【军武次位面】作者:大伊万
目前,003型航空母舰“福建”号的建造工作即将进入新阶段,网传“福建”号已经从泊位消失,在新的一年里,咱们都知道,“福建”号建造工作的重心就是试航。那么,“福建”号的试航工作可能要经历哪几个阶段,以美国海军“福特”号航空母舰的试航工作对比,又可能带给我们怎样的启发,临近年底,就给大家剖析一二。
“福特”号的试验历程
从美国海军的装备采办流程来看,美军装备采办过程的试验和鉴定,一般分为四个阶段:第一个阶段叫做早期作战评估(EOA),第二个阶段叫做作战评估(OA),第三个阶段叫初始作战试验鉴定(IOTE),第四个阶段叫后续作战试验鉴定(FOTE)。四个阶段环环相扣,贯穿了“福特”号航空母舰从开始建造、到下水、到试航、再到服役并形成战斗力的全过程,当为航空母舰建造和试验的“标准流程”。
其中,“早期作战评估”阶段,是从“福特”号开工之前就已经开始的,主要任务是对“福特”号的整个项目进度和项目风险进行评估,以确定“福特”号在一定技术状态下,是否能够达到预定的设计指标,完成预定的试验任务。同时还需要指出“福特”号航空母舰所面临的技术风险,为后续阶段的作战试验提供参考,总之“早期作战评估”可以被称作“福特”号航空母舰整个试航试验的“前置性阶段”。
“福特”号的“早期作战评估”(EOA)在2010年全部结束,随着“福特”号转入建造阶段,“福特”号又开始了第二阶段、也就是“作战评估”。“作战评估”分为几个部分进行,其一是在“福特”号建造阶段实施,其二则是在“福特”号加入现役之后实施,由于“福特”号事实上在没有完成所有试航试验、尤其是部分关键性分系统完全没有试验,就为了确保服役进度而匆忙入役了。因此,“福特”号航空母舰的作战评估事实上是贯穿了建造和服役的整个阶段,跨度长达十年左右,试验场地包括了地面模拟试验和在舰艇上的实际试航试验,而试验内容则包括了“福特”号航母几乎所有的关键性分系统、尤其是航空作业系统和作战、火控系统试验:
比如,从电磁弹射系统试验上,“福特”号在2010年9月、完成“早期作战评估”之后就很快启动了电磁弹射系统的陆地试验,试验在新泽西州的莱克赫斯特实施,早期主要采用空载弹射的方式,2011年开始实机弹射试验,电磁弹射系统的陆地试验一直持续到了2018年。而舰上电磁弹射系统的试验,从2015年“福特”号电磁弹射系统安装完毕就开始了,早期弹射的是红色的“静载滑车”,随后改为弹射实机,2017年“福特”号交付美国海军、转入海上试航阶段后,开始进行实机弹射试验,截止2018年9月30日,“福特”号先后实施了747次对F/A-18E/F型战斗机的弹射试验。当然,在电磁弹射试验中,“福特”号航母的电磁弹射器出现了可靠性不足的问题,平均故障率远远高于设计指标,这个倒也一样是事实。
和电磁弹射装置一样,“福特”号的电磁拦阻装置也进行了同步测试,测试也一样是先在新泽西州莱克赫斯特的陆地试验设施,在“福特”号甲板飞行作业装置完成安装开始海上试航后,在舰上实际实施。截止2018年11月3日,陆地试验场先后完成了高达2230次固定载荷拦阻试验,舰上的电磁拦阻装置完成了747次拦阻试验,所有的电磁拦阻装置试验工作在2019年8月结束,但并不意味着该装置达到了设计指标,只是意味着电磁拦阻装置具备技术可用性。
在电磁弹射装置和电磁拦阻装置实施作战评估(OA)的基础上,“福特”号同步开展了最为关键的舰载机飞行试验评估,也就是测试这艘航空母舰舰载机的出动能力到底有多少,是否能够达到设计指标。根据美国海军的计划,“福特”号的舰载机出动指标要求达到每个飞行日可以达到270架次爆发性指标和160架次持续性指标,在早期的作战评估中,“福特”号建议使用所谓的虚拟性测试手段,也就是在舰上进行有限的实际飞行测试,然后收集数据以计算机建模的形式,计算出一个理论上的最大出动率指标。
只要这个指标可以满足要求,那么就算作战试验通过,但后来又改进了测试方法,增加了实机实飞的测试内容。但是,由于装舰的电磁弹射器、电磁拦阻装置的可靠性成问题,“福特”号的舰载机飞行试验评估工作迟迟无法达成预期指标,一直延宕了好几年,才把出动率提高到可接受水平。
除了开展电磁弹射系统、电磁拦阻系统和舰载机飞行试验,“福特”号航空母舰在试航和服役阶段,还进行了常规的航海系统试验,也就是测试舰艇的航行能力,实施了实弹试验。所谓实弹试验,其实就是全舰抗冲击试验,测试了全舰的电磁兼容性,测试了全舰的双波段雷达系统等,但由于多种因素,“福特”号作战评估试验进行的相当缓慢,迟迟没有转入正式的初始作战试验鉴定阶段,这让“福特”号航母的整体建造和装备、形成战斗力的进度都被拉慢了。
给“福建”舰哪些经验?
那么,纵观“福特”号航空母舰的试航和形成战斗力过程,呈现出哪些特点,这些特点又将给我们的“福建”号试航提供哪些经验呢?
从“福特”号试航工作看,具备这样几个特点:
其一是陆上试验和地面试验相结合,尤其是“福特”号的电磁弹射装置和电磁拦阻装置等,早在舰上试验开始之前,就在陆地试验基地进行了实机实飞,随后才进行上舰飞行试验,二者之间结合十分紧密,陆地试验的相关数据和经验不仅可以收集作为大数据,还可以直接复用于舰上试验;
其二是舰上试验并非是单线性、单一项目开始,而是多项目、多线程同步推进,比如航海系统试验,雷达系统试验,舰载机系统试验等,并不是完成一个项目之后,再开展第二个项目的,而是多项目在试航阶段就同步推进的;
其三是试验科目多,试验周期长,科目设计非常严谨,比如单纯在第三阶段的初始作战、后续作战试验阶段,就包括了单舰、编队、特混舰队等多个层次的作战试验。甚至到目前为止,“福特”号的后续作战试验还没有结束,整体上的试验和试航过程长达14年之久。这些都证明了,航空母舰作为高度复杂的系统工程,在试验试航工作中,需要付出巨大的努力。
同时,在“福特”级的试航过程中,还有相当多的经验教训:比如“福特”级航母引以为傲的电磁弹射系统,电磁拦阻系统,先进武器升降机,双波段雷达系统等,经过试验被证明全部都存在问题;比如在2018年9月“福特”号电磁弹射器所实施的747次舰载机弹射试验中,就出现了10次严重故障,远远低于“福特”号设计指标要求的平均每4166次弹射才出现一次故障的指标,同时还发现“福特”号四套电磁弹射装置设计存在问题,各装置之间缺乏电气隔离,导致一套装置出现故障后,四套装置全部趴窝无法使用。
先进拦阻装置的问题也是一样,双波段雷达装置的问题同样出现,一站式武器保障系统同样有问题,“福特”级上的大部分革命性设计,到了试航和作战试验的阶段,全部都变成了它形成战斗力的掣肘,导致“福特”级甚至在2023年,已经开始实战部署了,依然没有达到它的最后阶段,也就是形成完全的战斗力。在先进航空母舰这种新型、大型战斗装备的研发和使用上,毫无疑问这是非常大的教训,也让我们对“福建”号航母的试航有了全面的心理准备。
003驰骋大洋想象图(图源:大包CG)
因此从我们对“福特”号航母的试航、试验和形成战斗力的复杂性来看,“福建”号航空母舰作为我国海军首艘大型、带电磁弹射器、平甲板的航空母舰,其技术先进性和技术跨度同样巨大,要顺顺利利地走完它的试验和形成战斗力之路,同样并不简单并不轻松。在未来几年,我们可能会看到“福建”号劈波斩浪、在大洋上展开复杂的航行试验的舰影,在2023年即将结束的当口,我们祝“福建”号在2024年一切顺利,我们也会始终对这艘中国海军的骄傲保持高度关注,直到它入列海军形成战斗力的一刻。