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日志

 
 

航空母舰该造多大-再续  

2015-11-08 21:30:25|  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-再续 - puffinus - 剪水鹱的博客

CVN-65 “企业” 号,标志性的双波段无源电扫描雷达由于可靠性不佳,早已在现代化改装过程中被移除。CVN-65 前所未有的庞大体型与高昂造价不可避免地引起了数豆者们的反弹,然而帝国海军的替代方案分析显示,排水量为 "企业" 3/4 的 “经济版” 核动力航母,成本只比 CVN-65 下降 7.3%

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假想的量产版 “戴高乐” 级单价据估计将达到 “尼米兹” 级的 3/4,而两者的满载排水量之比约为 2/5。

兰德公司的成本模型显示,帝国海军大型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,可将上述成本模型近似转换为 1) 基本平台 30% (包括材料费用与建造人时),2) 价值与平台吨位无关的舰载设备 54% (传感器,指挥控制,网络通讯,自卫武器,电子对抗,弹射器,拦阻回收装置,核动力系统等,含安装调试花销),3) 价值与舰载机联队规模相关的舰载设备 16% (航空燃油与航空弹药存储分配系统,飞机升降机,舰载机维护保障设施等,含安装调试花销)。

帝国海军预研 “福特” 级时,估计 10 万吨级航母可支持 80 架中型 (满载起飞重量 7 万磅/31752 千克级) 舰载机 (代表型号: F/A-18E/F “超级大黄蜂”,F-35C “闪电” II),8 万吨与 6 万吨级航母容量分别为 60 架和 40 架中型舰载机。三类航母的全寿命花销 (1997 年数值,明显过低,但出自同一研究,因此具有极强的可比性) 按照吨位降序是 160 亿,142.5 亿,128 亿美刀,比例为 100:89:80。

假设 1) 与平台吨位成正比,3) 与舰载机联队规模成正比,10 万吨大甲板核动力舰队航母单价 100 亿刀 (30 + 54 +16),则 8 万吨与 6 万吨型号同节奏建造时,单价分别将达到 90 亿刀 (24 + 54 + 12) 和 80 亿刀 (18 + 54 + 8)。无数案例表明相同技术条件下,全寿命开支与建造费用的比值基本固定 (相同的舰载设备自然会带来相同的运作与升级开支,舰体维护费用与排水量成正比,舰载机服务设施的运作成本与舰载机容量成正比),于是上述三类航母的全寿命花销之比按照吨位降序为 100:90:80,与帝国军 “福特” 级预研结论高度吻合,吨位与舰载机数量的比值则分别是 100:80:60 和 100:75:50。显而易见,吨位比成本下降得要快,而舰载机数量比吨位收缩得更快。如果 10 万吨级航母按照单位成本支持舰载机数量为准计算而来的效费比为 1.00,则 8 万与 6 万吨级航母的效费比分别是 0.833 和 0.625。

假设每艘航母固定配置 12 架支援飞机,载机总数 40,60,80 架的航母将可分别携带 28 架,48 架,68 架舰载战斗机,若兰开斯特平方律适用,则 6 万吨航母的战斗力只有 10 万吨航母的 17%,效费比仅略高于 10 万吨航母的 21%,8 万吨航母的战斗力与效费比分别达到 10 万吨航母的 50% 和 55%。如果以单波次战斗力为计算标准,假定每个波次固定出动 4 架支援飞机,最大单波次放飞数量为载机总数的 1/2,那么 10 万吨航母每次可派出 36 架舰载战斗机,8 万吨级 26 架,6 万吨级 16 架,依据兰开斯特平方律,6 万吨航母的战斗力和效费比分别为 10 万吨航母的 19.8% 与 24.7%,8 万吨航母的战斗力和效费比分别为 10 万吨航母的 52.2% 与 58.0%。超平方律适用状态,也即某些人津津乐道的所谓网络中心战情境下,10 万吨级航母的战斗力和效费比优势将更加明显 (参见 http://puffinus.blog.163.com/blog/static/17888402920137415239622/)。 

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“福特” 与 “女皇”。同样在帝国船厂建造时,常规动力电磁弹射版 “女皇” 的单价预期将达到 “福特” 的 70%。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,核动力化后 “女皇” 与 “福特” 的价格之比收窄至 7/8,与上述 30-54-16 成本模型契合度颇高 (按照吨位 7/10,舰载机数量 5/8 计算,核电弹 “女皇” 的单价应为 “福特” 的 85%)。 

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“戴高乐” 与 “尼米兹” 的价格比值类似地处于 30-54-16 模型预测值的附近  (按照吨位 2/5,舰载机数量 1/2 计算,核电弹 “戴高乐” 的单价应为 “尼米兹” 的 74%)。

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由于动力系统价格相对低廉,常规动力航母的成本对吨位更加敏感,但大量复杂舰载设备的存在意味着效费比随吨位减少而急剧下降的基本规律仍然适用。假设 10 万吨级常规动力航母的价格构成为 28 + 36 + 16 = 80 亿刀 (取消与核动力系统相关的防护结构节省平台成本 2 亿刀),则 8 万与 6 万吨型号的单价分别将是 22.4 + 36 + 12 = 70.4 亿 和 16.8 + 36 + 8 = 60.8 亿刀,三者按照吨位降序的成本之比为 100:88:76,与核动力版的 100:90:80 并没有实质性差异。

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F-14 “雄猫” 是迄今为止最重型的超音速舰载战斗机。由于发动机功率不足,“雄猫” 的体量实际上明显小于外层舰队防空的任务需求,对抗 Tu-22M “逆火” 轰炸机打击集群时需将舰载航空联队中的全部亚音速攻击机征调为伙伴加油平台。

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除非白头鹰帝国自愿放弃全球霸权,否则其海空军第六代超音速战斗机必将谋求凌驾于 J-20 之上的综合作战能力。兔军的 J-20 后续型号相应地需要进一步强化低可观测,超音速机动,长距离超音速巡航这些 “后猛禽时代” 制空战斗机的核心性能要素,以求在西太平洋打造不可撼动的 A2/AD 体系。除非采用天顶星技术,否则这样的机型只会比 J-20 更大更重。兔子舰队航空兵的规模与政治能量都无法与白头鹰帝国舰队航空兵相比,单独研制舰载战斗机的可能性微乎其微,只能选择与空军联合研制或使用空军衍生型号。尽管兔子的军种竞争没有白头鹰帝国的血腥惨烈,但指望作为主要客户的空军迁就持股比例较低的海军仍极不现实。这就意味着新机型的舰载优化程度不可能太高。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/超音速舰载战斗机满载起飞重量之比不得小于 1800/1 (CVV/F-14,“戴高乐”/"阵风" M,“超日王”/MiG-29K),最好大于 2000/1。考虑到空海通用的 J-20 后续型号舰载优化程度预期将较为有限,突破 2000/1 律显然极不明智。

历史上试图抵抗技术规律,人为设定战术飞机重量上限的努力无不以斑斑血泪收场。帝国海军依据 “福莱斯特” 与 “小鹰” 两级 8 艘常规动力航母的支持能力,将 A-12 “复仇者” II 的满载起飞重量划界于 8 万磅/36288 千克级以内,令研发团队穷极心力也未能实现预期性能指标。帝国空军原本要求 F-22 的正常起飞重量不得超过 55000 磅/24948 千克。而 “猛禽” 的实际体重膨胀到了 64840 磅/29411 千克,且作战半径明显缩水。陆基重四/五的满载起飞重量已达 8 万磅级,性能指标更为严苛的陆基重六势将进一步 “增肥”。舰载战斗机需要对抗高盐高湿的恶劣环境并承受舰载起降的巨大结构负荷,性能指标相同时总是比陆基型号更重。这就意味着 2030-2040 年间列装的舰载六代机,满载起飞重量最低限度需要达到 40 吨级,并存在进一步攀升的可能,远远超过 6-7 万吨级中型航母安全支持能力的极限。兔子海军国产航母二代舰如果将满载排水量局限于 7 万吨以内,很可能服役仅 10 余年就将面临性能过时的尴尬局面。 

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中型舰载机不仅性能方面完败于重型机,而且是对国家资源的巨大浪费。按照白头鹰帝国消费水平计算,6 万吨航母与 10 万吨航母的单价差值约为 20 亿刀,中型舰载机的研发成本则不低于 200 亿刀。鉴于全新研制的中型机需要独立于重六的后勤支持体系,又无法依靠海军联合采购形成的生产批量压低制造成本,即使不考虑研发开支,全寿命费用仍很难低于海军版重六。中型航母 + 中六组合只有在采购总数甚高的情况下,全寿命成本才可能降至大型航母 + 重六组合之下。以巨大的国力消耗大量制造战斗力弱,效费比低的中型航母和中型舰载机,毫无疑问是对人民的犯罪。

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CV-41 "中途岛" 级三舰。其推进功率为帝国海军常规动力 “超级航母” 的 75.7%,"尼米兹" 级核动力航母的 81.5%。就算假定航母的声学信号强度与推进功率成正比 (实际上当然没有这么简单),中型航母遭到敌方声纳被动探测的距离与大型航母也不存在实质性的差异。

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“辽宁” 舰,推进功率约为帝国海军常规动力 “超级” 航母的 70%。与驱逐舰之类的水面战舰相比,6 万吨级的中型航母就已经是特征明显的庞然大物,丝毫不比 10 万吨级的巨兽更具隐蔽性。三寸的短草既藏不住大象,也遮不住犀牛。

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“戴高乐” 舰。CVN-68 “尼米兹” 的雷达反射截面积达到 50 分贝/10 万平方米级,若忽略大气吸收,地球曲率,海面杂波干扰等因素,可被 F-22A 的 AN/APG-77 雷达于 1800 海里外截获。假定航空母舰的雷达反射截面积与其表面积成正比,也即与体积的 2/3 次方成正比 (只在外形不变时成立),则 4 万吨出头的 “戴高乐” 被 “猛禽” 探测到的距离仍高达 1500 海里以上,而 F-22A 巡航飞行时的雷达水天线实际距离约为 250 海里。航母小型化有利于降低被探测概率只是毫无科学常识者想当然尔的谬论罢了。

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兔子本土距 4V 孤岛 500 海里以内拥有 56 个抗打击能力极强的空军基地,数艘在兔子近海活动的中型航母纯属画蛇添足 (相比之下,西太平洋战区内,白头鹰帝国不受政治因素掣肘且远离兔子海岸,较为安全的大型固定航空基地只有 4 个,其容量在战时将大部分被支援飞机占据,6-7 艘大型航母提供的战术航空力量可谓举足轻重)。建造 1 艘中型航母的经费足以采购数十架基于 H-6K 平台的中型加油机,保守估计加油机出勤率亦可在兔子东海岸-马里亚纳群岛战区的中间位置支持 2 倍于 1 艘中型航母能力极限的防御性空中巡逻架次。投入相同防御力量时,兵力分散,巡航速度与常规战斗机相当,并且完全无视水中武器威胁的空中加油机毫无疑问具备比航母更为出色的生存能力。在兔军绝对空优区边缘接受空中加油后,典型任务载荷的 JH-7A+/B,J-11,J-16,J-20 皆足以覆盖上图中的红色区域 (960 海里),使相对而言普遍短腿的帝国军战术飞机由于缺乏向前部署的空中加油机/航空母舰支持而无法逼近兔子海岸线。集中空中加油机实施远距突击时,兔军陆基远程战术飞机对 1600 海里范围内 (橙色区) 的敌方水面及陆地目标均可构成巨大威胁。加油区距离岸上机场不超过 1000 海里级时,航母平台与空中加油机相比在运作成本方面毫无优势。上图中红区处于 DF-21D 射程之内,橙区处于 DF-26 反舰版射程之内。
 

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脱离陆基航空兵优势覆盖空域进入浩瀚的太平洋对于兔军中型航母而言则是自取其辱。第 1 与第 2 岛链之间水深极大的远海区域是帝国军的预设战场,兔军舰队不仅兵力火力皆据下风,态势感知能力更是无法与对方相提并论。航母战斗群在高威胁环境 (敌方有多个进攻轴可供选择) 中活动时,对空防御半径只有 200 海里左右 (预警机和战斗机均不敢前出,受地球曲率影响,舰载涡桨预警机的低空覆盖半径不超过 200 海里)。从上面的岛屿基地 400 千米覆盖半径示意图足以看出以兔军中型航母编队在西太平洋执行 A2/AD 任务的观点是何等荒谬。

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所谓反舰弹道导弹的出现颠覆了海战范式的妄言既违背辩证法 (有矛必有盾),也与史实不符 (冷战时期红色帝国包括原子战斗部反舰弹道导弹在内的庞大航母猎杀体系并没有让航空母舰变成 “浮动的铁棺材”,北极熊自己最终也走上了发展大甲板舰队航母的道路,航母的吨位短短 6 年之内就从 1143.5 的 6 万吨级膨胀到了 1143.7 的 8 万吨级)。夸夸其谈 “陆海空天潜网络一体战体系对抗” 者显然不明白水桶容量取决于其最短木板的简单道理。没有大型航母上高性能重型舰载战斗机提供的空中保护伞,就算是隐蔽性极强的攻击型核潜艇也无法在敌方的立体反制网络面前随意展开,空中水面各类传感器平台的生存更是难以获得保障。随着轨道固定且数量相对稀少的天基侦察平台被对手的反卫星武器逐个击落,缺少远洋制空资源的整个作战体系将在敌方的强大压力下迅速瓦解。如果兔军想将防御体系的覆盖范围向陆基战术航空兵鞭长莫及的深远大洋推进,批量建造战力强悍的大型航母就是无可回避的必然选择。

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有些人一面高唱 “经济决定政治,政治决定军事”,一面对兔子努力经略亚欧钢铁丝路与印度洋海上丝路的客观现实视而不见。
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