,采用少见的前置舰岛,前甲板也只有一条弹射滑行道,用于战斗机起飞;2号弹射器安装在斜甲板中段,用于大翼展的E-2C预警机起飞,也用作1号弹射器故障或者需要冷却时的替补,但使用时要占用斜甲板,影响着舰。“戴高乐”号也只有2台右舷升降机。

比照美国大甲板航母的使用经验,只有1台前甲板弹射器是影响出动率的,2号弹射器只能按需使用,不宜日常使用,以免影响降落。以舰岛后的三角区作为主要停放区,待命战斗机的甲板转移路线长,进一步降低出动率。2台右舷升降机也不利于控制战损,有可能在战斗中同时受损,也不宜在右舷风浪特大时使用。

世界最小的核动力航母“戴高乐”号在设计上很有些特点

世界最小的核动力航母“戴高乐”号在设计上很有些特点

“戴高乐”号的设计是由吨位决定的。吨位更大,需要的动力更大,造价更大,运作费用也更大。法国只有中等强国的野心,不冒充超级大国了,所以中型的“戴高乐”号符合法国需要,也是法国负担能力的极限。

不过“戴高乐”号毕竟是有遗憾的,也有寿命问题,预计2038年退役。法国正在研制的下一代航母PANG的吨位可能达到75000吨,还是核动力,采用2台(一说3台)电弹,可搭载60架战斗机,计划在2038-40年间建成入役。

电磁阻拦索

电磁阻拦索

采用2台电弹后,PANG的出动率可望比“戴高乐”号大大提高。先进拦阻系统则用拦阻索拉动发电机回收能量,注入储能系统以补充下次电弹使用,降低舰船动力的平均动力要求。PANG还将搭载E-2D预警机、无人机等。预警机(不管是陆基还是舰载)是法国军工的另一个缺门。

法国下一代核动力航母PANG的想象图

法国下一代核动力航母PANG的想象图

PANG的另一个想象图,这里可见3台电弹

PANG的另一个想象图,这里可见3台电弹

PANG的具体设计还没有冻结,电弹数量可能在3台和2台之间变动,但后置舰岛是肯定的。斜甲板还是有一套备用的弹射装置,后置舰岛使得前甲板有空间安装两套弹射装置,但看来法国决定还是只安装一套,主要考虑应该是成本。这影响PANG的战斗机出动能力,但对于中等强国法国来说,还是够用了。

EMALS的出动率大大高于蒸弹。舰岛后置空出弹射器后的三角区,战斗机从升降机可以直接进出三角区,便于战斗机着舰后从斜甲板直接转向三角区停放,并在右舷停机区加油装弹。前甲板左侧是额外的停机区,加油装弹完毕的战斗机在这里待命,便于转向弹射器再次出击。这样的布局大大增加甲板运作效率,也符合法国航母的运作习惯。

降低1台电弹是显著降低成本的。8万吨的“小鹰”级和10万吨的“尼米兹”级都是4台蒸弹,但在美国海军下一代航母的评估中,8万吨的CVNX从“福特”级的4台电弹降低为3台,主要考虑就是成本。

当然,要是钱不是问题的话,3台电弹肯定比2台香。

美国向法国出口E-2D预警机

美国向法国出口E-2D预警机

美国国会估计会批准向法国出售EMALS和AAG。这不光是真金白银的进账,也是确保法国继续绑在美国战车上的措施。法国时常会对美国梗脖子,但也知道什么时候该低头,为PANG选配EMALS和AAG的时候就是这样的时候,接下来买E-2D“鹰眼”预警机的时候也一样。就是保修条例要敲定,谁知道美国电弹的可靠性问题到底解决到了什么程度。

说起来,法国之后还有印度,印度也希望为下一艘航母配备电弹,已经在向美国询问有关事宜。可靠性对印度倒是问题不大,印度首先需要把航母造出来、开出海,才谈得上电弹的可靠性。那时美国总该解决电弹的可靠性问题了吧?

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