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新萄京手机版中国首款垂直起降战机曝光 075秒变航母!垂直起降战机



  出品:科普中国军事科技前沿

海军陆战队在美国军队中,具有独特的地位。它不是隶属于美国海军的下级部队,而是和美国陆海空并肩的单一大军种。因此,在美国武器装备的研发过程中,美军一定会专门为海军陆战队开发一个特殊版本。例如,F-35B垂直短距起降舰载机,就是专门为美国海军陆战队而改造。

中国歼15战机首次在南海起降航母

8月24日,上海江南造船厂制造的我国国产万吨055型驱逐舰首舰正式开始试航。当我们还沉浸在这艘亚洲最强驱逐舰试航的喜讯中时,仅仅过了2天,我们的首艘国产航母再次给我们带来了好消息。

  原标题:观察者网一周军评:国产航母试航,是慢是快?

  作者:于飞(资深科技媒体人)

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  来源:观察者网 作者施洋

  监制:光明网科普事业部

在F-35B之前,美国海军陆战队最主力的舰载机为V-22“鱼鹰”倾转旋翼机,也是全球唯一的现役倾转旋翼机。相比传统的固定翼直升机,V-22“鱼鹰”倾转旋翼机同时具备短距垂直起降和高速飞行的性能,而且它还拥有大航程,十分适合搭载于两栖攻击舰。美国海军陆战队之所以能够在全球范围内执行两栖登陆作战,和V-22“鱼鹰”倾转旋翼机有着密不可分的联系。

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微博网友@热武器时代的爱情故事

  5月13日,中国首艘国产航母终于出港试航。在亚太地区,中国和美国的航空母舰一直是这一地区持续的“主线故事”。无论是中国出港试航、吊足大家胃口的首艘国产航空母舰,还是围绕上周美国国防部长“马蒂斯”提出的“航母神出鬼没”论的余波,都值得我们好好品读一番。

  5月24日,中央电视台公布了中国航母舰载机突破夜间起降的画面。从央视播出的画面上看,歼-15降落的过程非常平顺。这不仅说明中国航母战机驾驶员的素质非常过硬,也意味着中国航母的自动着舰系统(ACLS)和技术已相对成熟,我国成为世界上少数几个掌握舰载机夜间起降技术的国家。据了解,航母战机夜间能平稳起降,背后依靠的正是高水平的自动着舰系统和技术。而航母的舰载机自动着舰系统和技术的核心,是通过相关设备舰载机及航母的运动,由此得到飞机降落所需要的航迹,根据飞机的状态得到修正指令,然后自动控制飞机降落。

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本报北京1月2日电
记者今天从海军了解到:执行跨海区训练试验任务的中国海军航母编队1月2日在南海某海域组织了歼—15舰载战斗机起降和编队多科目训练。

据微博网友爆料,今天早上,大连造船厂放鞭炮为我国二艘航母即将进行第二次航行试验举行仪式。随后,002型航母在多艘拖船的牵引下缓缓的离开船厂码头。

新萄京手机版 6国产航母试航,是慢是快?

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在海军以及海军陆战队的建设上,中国一向以美国为标杆。

上午9时30分许,灰色涂装,编号115的“飞鲨”战机率先进入辽宁舰飞行甲板起飞位置,随着甲板起飞助理的放飞手势,开足马力,直冲云霄。

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  比起前一阵子航母“离开码头”进行倾斜试验的排场和迷惑性,这一周的大连本来颇有点波澜不惊。然而事实证明:倾斜试验之后的一周作为给航母加注油水、安排各种可移动设备之前的最重要节点,首艘国产航母进行了为大量航行试验的准备工作,无论是直-18的起降,还是包括各类甲板和机库作业车辆的吊装上舰,再到舰员们在甲板上排成一排打扫飞行甲板,各种琐碎而必须的准备工作就像搬家打包装箱时候的“杂物”一样,装满了一箱,还有一箱。

  战机夜降航母遇两大挑战 全自动着舰系统应运而生

与渤海、黄海和东海相比,南海海域水文气象条件更加复杂,加之连日来受冷空气影响,训练海域海况较差。身处排水量数万吨的辽宁舰,都能感到明显的摇晃。这给舰载机起降训练带来了诸多挑战。

早在今年4月,国产002号航母已经下水并进行了第一次海试,在那次出海海试一次性就完成动力系统的测试工作,而这个步骤在辽宁舰上整整用了三次。

新萄京手机版 95月10日,舰员们在国产航母上排成一排,清理甲板(图片来源:东方ic)

  航母上的舰载机夜间起降是一件非常困难的事情。因为航母是一个活动的战机平台,在进行舰载机起降作业时,航母本身也会高速航行,这样可以减少舰载机起飞、降落所需要的速度,获得更高的最大起飞重量、更好的降落成功率。即使是动力较弱的航母,移动的速度也会达到26到28节左右。

针对这些困难,编队按照“大胆的飞、科学的飞、安全的飞”这一组训思路,周密制定训练方案,深入做好风险评估,适时调整训练计划,在各部位的精密协同下,顺利进行了多个架次的舰载机训练,为航母编队战斗力形成积累了重要经验。

  对于首艘国产航母的试航,大家看得十分重要,从猜测时间到猜测试验科目,甚至到预言会不会首次试航就起降舰载机不一而足。虽然从历史上看,美国航母从首次试航到交舰服役通常只有几个月的时间,苏联的末代航母“库兹涅佐夫”号也在首次试航中就进行了舰载机的起降试验,但航母试航这件事儿对于中国来说,还是个有点复杂的活儿。

  想一想,在夜间茫茫大海中,在运动的军舰上,飞行员只能借助自身的探照灯与跑道的标志灯等作为参照物进行着陆。舰母飞行甲板比陆地机场要小的多,并且还在不断的运动之中,海上的气候、气流也比陆地复杂和恶劣,这样就大大提高了舰载机着舰的难度。即便经验丰富的美国海军航母航母舰载机飞行员着舰的时候,着舰一次成功概率也不到50%,大部分需要进行复飞。

与此同时,辽宁舰编队还在南海海域进行了多个项目和多型舰载直升机的训练试验任务,进一步提升了舰机融合水平,锤炼了编队协同指挥能力。

  对于美国来说,航母试航是一件“例行公事”。二战时期美国造各种大中小航母造吐了不说,冷战期间的超级航母也是以每隔几年就有一艘的速度持续至今,对于航母的试航和验收早有一套成熟的体系和规范,加上美国有完善的航母陆上试验设备和雄厚的技术储备,在航母设计和建造中往往倾向于应用较为保守和低风险的技术,因此美国航母的试航在技术上连续性很强。

  对于夜间降落航母的战机来说,航母的高速运动会带来两大挑战。第一是航母航行时,会在俯仰、侧向等多个方向上都不断摇晃起伏,姿态始终处于动态变化中,这样会导致航母着舰区域的甲板高度不断变化;当甲板高度过低时,舰载机会错过拦阻索,只能拉起复飞;而甲板高度过高,舰载机甚至会直接撞毁在扬起的舰尾上。所以一般舰载机降落,航母上必须有雷达,用于精密跟踪测量舰载机降落的姿态轨迹。

据悉,去年12月以来,海军航母编队连续跨越渤海、黄海、东海、南海等海域,走一路练一路,开展了多科目的编队训练和舰机融合训练。

  加上美军的航母舰载机部队空前成熟和强大,只要航母运作正常,舰载机的起降和战斗力的快速形成几乎就不成问题,因此一般来说,经过3个月的时间试航,证明航母能跑能停,各种设备工作正常,航母就可以交给军方了。

  第二个挑战来自于航母的舰岛,航母在高速航行时会因为自身阻挡气流的作用而在后方形成范围非常大的紊乱气流区域,舰载机进入紊流区以后飞行姿态和轨迹会遭受到相当大的干扰。所以对于传统舰载机驾驶员来说来说,克服混乱气流的不可预知影响,精确控制飞机姿态和轨迹实现着舰的表现,一直是他们水平高低的最显著特征之一。

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  为了克服这两大挑战,美国20世纪40年代末期就提出了自动化着舰系统的构思,但一直到20世纪80年代中期,才在F18战斗机上实现这一功能的实用化突破,并成为无人机自动着舰的技术基础。因为航母的这一整套自动着舰系统不仅有着非常高的硬件要求,而且其软件系统的难度也非常高。一旦成功,舰载机就无需人工干预,实现全自动着舰。

  “饺子”埃塞克斯级航空母舰共建造了24艘,截至二战结束的时候,还有6艘没建完(后来完成了4艘)

  全自动着舰系统的技术含量很高。从实现原理上看,航母的交通管制中心首先会引导舰载机飞到精确跟踪雷达的截获窗口,然后雷达会一直跟踪舰载机,直到着舰前的1.5~1.8秒——此时舰载机进入跟踪雷达盲区。这个过程中,雷达会不断测量飞机的位置,并根据航母自身的摇摆起伏情况进行修正,计算出当前时间内,飞机相对于航母的精确空间关系。随后计算机会将这一数据与事先储存好的理想着舰轨迹进行对比,并一方面将差异数据发送给舰载机的平显仪,提示飞行员;另一方面,这些差异数据会按照导引规律进行计算,随后按每秒10次的频率不断发送给飞机上的设备。机载设备接受并根据这些引导信息,通过飞行控制系统不断纠正飞行姿态和轨迹,最终让飞机按设置的理想着舰轨迹飞行。

  苏联的“库兹涅佐夫”号的试航与舰载机试验则都是“特事特办”的结果。当时的苏霍伊设计局总设计师西蒙诺夫为了能够在舰载机竞标中击败米高扬设计局,在积极运作之下让航母在没有完成全部系泊试验的情况下就投入试航并起降舰载机,以便获得试飞上的先机。所以虽然“库兹涅佐夫”首次试航中就试验起降了舰载战斗机,但那实际上是违反正常规范的行动,加上随后苏联就开始全面动荡,“库兹涅佐夫”号的舰载机起降系统实际上长期没有真正完成试验,别的不说,该舰所谓“全天候起降舰载机”的能力,就是最近才形成的。

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新萄京手机版 12西蒙诺夫赢了一手,但最后库兹涅佐夫号还是上了米格-29K

  我国航母舰载机距离“全自动着舰”又近了一步

  中国的首艘国产航母的情况则有所不同,一方面,作为中国自行建造的第一艘航母,对该舰的试航工作有着很大的不确定性,航母的建造水平如何,舰上的各种纯国产设备运转情况是否良好,都需要进行全面深入和彻底的试验,毕竟“辽宁”舰的基础还是苏联的“瓦良格”号,很多修复的设备,其性能是可以预期的;另一方面,由于首艘国产航母在整体设计上相当程度上沿袭了辽宁舰的布局,特别是起飞和着舰设备本身的布局基本没有太大的变化,因此在试航中,对于航母试航需要做什么的问题,中国海军心里要比当年试航辽宁舰时清楚得多,因此试航的进度也要大幅提前。

  全自动着舰系统的运用,可以让航母可以高效率出动大批次航母舰载机,平时可以提高航母舰载机的训练水平,而战时可以有效的增强航母打击能力,更好发挥航母编队的作战能力。

  这也决定了在首艘国产航母上起降舰载机的工作用不着像辽宁舰时代那样,先多次低空掠过、再多次“触舰复飞”,最后才试着挂上阻拦锁那么复杂,只要在测试完各项分系统正常运转之后,就可以让成熟的舰载机飞行员直接在航母上那些进行降落了。

  由于战机的全自动着舰技术比较复杂,目前,世界上仅有美国、法国的航母系统能够实现全自动着舰功能。而美国航母上真正能自动着舰的,也仅有F18系列、X47B、F35C等型号。其它型号飞机只能做到半自动引导降落,将飞机自动引导到最后一段距离,然后飞行员再根据菲涅耳光学助降系统的指引着舰。

新萄京手机版 13歼-15复飞试验

  苏联在解体前开发了“电阻器”系统,功能和原理类似于全自动着舰,但研制中途即遭遇苏联解体,随后停滞不前。而且,“电阻器”的实际水平很低,不仅是各分系统、设备、部件的性能较差,更重要是在数据积累、引导、控制规律的算法设计和软件编写上极不成熟,其整体性能勉强相当于美国20世纪70年代的第二代早期型的水平,在实际使用中只能勉强做到半自动引导。

  虽然从设计的角度上说,辽宁舰和首艘国产航母的飞行甲板布局并非是完美,但是在运行多年歼-15战机之后,该设计的整体可行性已经得到了证实,至少不会遇到像当年法国“戴高乐”号航母那样需要临时加长飞行甲板这样的尴尬。

  我国在引进“瓦良格”号航母时,并未获得“电阻器”系统,“瓦良格号”航母还在乌克兰时,所有重要设备就已经被悉数拆除,所以我国航母的自动着舰系统应该是自主研发的。

  说起试航的国产航母,大家一般看的是航母上容易发现的外观不同,比如飞行甲板的边角轮廓和面积的差异,舰岛长度的缩短带来的优点,新一代的雷达和其他电子设备的差异,舰岛上航空舰桥、航海舰桥以及司令舰桥的布置和面积变化。但是在另外一些地方,许多乍一看发现不了的东西的变化,通常也挺值得期待的。

  从中国首艘航母“辽宁”舰服役,到这次歼-15首次在上面降落,已经过去了五年多时间,现在终于具备了夜间气象的作战能力。这也就是说,我国自动着陆系统至少经历了五年研发时间,离实现全自动地着舰功能又近了一步。

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  虽然雷达布置方式是最显眼的,但航空舰桥、航海舰桥和司令舰桥的布置变化也是很重要的

  我国自动着舰系统等航母技术发展较晚 但具有后发优势

  此前服役的辽宁舰是由引进的苏制航母船体续建而来,在续建过程中,虽然在许多设计上按照中国对航母的理解进行了改进乃至重新设计,但这些内容大多数集中在以相控阵雷达为核心的舰载电子系统,以近防炮、舰空导弹为核心的舰载武器系统,以及以住舱为核心,包含洗衣房、食堂、厨房、超市等各种设施的舰员生活和保障系统。

  和美国、法国的成熟自动着舰系统相比,我国自动着舰系统等航母技术确实发展比较晚。中国海军从20世纪80年代开始着手航空母舰的前期技术准备工作,其中舰载机航母起降作为重点领域进行技术攻关,在20世纪90年代在舰载机起降技术方面的取得了初步成果,在此基础上开展了自动着舰系统与飞行控制系统方面的研究。

  而涉及舰载机运用的各类飞机的整备设备,由于中国海军此前在这一领域的实践经验几乎为零,因此虽然在理论研究中已经论证苏式航母的舰面保障设备的分布存在一些不合理,但由于没有更加完备、科学且经过实践检验的全套设计(毕竟能做出这样设计的只有美国),因此在续建过程中,中国海军基本上还是以对其修复为主,设计上还是沿用苏联时期的结构;同样的情况也发生在舰上的动力系统上,中国海军对其进行了整体修复与调试,但其总体安排仍然是沿用“瓦良格”号的设计。

  不过,我国自主研发全自动的着舰系统,有着巨大的后发优势——不需走太多的弯路,可以直接沿着最有效率的正确方向高速追赶,就如同在歼10项目上,中国花了20年时间完成了对国外先进水平从望尘莫及到能够同台竞技,又在歼20项目花了10年时间,完成了跻身于世界顶尖行列的壮举。

  从近几年辽宁舰的使用来看,虽然该舰的表现基本满足了之前的需求,但一来该舰的动力系统按照当代的技术水平看还有不少改善的空间,二来在航空整备设计上,苏联时代理论上就不合理的设计果然在实际使用中暴露出了不少缺陷,在一定程度上影响了航母上舰载机的运作效率。虽说按照苏联海军那种把航母当作一个移动的航空兵场站的哲学来看,这种设计完全不奇怪,但是对于以美式航母为目标的中国航母来说,这些设计上的问题,就是不得不改进的重要问题了。

  从相关新闻报道来看,歼-15能够在计算机控制之下自动完成着舰系统,说明中国相关单位已经完成自动着舰系统的研制,凭借后发优势,歼-15采用了比较先进的数字式三轴四余度电传操纵系统,能够与自动着舰系统形成更加紧密的联系,这样就可以像F
-18那样着舰过程之中不需要飞行中的操作,形成真正意义的全自动着舰,这是中国航母航舰载机领域一个突破。

新萄京手机版 16中国海军希望得到美式航母

  中国北斗卫星导航定位系统的应用也在深入发展,它可以提供更加精确的位置和航迹,所以中国海军和相关单位可以在此基础上发展更加先进的舰载机自动着舰系统,,进一步提高航母舰载机的出动能力,尤其是昼夜恶劣气侯条件下着舰能力,并且为以后的舰载无人作战飞机上舰打下基础。

  从这一点上来说,比起辽宁舰长达一年的试航以及随后漫长的舰载机试验,国产航母的试航过程可能会短上很多,但一来中国航母的试航速度显然还无法和美国航母那样熟练的试航相比,二来,如果因为辽宁舰与国产航母的整体布局基本一致就认为002型航母是仅仅实现了航母国产化的原地踏步,那毫无疑问就大错特错了。

  尽管我国的航母体系才刚建立起来,有些地方还有欠缺,比如舰载和机载惯性导航设备的精度。但笔者相信,只要中国奋起直追,将全自动着舰系统研究工作扎扎实实的做到实处,战机全天候地自动降落对于我国航母来说并不遥远。(本文图片来自央视视频截图)

  “神出鬼没”伤害了谁

  上周美国国防部长马蒂斯提出了所谓“海军应该出现在预计不到的地方”,强调美国海军的航母应该抛弃传统的“36个月部署周期”,以便在与中俄竞争的时代里“让潜在的对手更加担忧”。

  而在本周,美国海军回应的却是在太平洋上尴尬而安静的一个星期:从5月2日到现在的一周时间里,美国海军在整个太平洋海域没有既没有可以随时投入使用的航母打击大队,也没有在执行例行巡航任务的两栖戒备大队——准确地说,在整个印太地区,都没有处于战备状态的美国航母存在。

新萄京手机版 175月11日,“里根”号航母完成大修从横须贺出港试航

  当然这并不是说美国海军在这个海域就没有航母了,美国海军的“里根”号航母从今年年初开始就一直停泊在日本横须贺的母港接受维修,现在已经完成了修理工作出港,但还得先进行恢复性训练,恢复战斗力尚需时日;刚来西太平洋地区的“黄蜂”号两栖攻击舰虽然搭载了F-35B垂直起降战机,但目前也停泊在九州的佐世保港;此前一直在西太平洋海域执行例行巡航的“罗斯福”号航母则在本周从夏威夷的珍珠港抵达了……圣迭戈,这意味着该舰完成了其海上部署任务,正式回到母港进行维护工作;同样离开一线抵达圣迭戈的,还有过去一段时间里一直在印太地区活跃的两栖攻击舰“好人理查德”号;整个印度洋里也没有美国的大型作战舰艇,“硫磺岛”号两栖攻击舰目前的活动海域在红海;在美国西海岸,“斯坦尼斯”号在完成维护后从4月下旬开始进行恢复性训练,在这一海域的还有“埃塞克斯”号两栖攻击舰。

新萄京手机版 18“斯坦尼斯”号也在忙着进行恢复性训练

  不难发现,在现在这个当口,距离西太平洋最近,且能够随时投入使用的航母只有西海岸的“斯坦尼斯”号,理论上该舰再过一周就能完成恢复性训练,这之后再过一周的航渡,就能抵达西太平洋投入部署执行实战任务,即使时间紧迫,边航渡边训练的话,那么也要7-10天之后,美国海军才能将一个航母打击大队投送到西太平洋海域执行任务。如果算上过去的一周,大约是两周时间。

  这个时间长度,意外的和台军在各种“以武拒统”的演习中设想的“坚持两周等待美国盟友支援”不谋而合。按照美国现有的部署,这一航母缺位的大致时间,别国可以提前预测和准备加以利用,而美国纵使及时遭遇了这样的突发危机,也很难在第一时间做出理想的调整。从这个角度来看,“我们最近的航母在哪里”这句曾经让每个美国总统都豪情万丈的提问,现在可能要变成“我们的航母会晚几天?”

新萄京手机版 19坚守台北两星期,第三次世界大战就要爆发啦!哈哈哈哈……

  正是因为这种显而易见的不足,才有了马蒂斯所谓的“神出鬼没”论,作为一名海军陆战队的将领,这种“神出鬼没”的论述一定程度上符合地面作战时的内线作战原则,而通过缩短航母单次任务周期的方式,航母战斗群的任务安排将更加灵活,也更富于弹性;摆脱对沿途大量港口定期访问和补充给养的依赖,也的确能够加强航母打击大队部署的突然性。

新萄京手机版 20学习陆战先进经验,航母上刺刀,开展海上游击战争!

  不过这种部署的新主意首先就遭到了海军方面的怀疑。现在的航母按照36个月周期进行部署时,每次海外部署都有6-7个月的时间,而相对的航渡时间需要大约一个月左右(半个月左右从美国本土前往亚太或者欧洲,半个月时间返回美国本土),而以90天为部署周期时,航渡的时间仍然需要一个月,这也就使得航母在同样的半年左右的部署时间中,用于航渡的时间增加了一倍,执行部署的时间则减少了一个月,如果部署到印度洋-阿拉伯海水域,则每次海外部署的时间只有一个半月。部署时间的减少,不仅让舰队需要更加频繁地在部署和休整之间转换,实际上还需要每艘航母在海上部署的时间进一步增加。

  正所谓“羊毛出在羊身上”,这种“神出鬼没”的代价,就是美国海军要比现在更加忙碌。想想今天的第七舰队就已经因为连轴转不堪重负,事故连连,不得不几度找第三舰队的舰艇赶来救场,如果整个美国海军都开始这样忙碌,那么又有谁来替代他们?

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  2017年,第七舰队连续发生三艘“宙斯盾”战舰的撞船事故,“菲茨杰拉德”号驱逐舰是受创最重的

  归根到底,这种情况的出现有两个原因,其一是美国海军绝对实力在冷战结束后的衰落。在过去的30年里,美国海军可用的航母数量从15艘减少到了11艘,这还算上了“福特”号。在此前的若干年时间里,美国海军实际上只有10艘航母,甚至低于国会立法要求的11艘;

  二来则是美国全球存在的需要,因为在亚太相对要执行任务压力的加大,使得航母已经成为美军在印太地区必须时刻保持存在的装备,而在中东地区,由于长期对俄威慑以及在中东执行空袭任务的需要,美国海军也必须长期在地中海/红海/波斯湾保持航母部署,以作为在这一地区的前线基地。这两个区域因为相隔较远,使得美军必须在这两个方向都维持航母部署,特别是亚太地区,随着新兴航母大国无可避免地崛起,以往1艘航母镇西太的情况,可能越来越难以持续下去了。

  19世纪后期,当时强大的英国皇家海军奉行“两强战略”,同时在地中海和波罗的海-北海方向保持强大的海军力量,以保持对法国海军以及俄国海军的压制。随着德国公海舰队的崛起和英国相对实力的衰落,在后来以力主建造无畏舰而闻名的英国第一海务大臣费希尔的主导下,英国皇家海军在19世纪末、20世纪初进行了数轮改革。先是将地中海舰队和中国舰队调来的战列舰与本土舰队编成新的海峡舰队,以17艘战列舰应对德国海军,同时以部署在直布罗陀的大西洋舰队作为接应,随后进一步削减了地中海舰队,以加强北海水域的部署,这些舰艇最后构成了英国一战时大舰队的主力,而作为代价,皇家海军在远东、印度洋甚至地中海的存在都大幅削弱。

  是否要把第七舰队改编为“本土舰队”,也许就是几年之后美国海军需要认真思考的问题。

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  一些人喜欢把中美比喻为一战之前的英德,但是美国能够接受从全球收缩的代价吗?

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