【軍事博評】William:印度新航母的「奇幻」設計

2021-01-09 15:12:05 最後更新日期:2021-03-04 13:19:48
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

近來亞洲國家航母新聞越來越多,除了日本選定輕航母改裝方案、南韓終於確認新三萬噸級輕航於2030年前完成,中國的003型航空母艦水線段已經合龍,正準備連接機庫構件,而印度那艘建了十二年還未建成、去年還被賊人爆竊的航母維蘭特號,終於接近可試航狀態,且已進行系泊試驗並開始繪製甲板區域線條了。現有資料顯示在最樂觀情況下,本艦將於今年年底或明年交貨。

然而這條「曾經被偷電腦」的航母雖然也是滑躍航母,形式上和遼寧及山東號沒有實質的分別,但其運用效率可能比之前的改裝航母超日王號更低,何解?

空間佈置不佳,空間利用率差?

有人指航空母艦一味追求大型,若加上艦載機,可能會令航母價格上升到不可接受的程度。然而,一艘軍艦的電子 / 機電設備價格隨時佔1/3或以上,滿員的航空隊也佔相約,船體成本大約只佔10-15%左右,其實相對便宜,若在保留同規格的航空部隊和航電設備下發展更大型的船體及甲板,成本上漲可控制在10%甚至以下,所以在差不多資金的情況下,航母造大一點其實沒有壞處。

SU-33於1990年在庫茲涅佐夫號航母上進行全重滑躍起飛試驗的片段。滑躍起飛其實是在飛機滑行過程中提供向上升的力,以令飛機加快離陸。事實上滑躍起飛單就載荷而言並不能算太差,跟據已公開的俄國資料,以SU-33而言,在195米長起飛點上起飛,迎風速為25節(可理解成無風狀態下航母以25節行駛),基本上可以32.8噸的全油滿彈起飛(即9300公斤油料及5噸左右的武器加掛架,要留意的是SU-27系除34外沒有一架具備外掛油箱,其機內油艙空間足夠裝滿人家大型艦載機內載油加三個副油箱的油),而在110米的兩條短起飛跑道起飛,正常起飛重量要控制在28噸以內,才可安全起飛,即在7-8噸油加四至六枚彈的狀態,這當然不盡人意,但要記住,這個狀態都夠SU-33滯空2.5至3小時進行一般戰鬥空巡任務了!而且必要時也可以30噸起飛,不過航速要更高,或者起飛後高度要有一定的下降。滑躍最麻煩的,其實是放飛時間較長,而且若中途引擎故障,推力不夠的情況下很可能會墜海......題外話,自2000年因鍋爐進海水而令動力系統受損後,庫艦不但經常狂噴黑煙,且也因而無法達到20節以上的速度,結果它也不能玩這種最大載荷起降了。

   

滑躍航母就價格及機隊維持成本而言,若任務只相對集中於艦隊防空及中規模制海攻擊,對於中等強國海軍絕對夠用,但滑躍的問題在於對滑跑距離有一定要求,一塊14度左右的滑躍甲板,可提供正常載荷的SU-33型戰鬥機以110米內起飛,以及全載荷在190米內起飛;同樣地,F-35B在標準載荷下則可在137米內起飛。由於需要足夠長的跑道,若航母要用到滑躍甲板,就需預留相當大長度的甲板供艦載機起飛(而且平時大都不能擺放飛機),而越長的甲板,理論上甲板後部可以有更多空間進行甲板作業如搬運飛機、補充彈葯等。

超日王號(上)、山東號(中)、維蘭特號(下)的等比例比較圖,可見4萬至4.5萬噸的印軍航母在可用空間上也縮水太多,事實上就算印軍用最奇葩的起飛路線規劃,能運用的其他空間都很有限。對中型常規航母(尤其是滑躍航母)而言,55000噸以上級別還是較適合航空操作的。

   

維蘭特號航母的起飛問題因為另一件事而更加嚴重:由於甲板空間不足,印度兩艘航母都是沒有擋流板的,飛機只以甲板制動系統鎖定輪軚然後開小加力「儲力」起飛。而在沒有擋流板的情況下,高熱氣流是直接噴到後方,從而後方人員需距離更遠才安全;維蘭特號稍好一點,兩個起飛點都是斜出向海方向,但後方的乘組員也會受一定影響,尤其是長起飛點後方更闊的甲板,也大部分不能用於停機了。

翼尖渦流是飛機飛行時在翼尖產生的一種旋渦狀空氣湍流。足夠大的空氣湍流,不但能在空中維持一段時間,且會影後面飛的的穩定性及升力,在艦載機起飛時,這種事可能更危險。(圖片來源:連結)

 

作為一艘35000至40000噸的滑躍母艦,無論怎樣改進,起飛點都會對降落區造成干擾,那倒不如安排更好的起飛效率好了。圖右是維蘭特航母(當時代號仍然是ADS)早期的法國DCN集團選型方案,至少還能保持在起飛時兩邊不會互相干擾,而加長版的短起飛點亦在此時確定下來。然而到了現時的方案(左圖),雖然對起飛點後方構成影響面積減少,但仍浪費了右舷停機位的空間,而且長跑道飛機根本不能先於短跑道上的飛機起飛,否則只會撞向該機......(圖片來自Secret Project 論壇)

   

但更令人莫名其妙的是,跑道間隔及角度過窄有機會互相嚴重干擾飛行作業,例如兩條滑躍跑道無法短時間雙機起飛;前機噴發的氣流有可能影響後機的成組員準備工作等;前機起以後燃器加力飛後所留下的翼尖渦流,由於起飛角度太窄,後機甚至有可能飛入相同區域而引發飛行安全事故,航母可能需要在首機起飛後稍稍調整航向或等渦流減弱消散後,才讓第二架飛機安全起飛,這樣又進一步削弱了飛機放飛的速度,導致航空戰力運用更弱。這或許是該艦想避免裝設擋流板所導致的過重、甲板空間不足與可能影響降落區設備的問題,然而因而特犧艦載機起飛空間,卻反而可能令實用戰力進一步下降。

早前印度再向外招標57架艦載戰鬥機,波音亦於十二月底對F/A-18E進行滑躍起飛測試。事實上美軍早在80-90年代已經進行過時役艦載機進行滑躍起飛的大量測試,甚至包括預警機在內。除少數艦載機外,都適合滑躍而且起降性沒有太大的縮水

維蘭特號最大問題可能是艦載機電梯及機庫進出口太小,大約只有庫級 / 遼寧艦 / 山東艦的70%左右,變相嚴重制約將來艦載機的選擇。(照片來自新浪軍事)

 

 

艦載機的選擇:更少?

事實上,滑躍甲板雖然發放艦載機速度較慢,對部分艦載機的載重要求也不有一定影響,但其機身強度要求也不算高,美軍曾進行過試驗,除S-3和T-45外,其他航母艦載機都可順利起飛,是故近日美軍也測試了F-18E/F自滑躍起飛的可能性,其目的是向印度推銷該型艦載機。然而,對於印度維蘭特(以及超日王)而言,運用艦載機的彈性卻低了很多。這不是因為滑躍關係,而是升降機根本不夠用。話說印度航母的升降機及機庫進出口闊度,都是以米格29為基礎的,闊度只有8.6米,所以除米格29K外,只有直升機及LCA海軍型適合。然而,這裏已不講摺翼後更闊的F-18E/F及E-2D了,就算日後有機會獲得的疾風B型艦載戰鬥機,也基本上無法使用。

崔恩號在原有32個VLS單元上多加三組24個KVLS發射單元,發射紅鯊反潛導彈和巡航導彈,結果加大的開口邊緣沒多久即開始有金屬疲勞的裂紋(左圖黃圈所示,照片出自這論文)。爾後同一位置,似乎出現了作為補強材料的三塊焊接鋼板,剛好蓋上這位置。(圖片來自軍武狂人夢論壇)

當然,有人指可透過改裝升降機來改善,然而升降機開出口 / 艦載機移出口大小本身就經過精密的結構與空間算計,而且開口部位邊緣都要經過結構強化,才能保持結構穩定,不致出現嚴重的金屬疲勞。若再進一步加大各類型開口,其實有可能進一步影響船身結構,南韓的忠武公李舜臣級導彈驅逐艦的崔瑩號(DDH-981)就因為B砲位在32個MK-41垂發單元上再硬塞三組24發韓國國產垂發,導致上層結構出現疑似金屬疲勞的裂紋。

無可否認,維蘭特號的使用習慣(尤其是起飛方法)來自超日王號的設計。超日王是由俄國著名造船企業Nevskoe design bureau (蘇聯三種航母的設計局)進行改裝設計的,而且構形上亦採用了基輔級巴庫號(即超日王前身)的某些早期或改良方案,例如Project 11434-2(上右)及一種將基輔級改成全通甲板航母(上左)的改裝機方案。不過這些方案都是以YAK-141為主要艦載機的。但由於YAK-141只屬於垂直及短場起降戰鬥攻擊機,起飛及降落條件較寬鬆,若相約船體改成使用米格29K,那構形是否適合,就很難說了.....(圖片來自Secret Project 論壇及搜狐網)

 

 

建設思想:隨心所欲?

雖然作為世界第七大經濟體,印度仍然是一個勞力密集的工農大國,技術與基建仍相當落後,國防開支仍不算充裕,而且自主軍事工業仍比較薄弱,在這種情況下,引入外國設計進行改良,絕對是一個可行途徑,但同時需要一早策劃好建造、裝備標準,尤其追求可擴充性及後勤統一的便利性,方才算是精明之道。

然而印度的軍事發展在1960年後幾乎就沒遁正常路線來進行過:就不講裝備上涵蓋美俄英法以等國,以及自產軍備大多數都變成連軍方都不想要的「爛貨」,單單一條船有大量不同制式的裝備,已是司空見慣之事;然而這條可說印度海軍核心的新型航母,建造時間實在太長,且機庫及升降機設計亦太缺乏進一步改善的空間,更有甚者,起飛帶來的隱患亦頗嚴重。

2020年初,LCA海軍型在超日王航母上首次起飛,不過如無意外,LCA的海軍型只會作為計劃中的艦載新中型戰鬥機的先導試驗機。當然,既然引入57架外軍艦載機了,仍自行發展最多只有50架需求的艦載戰鬥機,不能不說只有印度人才想得到。(照片來自Twitter)

   

必須指出,印度當初選擇意大利SPA團隊的基本設計,同時選用窄升降機、機庫門及同樣奇芭的起飛跑道設計時,似乎是想讓統一飛行運作模式,這還是比較正常的事。然而現在最大的問題是:當印度海軍當局對米格29的性能及安全性不滿意,同時海軍已取消購買自家研發更小型的LCA海軍型艦載機(強化結構強度後,實用載荷太低),而需要新一代艦載戰鬥機之時,這些限制是否會令已服役的印軍兩艘航母成為廢物?

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發佈於 軍事博評
By 2021-01-09

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