003航母從泊位消失?「福建」艦2024年試航工作,有多少困難?

2024-01-04   軍武次位面

原標題:003航母從泊位消失?「福建」艦2024年試航工作,有多少困難?

【軍武次位面】作者:大伊萬

目前,003型航空母艦「福建」號的建造工作即將進入新階段,網傳「福建」號已經從泊位消失,在新的一年裡,咱們都知道,「福建」號建造工作的重心就是試航。那麼,「福建」號的試航工作可能要經歷哪幾個階段,以美國海軍「福特」號航空母艦的試航工作對比,又可能帶給我們怎樣的啟發,臨近年底,就給大家剖析一二。

「福特」號的試驗歷程

從美國海軍的裝備採辦流程來看,美軍裝備採辦過程的試驗和鑑定,一般分為四個階段:第一個階段叫做早期作戰評估(EOA),第二個階段叫做作戰評估(OA),第三個階段叫初始作戰試驗鑑定(IOT&E),第四個階段叫後續作戰試驗鑑定(FOT&E)。四個階段環環相扣,貫穿了「福特」號航空母艦從開始建造、到下水、到試航、再到服役並形成戰鬥力的全過程,當為航空母艦建造和試驗的「標準流程」。

其中,「早期作戰評估」階段,是從「福特」號開工之前就已經開始的,主要任務是對「福特」號的整個項目進度和項目風險進行評估,以確定「福特」號在一定技術狀態下,是否能夠達到預定的設計指標,完成預定的試驗任務。同時還需要指出「福特」號航空母艦所面臨的技術風險,為後續階段的作戰試驗提供參考,總之「早期作戰評估」可以被稱作「福特」號航空母艦整個試航試驗的「前置性階段」。

「福特」號的「早期作戰評估」(EOA)在2010年全部結束,隨著「福特」號轉入建造階段,「福特」號又開始了第二階段、也就是「作戰評估」。「作戰評估」分為幾個部分進行,其一是在「福特」號建造階段實施,其二則是在「福特」號加入現役之後實施,由於「福特」號事實上在沒有完成所有試航試驗、尤其是部分關鍵性分系統完全沒有試驗,就為了確保服役進度而匆忙入役了。因此,「福特」號航空母艦的作戰評估事實上是貫穿了建造和服役的整個階段,跨度長達十年左右,試驗場地包括了地面模擬試驗和在艦艇上的實際試航試驗,而試驗內容則包括了「福特」號航母幾乎所有的關鍵性分系統、尤其是航空作業系統和作戰、火控系統試驗:

比如,從電磁彈射系統試驗上,「福特」號在2010年9月、完成「早期作戰評估」之後就很快啟動了電磁彈射系統的陸地試驗,試驗在新澤西州的萊克赫斯特實施,早期主要採用空載彈射的方式,2011年開始實機彈射試驗,電磁彈射系統的陸地試驗一直持續到了2018年。而艦上電磁彈射系統的試驗,從2015年「福特」號電磁彈射系統安裝完畢就開始了,早期彈射的是紅色的「靜載滑車」,隨後改為彈射實機,2017年「福特」號交付美國海軍、轉入海上試航階段後,開始進行實機彈射試驗,截止2018年9月30日,「福特」號先後實施了747次對F/A-18E/F型戰鬥機的彈射試驗。當然,在電磁彈射試驗中,「福特」號航母的電磁彈射器出現了可靠性不足的問題,平均故障率遠遠高於設計指標,這個倒也一樣是事實。

和電磁彈射裝置一樣,「福特」號的電磁攔阻裝置也進行了同步測試,測試也一樣是先在新澤西州萊克赫斯特的陸地試驗設施,在「福特」號甲板飛行作業裝置完成安裝開始海上試航後,在艦上實際實施。截止2018年11月3日,陸地試驗場先後完成了高達2230次固定載荷攔阻試驗,艦上的電磁攔阻裝置完成了747次攔阻試驗,所有的電磁攔阻裝置試驗工作在2019年8月結束,但並不意味著該裝置達到了設計指標,只是意味著電磁攔阻裝置具備技術可用性。

在電磁彈射裝置和電磁攔阻裝置實施作戰評估(OA)的基礎上,「福特」號同步開展了最為關鍵的艦載機飛行試驗評估,也就是測試這艘航空母艦艦載機的出動能力到底有多少,是否能夠達到設計指標。根據美國海軍的計劃,「福特」號的艦載機出動指標要求達到每個飛行日可以達到270架次爆發性指標和160架次持續性指標,在早期的作戰評估中,「福特」號建議使用所謂的虛擬性測試手段,也就是在艦上進行有限的實際飛行測試,然後收集數據以計算機建模的形式,計算出一個理論上的最大出動率指標。

只要這個指標可以滿足要求,那麼就算作戰試驗通過,但後來又改進了測試方法,增加了實機實飛的測試內容。但是,由於裝艦的電磁彈射器、電磁攔阻裝置的可靠性成問題,「福特」號的艦載機飛行試驗評估工作遲遲無法達成預期指標,一直延宕了好幾年,才把出動率提高到可接受水平。

除了開展電磁彈射系統、電磁攔阻系統和艦載機飛行試驗,「福特」號航空母艦在試航和服役階段,還進行了常規的航海系統試驗,也就是測試艦艇的航行能力,實施了實彈試驗。所謂實彈試驗,其實就是全艦抗衝擊試驗,測試了全艦的電磁兼容性,測試了全艦的雙波段雷達系統等,但由於多種因素,「福特」號作戰評估試驗進行的相當緩慢,遲遲沒有轉入正式的初始作戰試驗鑑定階段,這讓「福特」號航母的整體建造和裝備、形成戰鬥力的進度都被拉慢了。

給「福建」艦哪些經驗?

那麼,縱觀「福特」號航空母艦的試航和形成戰鬥力過程,呈現出哪些特點,這些特點又將給我們的「福建」號試航提供哪些經驗呢?

從「福特」號試航工作看,具備這樣幾個特點:

其一是陸上試驗和地面試驗相結合,尤其是「福特」號的電磁彈射裝置和電磁攔阻裝置等,早在艦上試驗開始之前,就在陸地試驗基地進行了實機實飛,隨後才進行上艦飛行試驗,二者之間結合十分緊密,陸地試驗的相關數據和經驗不僅可以收集作為大數據,還可以直接復用於艦上試驗;

其二是艦上試驗並非是單線性、單一項目開始,而是多項目、多線程同步推進,比如航海系統試驗,雷達系統試驗,艦載機系統試驗等,並不是完成一個項目之後,再開展第二個項目的,而是多項目在試航階段就同步推進的;

其三是試驗科目多,試驗周期長,科目設計非常嚴謹,比如單純在第三階段的初始作戰、後續作戰試驗階段,就包括了單艦、編隊、特混艦隊等多個層次的作戰試驗。甚至到目前為止,「福特」號的後續作戰試驗還沒有結束,整體上的試驗和試航過程長達14年之久。這些都證明了,航空母艦作為高度複雜的系統工程,在試驗試航工作中,需要付出巨大的努力。

同時,在「福特」級的試航過程中,還有相當多的經驗教訓:比如「福特」級航母引以為傲的電磁彈射系統,電磁攔阻系統,先進武器升降機,雙波段雷達系統等,經過試驗被證明全部都存在問題;比如在2018年9月「福特」號電磁彈射器所實施的747次艦載機彈射試驗中,就出現了10次嚴重故障,遠遠低於「福特」號設計指標要求的平均每4166次彈射才出現一次故障的指標,同時還發現「福特」號四套電磁彈射裝置設計存在問題,各裝置之間缺乏電氣隔離,導致一套裝置出現故障後,四套裝置全部趴窩無法使用。

先進攔阻裝置的問題也是一樣,雙波段雷達裝置的問題同樣出現,一站式武器保障系統同樣有問題,「福特」級上的大部分革命性設計,到了試航和作戰試驗的階段,全部都變成了它形成戰鬥力的掣肘,導致「福特」級甚至在2023年,已經開始實戰部署了,依然沒有達到它的最後階段,也就是形成完全的戰鬥力。在先進航空母艦這種新型、大型戰鬥裝備的研發和使用上,毫無疑問這是非常大的教訓,也讓我們對「福建」號航母的試航有了全面的心理準備。

003馳騁大洋想像圖(圖源:大包CG)

因此從我們對「福特」號航母的試航、試驗和形成戰鬥力的複雜性來看,「福建」號航空母艦作為我國海軍首艘大型、帶電磁彈射器、平甲板的航空母艦,其技術先進性和技術跨度同樣巨大,要順順利利地走完它的試驗和形成戰鬥力之路,同樣並不簡單並不輕鬆。在未來幾年,我們可能會看到「福建」號劈波斬浪、在大洋上展開複雜的航行試驗的艦影,在2023年即將結束的當口,我們祝「福建」號在2024年一切順利,我們也會始終對這艘中國海軍的驕傲保持高度關注,直到它入列海軍形成戰鬥力的一刻。