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剪水鹱的博客

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航空母舰该造多大  

2015-11-03 06:43:06|  分类: 舰队航空兵 |  标签: |举报 |字号 订阅

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航空母舰该造多大 - puffinus - 剪水鹱的博客 
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卡特政府时期设想的 CVV Aircraft Carrier  (Medium) 中型航空母舰, 满载排水量 6.3 万吨级,预期造价 15 亿刀 (换算为今日币值将超过 50 亿刀)。国外好事者制作的搭载 “阵风” M 时的 CVV  飞行甲板布局清楚地显示,由于舰首弹射器位于右舷,尽管全长仅 278 米,CVV 仍得以实现舰首起飞区与斜角甲板着舰区相互分离 。CVV 能够支持包括 F-14 在内的帝国海军各型舰载固定翼飞机,但极有可能在满载起飞重量高于 “雄猫” 且气动性能较为尴尬的 A-12 “复仇者” II 面前遭遇困难。由于舰载航空联队规模仅为大型舰队航母的 2/3,CVV 在携带 2 个中队 24 架 F-14,1 个中队 10 架 S-3 “制海机”,为 F-14 提供空中加油支持的 KA-6E,以及帝国海军航母典型的空中预警与电子干扰机编制之后,基本已无力搭载其它固定翼机型,将长期缺乏对陆打击能力 (“炸弹猫” 直到 “雄猫” 家族日落黄昏时才披挂上阵),只能依靠装备 “捕鲸叉” 空舰导弹 (原本为压制水面活动潜艇设计,故得其名) 的 S-3 “北欧海盗” 实施规模有限的反舰攻击。
 
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CV-67 “肯尼迪” 号。与 CVV 同时期建造的 8.4 万吨 CV-67 “肯尼迪” 级二号舰预期造价 16 亿刀,只比 CVV 高出不到 7%,而舰载航空联队规模为 CVV 的 1.5 倍,弹射器和飞机升降机数量是 CVV 的 2 倍。兰德公司的成本模型显示,帝国海军核动力航空母舰造价的 35% 来自舰载设备,51% 来自人力花销,14% 来自材料费用。鉴于建造人时的相当比例用于安装调试舰载设备,吨位对航母造价的影响可谓微乎其微。与 CVV 同时期设想的 3 万吨级 STOVL 航母预期造价达 13 亿刀,只比 CVV 便宜 13%。

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以相同批量和节奏建造时,电磁弹射版 “伊丽莎白女皇” 级的单价据估计约为 CVN-78 “福特” 级的 70%,二者的卖肉零售价大体相当。然而这并不能证明航母的价格与吨位成正比。“女皇” 级的柴燃联合动力系统实在比 “福特” 级的两台新型大功率舰用反应堆便宜太多了,其基本平台的抗战损能力等指标也不及 “福特”。综合历史数据与帝国相关方面分析报告后可以认为大型航母采用核动力导致的成本增量约在 25% 左右,核动力电磁弹射版 “女皇” 的造价将达到 “福特” 的 7/8,载机数量则不超过 “福特” 的 5/8 (由于构型变化 & 舰岛尺寸收缩,载机数量将高于 STOVL 版 “女皇”)。

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与 CVV 同时期建造的 CVN-68 “尼米兹” 级核动力舰队航母单价约为 22 亿刀,相当于 “肯尼迪” 级的 137.5%,成本增量主要来自核动力系统。

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CVN-65 “企业” 的造价几乎达到了同时期常规动力超级航母的两倍。但这是 8 茶壶原子能动力系统与远远超越时代的双波段电扫描阵列雷达的 “功绩”,代表不了普遍规律。

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香水国 “戴高乐” 的造价与帝国海军 CVN-68 “尼米兹” 级相差无几,战斗力却天差地远。同批量同频率建造时 “戴高乐” 级的单价乐观估计或许能降到 “福特” 级的 60%+,然而其载油量不足 “福特” 的 1/3,载弹量只略高于 “福特” 的 1/5,且无法支持较重型 (注意是较重型而非重型) 的舰载战术飞机。与相同技术时代的 “尼米兹” 级相比,即使实现批量建造,“戴高乐” 也很难获得明显的价格优势。 
 
战后美苏英法 14 级大甲板舰队航空母舰及其载机相关数据显示,航母平台/超音速舰载战斗机重量之比不得小于 1800/1 (CVV/F-14,“戴高乐”/"阵风" M,“超日王”/MiG-29K),最好大于 2000/1。F-14 与 J-15 都是满载起飞重量 33 吨级的大家伙,F/A-18E/F “超级大黄蜂” 和 F-35C “闪电” II 虽然外形尺寸小些,起飞重量却也都至少达到了 30 吨级。稍微有点抱负的国家的大甲板舰队航母因此至少需要达到 6 万吨级。如果打算兼容未来可能出现的重型隐形舰载战斗机,“门槛” 满载排水量恐怕起码得上浮至 8 万吨。

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香水国 DCNS Evoloved Aircraft Carrier DEAC 出口型航母概念,满载排水量 52000 吨 (COGAG) 或 55000 吨 (CODLAG),配备 2 具全尺寸蒸汽弹射器,全长 272 米,飞行甲板最大宽度 67.5 米,载机 40 架。如果对飞行安全要求不高,该舰倒也可以勉强支持 “超级大黄蜂” 级别的舰载机。由于舰首弹射器位于左舷一侧,其舰首起飞区与斜角着舰区存在一定程度的重叠。

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航空母舰的战斗力并不与舰载机数量成正比。负责执行空中预警,伙伴加油,搜索救援等任务的支援飞机的最小数量并不随舰载航空联队整体规模的下降而减少。假定维持全时覆盖需要预警机,加油机,搜救直升机各 4 架,则载机总数 40,60,80 架的航母,携带的舰载战斗机总数分别为 28 架,48 架,68 架,比例为 1:1.7:2.4 而非载机总数显示的 1:1.5:2。如果进一步假设完成基本的舰队防空任务需要 24 架舰载战斗机,则上述三类舰载航空联队可用于执行打击任务的舰载战术飞机数量分别是 4 架,24 架,44 架,比例为 1:6:11。小型化航母的低效性显而易见。帝国海军之所以在放弃重型远程舰载打击飞机后仍坚持建造 10 万吨级的 “超级航母”,很重要的一个因素就是为了支持能够同时完成多样化任务的大型舰载航空联队。

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那么航空母舰是不是越大越好呢? 也不是。

首先,体型的增大将导致加速性能下降回转半径增加,对于航渡-航空作业转换速度和机动规避来袭武器的能力均将造成不利影响。

其次,帝国海军的相关基础设施均以支持 “尼米兹”/“福特” 级体量的航母为标准建成,为迎接吨位显著增大的新型航母而全面扩建势将耗资不菲 (兔子这方面的限制因素相对不那么严重)。

再次,超大型航母的绝对造价毕竟高于大型航母,虽然增幅有限,对于航母数量已深陷危机的帝国海军而言仍不可容忍。

最关键的是,体型达到 “企业”/“尼米兹”/“福特” 的水平后,继续增大带来的性能收益开始显著下降。

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由于起飞前需要进行发动机试车,排队等待的舰载机并不能 “充分利用甲板空间” 地密密麻麻挤作一团,否则高温排气相互 “春风拂面” 必是分分钟开始疯狂大烧烤的节奏。1969 年 1 月 14 日,CVN-65 “企业” 号上 F-4  战斗机携带的 127 毫米火箭受热爆炸导致连锁反应,摧毁舰载机 15 架。
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正确的列队方式是菊花向外。这就意味着大型/超大型航母实施放飞作业时的舰载机停放数量受飞行甲板长度而非面积驱动,航母平台满载排水量增加 50% 只能换来放飞作业阶段甲板停机数量上升大约 1/7。 前面已经估算过 “福特” 的单价约为核动力电磁弹射版 “女皇” 的 8/7,以此为基准,15 万吨级超大型航母的单价应该是 “福特” 的约 8/7,二者(以单波次极限放飞数量为衡量标准)的效费比因此旗鼓相当,在此情况下单价更低且对基础设施不造成额外压力的 “福特” 毫无悬念地胜出。“福特” 级的理论架次生成率已经显著地超过了持续作战条件下飞行员与地勤人员生理承受能力的极限,继续加大航母尺寸以改善舰载机周转速度缺乏实际意义。性能与成本等方面的综合权衡意味着未来超音速舰载战术飞机的吨位不可能无限攀升,“福特” 级的舰载机支持能力在其整个服役周期内基本不存在过时的可能,也就没有必要为了兼容虚无缥缈的 “超重型” 舰载战斗机而煞费苦心。
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