美國航母改回“蒸汽彈射”沒那么容易

8月13日,特朗普簽署國家安全總統(tǒng)備忘錄,要求福特級航母四號艦“多里斯?米勒”號(CVN-81)放棄電磁彈射,回歸傳統(tǒng)蒸汽彈射,同時把先進(jìn)武器升降機(jī)換回液壓系統(tǒng)。然而,這一技術(shù)“回頭”在具體落實(shí)過程中將面臨重重制約。
特朗普為何執(zhí)意推動重回“蒸汽彈射”?
特朗普認(rèn)為,美國的電磁彈射技術(shù)太復(fù)雜且不成熟。福特級航母采用中壓交流搭配飛輪儲能電磁彈射技術(shù),在服役之初被寄予厚望。但在實(shí)際運(yùn)行中,其可靠性一直達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。按照設(shè)計(jì)目標(biāo),電磁彈射應(yīng)當(dāng)做到4166次彈射才出現(xiàn)一次關(guān)鍵故障,但福特號航母電磁彈射系統(tǒng)的故障率長期徘徊在400-600次之間。
這套系統(tǒng)還有一個明顯短板——四套彈射裝置共享儲能與電力變換設(shè)備,這導(dǎo)致一旦出現(xiàn)故障,很難單獨(dú)隔離維修,不得不讓整套系統(tǒng)停機(jī)。因?yàn)榧夹g(shù)復(fù)雜,這套系統(tǒng)出了毛病,往往需要岸基技術(shù)人員上艦支援。因此,特朗普多次表示,電磁彈射系統(tǒng)得靠麻省理工學(xué)院的頂級專家維修,而蒸汽彈射系統(tǒng)由普通水兵“用錘子和噴燈就能修好”。
特朗普認(rèn)為電磁彈射成本過高,性價(jià)比低。他多次批評電磁彈射研發(fā)采購?fù)度刖薮螅嗷藥资畠|美元,效果卻“遠(yuǎn)不如蒸汽彈射”,提出要回歸“經(jīng)過驗(yàn)證的、可靠的、可負(fù)擔(dān)的技術(shù)”。
此外,選擇蒸汽彈射,還與特朗普個人的審美偏好有關(guān)。他曾公開談及蒸汽彈射起飛之時甲板上“美麗的蒸汽噴涌而出”的景象。相比之下,電磁彈射缺乏這種視覺沖擊和儀式感。
走“技術(shù)回頭路”并不容易
然而,特朗普力推的這項(xiàng)主張?jiān)诿绹鴩鴥?nèi)應(yīng)者寥寥。美國安全智庫、主要承包商、部分國會議員均表達(dá)了擔(dān)憂與反對。
反對者的主要理由是:與蒸汽彈射相比,電磁彈射擁有代際優(yōu)勢,是全球航母技術(shù)演進(jìn)的大方向。二者性能差距十分明顯。蒸汽彈射加速過程沖擊力大,彈射瞬間峰值加速度可以達(dá)到平均加速度兩倍,反復(fù)彈射會不斷損耗艦載機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu),也會加重飛行員身體負(fù)擔(dān)。電磁彈射推力輸出平穩(wěn)可控,加速度波動很小,能夠有效延長艦載機(jī)使用壽命,降低人員承受的過載壓力。在彈射能力上,電磁彈射最大輸出能量更高,推力可以靈活調(diào)節(jié),重型艦載戰(zhàn)斗機(jī)可以滿油滿彈起飛,輕型無人機(jī)也能夠安全彈射升空,極大拓寬了艦載機(jī)裝備譜系。
兩者在使用效率上的差距同樣明顯。蒸汽彈射能量利用效率僅有4%-6%,每一次彈射都要消耗數(shù)百公斤淡水,冷態(tài)下預(yù)熱準(zhǔn)備時間長達(dá)24小時。電磁彈射能量效率提升十倍左右,冷啟動十幾分鐘就可以投入戰(zhàn)斗,應(yīng)急反應(yīng)能力更強(qiáng)。在硬件層面,電磁彈射設(shè)備重量體積更小,而且由于采用模塊化安裝,不需要遍布艦體的高溫高壓蒸汽管路,維護(hù)崗位人力需求下降三成。從長期全生命周期使用來看,電磁彈射系統(tǒng)能夠節(jié)約大量運(yùn)營成本。正是基于這些優(yōu)勢,包括法國在內(nèi)不少國家規(guī)劃下一代航母時,都把電磁彈射作為優(yōu)先選項(xiàng)。
此外,美國航母改回蒸汽彈射還將面臨工程、供應(yīng)鏈、預(yù)算等多重現(xiàn)實(shí)障礙。目前“多里斯?米勒”號的電磁彈射配套設(shè)備生產(chǎn)已經(jīng)過半,要中途更換彈射系統(tǒng),不僅僅是拆換幾套設(shè)備那么簡單,還要重新設(shè)計(jì)艦體艙室布局、蒸汽管路鋪設(shè)、全艦電力分配。哈德遜研究所高級研究員布萊恩?克拉克認(rèn)為,改動將產(chǎn)生數(shù)十億美元額外開銷,“多里斯?米勒”號航母交付時間很可能從2034年拖到2030年代末期。
更為棘手的是,美國蒸汽彈射的產(chǎn)業(yè)鏈早已凋零。自2009年布什號航母交付之后,十多年間美國沒有下達(dá)新的蒸汽彈射器整機(jī)采購訂單,整套配套供應(yīng)鏈已經(jīng)逐步萎縮。專用生產(chǎn)工裝、零部件配套廠商、熟練技術(shù)工人大量流失。想要恢復(fù)生產(chǎn),需要重新培育供應(yīng)鏈、重建測試設(shè)施、培訓(xùn)技術(shù)工人,整個周期至少需3-7年,還要投入巨額資金。
美國航母電磁彈射系統(tǒng)的主要承包商通用原子公司也公開發(fā)出警告,中途改方案將帶來巨大的工程整合風(fēng)險(xiǎn),削弱美國的海上優(yōu)勢。在國會層面,海軍飛行員出身的民主黨參議員、參議院軍事委員會委員馬克?凱利強(qiáng)烈反對該方案,而且沒有議員在這件事上出面支持特朗普。數(shù)十億美元的改造經(jīng)費(fèi)想要拿到國會撥款,面臨的阻力極大。
值得一提的是,中國的電磁彈射系統(tǒng)雖然起步較晚,但由于采用了與美國不同的中壓直流綜合電力系統(tǒng)搭配超級電容儲能的技術(shù)路線,已經(jīng)成功在福建艦上實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。可見,美國當(dāng)下遇到的種種麻煩,主要源于技術(shù)路線的選擇以及系統(tǒng)集成迭代的工程難題,并不是因?yàn)殡姶艔椛浠驹肀旧泶嬖谟矀?/p>
值得注意的是,特朗普最近簽署的備忘錄僅要求相關(guān)部門在60天內(nèi)拿出航母彈射系統(tǒng)改造的時間表與資源方案。展望未來,高昂的改造成本、已經(jīng)萎縮的工業(yè)供應(yīng)鏈、國會預(yù)算約束,都會加大該計(jì)劃落地難度。(作者系中國現(xiàn)代國際關(guān)系研究院軍控與出口管制研究中心主任郭曉兵)
編審:高霈寧 蔣新宇 張艷玲









