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这两天大连造船厂很热闹,因为中国的两艘航母第一次回娘家聚首了。连它们俩的保姆,88号和89号综合保障舰也是第一次相见,不过它们和大奶妈901大型综合补给舰一样是广船国际造的,这里不算是娘家。
整个大连市也很热闹,吃瓜群众们从海边到天上全方位围观航母盛况。
香炉礁观景台上人头攒动
周水子国际机场的起降航线也正好从船厂侧面两公里处经过
上一次地球上出现长这模样的航母开碰头会,还是29年前:,也就是今天的辽宁号,同时现身尼古拉耶夫船厂,时间大约是1989年。不过这已经是绝唱,两艘当年红海军最大的军舰之后再也没有机会重逢了,除非今后辽宁舰访问摩尔曼斯克?概率比较低。
新型相控阵雷达、缩小的舰岛、扩大的停机面积,国产新航母和涅槃重生的辽宁号相比外观上有相当的变化,网上的分析报道也已经铺天盖地。身在海外,去不了大连,今天我也搬个板凳在电脑前吃个瓜,专门挑一些不太为人注意的细节和大家说道说道。
坊间普遍推测新航母会被命名为山东舰,型号则众说纷纭,有说001A的,有说官方已经公布为002的。应该说不管是001A还是002目前都只是工程项目代号,还不是真正的航母型号。为了不引起误解,下面还是用最为可能的17号舰来称呼。
[ 长度 ]
大多数中文媒体报道,都像下图人民网上写的:据公开资料显示,新航母的长度为315米,宽度75米。,于是被认为是官方数据。
对这个尺度我是比较怀疑的,因为它偏大了点,特别是宽度仅比十万吨级的美国超级航母窄1米。17号舰刚刚进行了第一次海试,尚未入役,连舷号都没刷,舰名都没起,按中国官方的惯例是不会这么早就公布相关数据的。
自己动手在Google地球上量了一下,飞行甲板长度约为303米,宽70米。
同比例(左下角标尺都是100米)测量诺福克港内的华盛顿号,飞行甲板长332.9米,和官方的332.8米一致。
把两者相叠加比较,华盛顿号的长宽都明显超出不少,长度要多出近30米。
Google地图的测量工具精度可以达到厘米级,但是Google卫星地图国内部分最高的精度只有0.6米,再加上鼠标选取位置不够精确,Google地图上用鼠标测量出来的数据至少有半米以上的误差,17号舰的长度大约在302-304米之间,和315米还是有巨大的差距。
那这个“公开资料”数据是哪来的呢,,上面列出的长度正是315米。:
其中第一条就是主尺度,排水量7万吨!长315米,宽75米。
,再搜索一下,,称西方推测:中国首艘国产航母的型号为001A,舷号顺理成章为18,以滑跃起飞为主,可能加装一部蒸汽弹射器,长度和排水量比辽宁舰增加约5%。
辽宁舰的长度按300米推断,增加5%正好是315米。所以这个长度完全是西方“砖家”和媒体早在17号舰还没上船台之前臆测出来的,和文中“可能加装一部蒸汽弹射器”一样毫无根据。
那么真正的辽宁舰呢,在2010年同一位置的卫星图片上,长度是302米,宽度也是70米。考虑到不同年代卫星照片在消除图像畸变时进行的校正,基本上可以认为两艘航母飞行甲板的尺度是完全相同的。
[ 滑跃跳板角度 ]
很多文章称17号舰将滑跃跳板的角度从辽宁舰的14.3度改为了12度,理由五花八门:有说是因为甲板长度增加了十几米,起飞滑跑距离长了,所以不用这么翘;有说是为了运-7改装的固定翼预警机上舰,机身太长会磕到尾巴,不得不降低跳板高度;也有的说如果甲板上翘角度超过12度,舰载机就必须要进一步加强机体结构才能承受起飞时的压力,这就会挤占一部分燃油和武器挂载量。
不知道这12度之说从何而来,对比下面两图,上图是辽宁舰滑跃放飞歼-15的照片:
下图是17号舰在船厂舾装的特写:
滑跃甲板的角度是连续缓慢变化的,2度之差用肉眼并不容易分辨出来。图中红色辅助线是14度角,紫色辅助线是12度角。可以看到以甲板最前沿为基准,两舰滑跃甲板和甲板水平部分的夹角都是14度,12度线已经落在舷侧圆弧形部分上。
滑跃跳板采用几度角绝对不是随意调整的,要适配舰载机的结构和性能,经过大量理论计算和陆地试验场的实际测试以选取最优化的数值。在一定范围内角度越大性能越好,可以明显减小舰载机的滑跑距离、增加起飞重量。
滑跃跳板是英国人发明的,首先在使用海鹞战斗机的无敌级轻型航母上采用,前两艘是7度,第三艘皇家方舟号增加到12度。最新的伊丽莎白女王级将搭载更重的F-35B,它的滑跃跳板进一步增加到13度。
编队航行的三艘无敌级,由近至远分别是无敌号、光辉号和皇家方舟号,很明显皇家方舟号的滑跃甲板要高出一截
前苏联因为蒸汽弹射器研发不过关,也只好潜心研究滑越起飞。库兹涅佐夫号的滑跃跳板就是12度,建成后根据飞行员的使用经验和试验结果分析,加大滑跃角可以进一步提高舰载机的起飞安全性能和载重能力,。在同样使用苏-33/歼-15的条件下,辽宁号的舰载机可以比库兹涅佐夫号增加10%的起飞重量。
由平甲板的基辅级戈尔什科夫号改装而来的印度超日王号,目前世界上最奇葩的一艘航母,滑跃甲板同样也是14度。
大家普遍相信17号舰只是一个应急过渡的角色,是为了和辽宁号配合尽快形成双航母战斗力。从第二艘国产航母开始将采用全新的电磁弹射方式,舰载机也将发生变化。如果17号舰把滑跃角度改回12度,又要花费大量精力和经费重新进行工程浩大的设计、验证和试飞,一发牵动全身,完全没有必要。
而且目前17号舰飞行团的飞机和飞行员都已经在辽宁号上训练,如果两舰的起飞条件有相当的差异,这样的提前上舰训练也就没有意义了。
[ 水线 ]
长宽都一样,那是否排水量也一样呢?,很多人认为这是故意往小里说了。网上辽宁号的排水量就有很多版本,最大的说法满载排水量达到6万7千吨。
作为对比,俄罗斯海军网站上库兹涅佐夫号的轻载排水量是43000吨,标准排水量55000吨,满载排水量58600吨 (=57,700长吨/64,600短吨)。说辽宁号/库兹涅佐夫号有六万多吨的,实际上都没搞清楚公吨(tonnes)和长吨(long tons)/ 短吨(short tons)的关系( 1公吨=1.1短吨=0.984长吨)。
17号舰因为舰体、舰岛都发生了相当多的变化,排水量多大很难从外观上判断,但是有一个地方可以提供相当直观的比较,那就是水线。
在网上找到一张高清的大图,17号舰的吃水线标注的是11.2米(如果这是真实尺寸的话,有些军舰为保密会标注被换算过的吃水深度),辽宁舰非官方的满载吃水是10-10.5米,比17号舰少了近一米。
再通过另一个渠道来验证一下。两舰靠泊大连船厂舾装码头的照片进行对比,角度、位置都非常接近,见下面的拼图:
找到一个共同的参照物,那就是左舷平台上的红旗-10近程导弹发射架,它的高度大约是2.7米(具体数值未知,依据17号舰图发射架旁边一个戴安全帽的船厂工人身高推测)。
上下两图中各色线段的长度都是一样的:桔线是发射架的高度,两舰一致,说明两图的比例是相同的;蓝线是平台的厚度,也基本一致;绿线是17号舰平台底部到水线的高度,黄色是辽宁舰水线露出水面部分的高度。可以看到辽宁舰的绿线和黄线之间还有一个缺口,高度和下面的黄线差不多。这就是辽宁舰干舷比17号舰高出的部分,大约在1米左右。如果两舰的主尺度、包括型深都是一致的,那就意味着17号舰的满载吃水比辽宁舰多出一米。
按库兹涅佐夫号官方的标排5.5万和满排5.86万之间的差别计(粗略估计上图的辽宁舰处于标准排水量状态,到满载排水量的水线距离就是1米左右),17号舰的满载排水量将比辽宁舰增加3600吨左右,有可能突破六万吨。
库兹涅佐夫号停泊在摩尔曼斯克时展现出的标排状态,水线露出水面的高度和上图辽宁舰相当
辽宁舰海上狂飙放飞舰载机的满排状态,水线基本与海面齐平
在优化了舰体内部结构之后,这多出来的近四千吨排水量可以用来增加燃料、特别是航空燃料以及弹药、补给的携载量。
[ 球鼻艏 ]
这是一处比较隐秘,不为人注意的细节,但是意义重大。
17号舰的舰艏部分和辽宁舰几乎一摸一样,无论是滑跃甲板还是艏柱,甚至锚孔、导缆孔的数量和位置都一致。但是到了水下部分,球鼻艏却有相当大的变化。
,球鼻艏和库兹涅佐夫号一样是钛合金焊接而成的!之所以采用昂贵的钛合金来制造,主要就是因为滑跃跳板的舰艏结构重量过大,需要减重以提高航海性能。
在PD-50号浮船坞中维修的库兹涅佐夫号,土豪金颜色的球鼻艏非常显眼
,球鼻艏已经安装完毕,并采用一个巨大的保护装置将其包裹住
但是钛合金的加工和维护难度都很大,库兹涅佐夫号下水之后,就发生过球鼻艏因焊接工艺问题出现破损的事故;,而当时中国的船厂尚不具备合格的钛合金焊接技术,需要依靠俄方专家解决。据俄罗斯方面透露,钛合金焊缝在水下的寿命只有三个月,维护相当困难。
,球鼻艏上覆满了藤壶,当时几乎没人能相信这样一条废舰还能起死回生。
央视财经频道今年曾经报道:,当时发现水线以下舰体的完好率不容乐观,尤其是球鼻艏、腹板等部分,经过检测必须重新建造新品予以更换。2008年,,经过1年多艰苦攻关,。今天国产航母关键材料实现100%国产化。”
由此判断,辽宁舰很可能已经把钛合金球鼻艏换成了更容易制造维护的钢制品,而17号舰也会采用同样的材质。
辽宁号整修一新的球鼻艏
但是辽宁舰球鼻艏的外形并没改变,,它突出于艏柱外的距离很短,近似是一个完整的球型,与其说是球鼻艏不如说是声纳罩。最主要的功能不是消除兴波阻力,而是保护内装的MGK-345型舰壳声呐。
与之相比,美国航空母舰的球鼻艏才是真正意义上的球鼻艏,从里根号开始采用更加大型化的设计,拉长的纺锤体几乎和飞行甲板前端齐平,以实现最佳的高速减阻效果。
纽波特纽斯船坞中的福特号,球鼻艏尺寸庞大
再看看17号舰,球鼻艏虽然没有福特号那么夸张(球鼻艏的尺寸和排水量、巡航速度、线性、动力装置性能都有密切关系,美国十万吨级的超级航母球鼻艏自然更加巨大),但向前突出的程度明显超过辽宁号,像一枚鱼雷的头部,而不是辽宁号那种梨形,位置也更高,接近标准排水量的水线。
采用全新的大型球鼻艏可以得到两方面的好处,一是减少兴波阻力,提高航速,增大续航力;二是增加了艏部浮力,降低纵摇幅度,改善舰载机起飞的外部环境。这对提高17号舰以及今后更大型化国产航母的远洋航行和作战能力都具有非常积极的意义。
[ 舰艉 ]
俄式航母和美式航母的艉部是有相当大的区别的。媒体上见得比较多的美式航母,在船艉主要有4大功能区(密集阵的位置各舰不同,不是都安装在艉部):
① 垂直下降对中灯,处于跑道中线延伸线上的一列红灯,和白色的中线灯配合,帮助飞行员在夜间着舰时判断是否偏离跑道中线。如果红灯和白灯呈直线,说明正对跑道中线;如果两者呈现折角,说明航向有偏离,需要及时调整。白天则用黄色的底板作为对中基线。
夜间和昼间着舰时的座舱视角对比,左图下方的一排红灯就是垂直下降对中灯
舰载机着舰时必须严格对准中线,不仅仅是因为跑道宽度很窄,两旁停满了飞机;更重要的是偏离轴线一旦超出允许范围,阻拦索两端承受的拉力差过大就会被拉断,导致飞机坠海。俄制航母上的最大偏心距离仅为4.2米,在叙利亚损失的一架苏-33就是因为飞行员操作失误,着舰时偏离量超标0.5米而拉断了阻拦索。
② AN/SPN-41仪表助降系统方位角指示天线,安装在垂直下降对中灯中部,和副桅杆上的俯仰角指示天线相配合,向飞行员提供着舰误差修正数据,作为光学助降系统的补充。
③发动机试车平台,用于海上修理发动机后的试车。发动机置于小推车上从机库里推出,用铁链固定好,接上油气管线和电源就可以开“喷”了。
④舰艉小平台,中间还开有一个小门通向舰体内部。这个平台主要用于在没有靠岸条件的港口锚泊时,供接驳的小型船只靠帮转运人员和物资,相当于一个小码头。前面的9道纵向桁架并不是什么高科技的装置,而是类似于汽车后保险杠的防撞杆,以防小型船只不慎碰伤尾板,对昂贵的航母造成伤害。
这个接近水线的小平台上方还有一层小走廊,类似于自风帆战舰时代沿袭下来的舰艉长官游廊,也算是昔日大舰巨炮年代英式海军传统的一丝残影吧。
今天英国最先进的伊丽莎白女王级航母舰艉,依然能看到这样一个说不上有太大实用价值的平台,还带有两个对称的楼梯通向更高处的一个小阳台,不像航母倒像是个小别墅。
再看看俄罗斯风格的库兹涅佐夫号,因为干舷和舰宽都比美国超级航母小,俄式航母的艉部没有太大的空间布置过多的设备。
这是一张颇令俄罗斯海军尴尬的照片,因为俄海军缺乏大型补给舰,在近海为库兹涅佐夫号补给时需要依靠大型起重驳船进行比较原始的靠帮作业
①最明显的区别就是没有安装垂直下降对中灯,只在跑道中线下方安装有长方型的仪表助降系统方位角指示天线,向“电阻器K-4”自动引导着舰系统提供辅助下滑的修正参考信息。俯仰角指示天线和美国航母类似,也在舰岛后部。
俄罗斯的苏33舰载机曾经进行过夜间起降训练,但这不属于舰载歼击机团常规的飞行技能要求,所以库兹涅佐夫号实际上并不具备完整的全天候作战能力。这大概也是库舰没有安装垂直下降对中灯的原因之一。
②但是库舰有一个其它国家的航母都没有的设备,就是艉部左右两座垂直折叠式舷梯。
苏俄传统上采用与众不同的艉泊方式,舰身垂直于岸线,舰艏朝外舰艉靠码头。这是因为俄罗斯的军港大多为短岸线的码头(海参崴的金角湾、塞瓦斯托波尔湾、科特林岛上的喀琅施塔得均是如此),艉泊方式可以容纳更多的舰只驻港,也方便紧急情况下快速出动。为此俄式航母在舰艉专门设置了两座可折叠的舷梯,方便舰员上下舰,减少对岸上设施的依赖。
金角湾中并排艉泊的两艘太平洋舰队无畏级驱逐舰
但是在实际运作中,这两座舷梯从来没使用过,至少在公开的照片里没见到过展开放下舷梯的情况。因为苏联解体时尚未完工的库兹涅佐夫号被紧急调往北方舰队,之后的母港一直是摩尔曼斯克。而水深港阔的摩尔曼斯克却是俄罗斯少有的采用突堤式码头舷侧靠泊的军港;而且库舰的尺寸对当地的码头来说还是太大,平时大多系泊在港外的水鼓上。
摩尔曼斯克港卫星地图,库兹涅佐夫号系泊在左上角
即便是靠岸补给或者维修,也和普通航母一样采用舷侧靠泊,以增加作业面的宽度,提高效率,所以两座舷梯一直没有用武之地。
下面这张2011年的照片里就罕见地取下了两座舷梯,露出后面的结构,就是两条凹槽,下部涂成红色的斜坡道通向舰内。
③库舰艉部正中间接近水线的地方有一个尺寸颇大的圆弧型凹穴结构,似乎从来没人提到过它的用途。因为它完全位于水线以上,和航行性能无关,我的猜测是进、离港时将拖轮的头部卡在这个凹坑里,以方便在冰雪湿滑的寒区海域进行推顶作业。
库兹涅佐夫号舰艉没有空间用作发动机试车台,似乎从设计开始也没这样的打算。库舰的载机数量相对较少,按编制只有20架苏-33,还从未满编过。目前俄海军只有17架苏-33在役,新一代米格-29K仅有3架,平时出海携带总数不超过12架,所以对于在海上抢修发动机实在是没什么迫切性。
和库兹涅佐夫号一脉相承的辽宁号:
这张是服役早期的照片,舰艉部分和库兹涅佐夫号几乎一摸一样,仅有3处小区别。
①是仪表助降系统方位角指示天线旁边,增加了一个垂直的长方形天线阵面。这就是本来装在舰岛上的俯仰角指示天线,在改造工程中系统的两个天线被集成到了一起。
②是在俯仰角天线的下方加装了一部倒V型的折叠梯,左右两个部折叠舷梯仍然保留,中部又多了一部位置更高的舷梯。这真是很有点意思,说明这个部位上下舰的需求仍然存在,而且使用率还相当高。
写到这我忽然想到了徐霞客号综合保障舰,它和辽宁舰一直是形影不离。平时我们只看到它像艘邮轮一样停在港内,辽宁舰出海它也消失了。据公开介绍,排水量近三万吨的88号舰是辽宁号航母战斗群的成员之一,作为海上移动后勤保障基地,在航母执行任务时为整个编队的舰员提供远海学习和休整的场所,减少航母对陆地基地的依赖,延长航母进港周期。
坊间更传闻88号舰搭载第二套航母作训人员,类似于美国战略核潜艇的蓝队和金队,一套人马在航母上实际操作,另一套人马在88号舰的模拟设备上操作,并在海上进行换班,大大提高了一个航次的训练效率,为第二艘航母尽早形成战斗力打下基础。(,一点没问题。)
辽宁号的编制舰员只有1千多人,加上舰载飞行团也不超过两千人,而88号舰的舰员搭载能力高达2500人,绰绰有余。这是一种全球首创的航母训练保障模式,从来没有先例,也就是说在海上88号舰和辽宁号会经常进行大规模的人员流动。
具体两舰怎么样互动我们从来没见到过,我猜想最为可行的形式是88号舰的舷侧与辽宁号的舰艉靠近,这增加的折叠舷梯就是为了在海上靠帮作业,加快人员换乘的效率用的。因为辽宁号的飞行甲板在前端和两侧都有很大的外飘,还安装有众多特种设备,只有舰艉部分的舷墙是近乎垂直的,外表也最干净。而88号类似游轮的设计顶部比辽宁号的飞行甲板还高,在起伏不定的海上采用舷侧并排靠帮的方式将非常困难,容易造成碰撞。
③是那个凹穴的底部增加了一圈挡板,把两个边缘拉成了直线,凹穴内部挂满了防撞用的橡胶桶,更说明这个部位会和外部有硬接触。
再来看一下辽宁号比较新的照片,明显又有改进:
①和②没变,③的这个凹穴上半部向内挖进去了一块长方形,里面防撞的橡胶桶变小变密了。最显著的变化是④,终于增加了垂直下降对中灯。这和辽宁舰开始夜间起降训练是相匹配的改进,显著增强了全天候作战能力。
那么新建的17号舰呢?
到目前为止还没看到正后方的照片,唯一一张比较清晰的侧后方照片显示出舰艉部分整体上还是和辽宁号保持一致的。①的两部天线已经安装。②的那个新的折叠梯被前面的结构挡住看不清,似乎尚未安装。③的这个凹穴除了也安装了下部的挡板外,整个正面都被一块平板封了起来,而且辽宁舰后期挖进去的部分似乎不见了,恢复到早期的状态。这到底是要用呢还是废弃不用呢?值得跟踪关注。④垂直下降对中灯还没安装,但支架已经造好。左右两座折叠舷梯用金属膜包着已经安装到位,这说明它们仍然有存在的意义,不然全新建造的航母完全可以不装它们。
从库兹涅佐夫号一路发展改进到17号舰,设计方摆脱原始设计,勇于创新,有些地方发生了很大的变化,有些我们觉得可有可无的设计却一直保留了下来。航空母舰这种海军最尖端的装备,上面所有的设计、设备都是有它最实用化的存在理由的,对比这些变迁过程,很值得细细品味。
下一篇,我们再来看看大家更关心的甲板系统的改进之处。