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【微观航母】福特级航母为何号称“地表最强”

2017-10-11 10:04 来源:科普中国-军事科技前沿 

  2017年4月8日,美国最新一艘航母福特号依靠自主动力驶离纽波特纽斯造船厂,开始进行建造阶段海试。预计今年年底,这艘超支数十亿美元,历经多年延误的新一代航母将正式服役。

【微观航母】福特级航母为何号称“地表最强”

  福特级航母体现的是美国海军“全电舰艇”的概念。上世纪80年代,美国海军开始规划发展新世纪水面舰艇,要求新一代舰艇能够在未来高威胁环境下作战,对付隐身能力更强、速度更快、机动性能更好的目标。在研究之中,美国海军发现现有采用机械结构的战舰在各方面性能已经达到极限,难以有进一步的提高,同时机械设备存在扩展性差、可靠性低等缺点,制约了舰艇性能的进一步发展,也无法与未来自动化系统进行更深层次的融合。

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  相关资料显示,福特级和尼米兹级一样,采用两座核反应堆,四座蒸汽轮机,4轴推进,不过反应堆换装为新一代A1B反应堆,与尼米兹级的A4W相比,它的堆芯能量密度更高,对于泵供功率要求更低,结构更加简单,体积更小,安装空间也更小,但是A1B的能力远远超过A4W,最多可以提供高达20万千瓦的电力,而A4W只有6.8万千瓦左右,几乎只有前者的三分之一。

  除了增强发电能力外,福特级还采用了新一代配电系统,输电电压高达13500V,这样就为安装新一代探测系统、指挥系统、高能武器乃至未来的电力推进系统提供了充足的动力支持。

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  强大的能源供应促进了福特级探测系统的升级,从相关图片可以看到,福特级采用了双波段搜索和跟踪雷达DBR。与常规雷达不同,DBR可以工作在S波段和X波段,每个波段各有三个有源相控阵天线安装在舰岛上面,前者主要用于中高空探测与跟踪,后者用于中低空及海平面的探测与跟踪,并且为拦截目标提供火控支持,这两个波段的雷达以共坐标的形式工作,共享一套信号及数据处理系统,一部雷达就能够完成原来几部雷达才能完成的工作。

  DBR雷达和高能武器特别是高能激光炮的引入,揭示着航母面临的威胁出现了新的变化。

  从现在的发展趋势来看,防区外高超音速飞行器可能是继飞机、反舰导弹之后,航母面临着的又一个重大威胁,大家所熟知的反舰弹道导弹可以看做是一种前奏,而随着超音速燃烧冲压发动机研制的深入,各国在高超音速飞行器方面即将取得关键性的突破,未来防区外高超音速飞行器的速度将超过6马赫,甚至达到10马赫,射程超过1000公里,可以在航母编队之外,发起攻击,凭借现有的舰载导弹和火炮已经很难拦截这样的目标了,只有依靠激光炮这样的高能武器才能取得比较高的拦截成功率,这也是为什么新世纪各国大力研制高能武器和全电推进舰艇的根本原因。

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  依靠充足的电力供应,福特级用新一代电磁弹射器替代了尼米兹级的蒸汽弹射器。与传统的蒸汽式弹射器相比,电磁弹射具有容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处,不仅可以节省舰内空间,还能使操纵维护人员减少35%左右。更为重要的是,电磁弹射器的弹射范围更加广泛,尼米兹级使用的蒸汽弹射器就不能弹射30吨以上的作战飞机,同时由于机械系统调节有限,也无法弹射重量较小的无人作战飞机。尼米兹级的C-13-1蒸汽弹射器发射最大过载可以达到6g,但是整个行程的平均加速度仅有2g多一点,F/A-18战斗攻击机常常因为后段速度没有飞机自身的发动机加速得快而被飞行员调侃,而电磁弹射器明显可以克服这一缺点。

  综上所述,福特级航母可以视为美国海军从上世纪80年代以来系列舰船研究成果的集中体现,也说明了美国海军对于新世纪海上作战环境的思考和应对。我国海军的航母尤其是未来国产弹射航母还在发展之中,通过对福特级进行跟踪和研究,汲取其中有益的经验,可以更好地促进国产航母的发展。(本片由《航空知识》主编王亚楠进行科学性把关)

  出 品:科普中国

  总监制:杨 谷

  总策划:宋乐永

  制片人:战 钊

  编 导:宋雅娟 张佳兴

  制 作:钱柜娱乐老虎机科普事业部

  (科普中国军事科技前沿栏目独家稿件,转载请注明来源)

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[责任编辑:肖春芳]

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