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[武器展望] 076与无人机航母的问题

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 楼主| 发表于 2022-6-28 07:39:28 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
003下水后,001、002的未来和对076的遐想重新成为热门话题,顺带引出了无人机航母的问题。8 j7 ~8 ?7 z, k

, K6 Y6 r2 d4 V001、002除了滑跃起飞,具备“正规航母”的一切要素。但滑跃起飞确实限制了潜力,战斗机不能满载起飞,固定翼预警机不能上舰,都是令人扼腕的。中国海军建设必须基于中国的地缘战略现实。中国航母一出海,首先需要突破第一岛链。马岛战争证明了没有有效预警机的航母是残废的航母,“谢菲尔德”号就是前出作为雷达哨舰的而被击沉的。001、002有预警直升机,但巡航高度、留空时间和机载电力都不够,和潜在对手的岸基E-3/E-767、舰载E-2C/D相比,只是聊胜于无。
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理论上用长起飞点可以做到战斗机满载起飞,也可以放飞预警机,但长起飞点要清空大部分甲板,严重影响甲板上的作业和飞机调度。航母对飞机出动率的要求大大高于陆地机场,舰载机的数量有限,只有最大限度提高出动率,才可能以一当十,否则连自身安全都难保障。严重影响甲板效率的任何运作模式都只能是偶尔为之。U-2和C-130都在航母上起降过,但需要清空甲板,不可能成为常规运作,就是这个道理。
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为了让这架美国海军陆战队的KC-130降落和重新起飞,整个甲板全部清空了,换句话说,在这一两个小时里,“福莱斯特”号作为航母就“废了”,既不能出动战斗机,也不可能回收" F8 `# e3 y3 Q7 x

0 M2 b, e% p% U, w有人认为,把001和002改成无人机母舰,就可以“废物利用”了。这是很错误的想法。001和002只缺电弹,这是可以加装的,而且并不像想象的那样费事,也不需要“铲平”前甲板。美国“中途岛”号是二战末年服役的,在1955年进坞大改,改装封闭式舰艏,加装了斜甲板、蒸弹、右舷舷侧升降机,2年后出坞回到现役。1966年,“中途岛”号第二次大改,甲板面积增加42%,舷侧升降机从2台增加到3台而且增大、换位,蒸弹、拦阻索全部更换为新型,4年后出坞回到现役。这些是比001、002幅度大得多的改装。, r7 z% T" ^; l# a

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“中途岛”号甲板在1945、1957、1970年的状态
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001和002可以达到至少80%的003的能力,依然是主力,“退居”无人机航母是大材小用了,这是极大的浪费。
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076则是075出现后军迷的臆想。075是中国第一代平甲板两攻,适合运作直升机,具有完整的三栖登陆能力。美国的“美国”级也是两攻,可以搭载20架F-35B,或者与MV-22混合搭载,相当于中型航母。
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2 [$ e# f, R* p: L& _“美国”级2号舰“特里波利”号
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但“美国”级有与001和002一样的问题:无法运作预警机,所以“美国”号的作战应用还是悬而未决的问题。可以与大甲板航母混合运作,但F-35B的航程显著小于F-35C和F-18E,混编作战时拖后腿。在陆基预警机支持下作战是另一个思路,在近海运作问题不大,在远海运作的话,陆基预警机本身的航程不是太大的问题,但往返作战海区需要护航,F-35B并不一定有足够的航程接应。" w( W4 e$ M! w  V

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076是军迷的臆想,还得到军媒推出半真半假的想象图
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9 K) k% |  x2 D2 A9 w% S% \中国还有更加现实的问题:中国没有F-35B,在可预见的将来都没有。于是军迷们給075增加了斜甲板,加装了电弹和拦阻索,取名076。问题是:看着像航母,不等于就是航母,至少不是有效的航母。' o6 g; ^1 x! ]" F; L0 k& G6 o

- H9 g, L/ g  Y5 T3 [( X* [/ W假定076不超过45000吨,再大不如直接造电弹版002了。比照“美国”级,长度261米,宽度32米,满排45700吨,无斜甲板。: _8 {$ j( H& r2 ^: w& U# `7 D9 n  L
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美国海军是世界上运作航母经验最丰富的,借鉴经验不丢人。比照美国海军C-13蒸弹,动力行程95米,实际起飞滑行道要略长,算100米。加上起飞位置和挡焰板,舰全长的一半就去掉了。也就是说,不管有没有斜甲板,起飞与降落不可能同时进行了。起飞与降落交替进行的话,循环出动率立刻减半,本来就没有多少载机,能同时升空作战的更少了。更大功率的电弹不是没有可能,但技术难度、功率要求都大幅度提高,未必现实。过大功率的弹射也对飞机结构是额外的强度要求,带来结构增强的重量代价。
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斜甲板不是“有比无强”,没有足够长度,就啥也不是。美国海军规定,斜甲板需要至少225米的长度。军迷和军媒描绘的076斜甲板可用段不超过50-60米,连聊胜于无都谈不上。角度那么大,也很难使用。飞机需要在航母行进中降落,不是停在那里等飞机降落的。但225米对于45000吨级的船来说,离全长不远了,起飞与着舰交替进行差不多是唯一现实的选项。
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考虑到起飞与着舰飞机和舰岛之间的横向安全间距,舰载机翼展不可超过20米,实际上15米以下为宜。作为比照,F-35B的翼展为10.7米,AV-8B“鹞”式9.2米,F-18E为13.62米。E-2C翼展24.56米,在宽大的美国大甲板航母上问题还不大,在较小的法国“戴高乐”号上就需要从斜甲板弹射起飞,因为“戴高乐”号前甲板右侧是停机区,斜甲板弹射器的行程也较长。
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3 r, k8 m7 ?6 ^$ c换句话说,如果不顾出动率低的问题,而且076只是运作战斗机的话,电弹还能帮一把忙,还要运作预警机的话,甲板宽度太局限,需要清空前甲板才能弹射,极大地影响出动率。着舰回收时,可能清空甲板都依然难以保证与舰岛的横向安全距离。C-130在“福莱斯特”号上试验的时候,右侧机翼与舰岛之间只有4.5米的距离。飞行员因为高超技艺和勇气,获得海军杰出十字勋章。这对运作大翼展无人机也是一样的问题。
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, R& Z. l& O. a% ^+ |  o乌克兰战争后,无人机得到空前重视,但现在无人机是个框,什么都往里装,似乎只要无人了,空气动力学都可以颠覆了,也只要无人了,就可以包打天下了。2 S% @0 _' B4 s; D+ ~

# ]+ O7 G% [5 m, p( R无人机只是非常宽泛的说法,眼下名声大噪的无人机大多分属MALE和多旋翼两类,喷气机是少见的例外。多旋翼的巡航高度、速度和留空时间太有限,对于远洋海军没有多大用处。MALE是中空长航时的意思,巡航高度和留空时间比多旋翼要大的多,但速度还是不高,作为海上巡逻和监视有点用,但作用有限,察打一体就免了。
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% q: x4 ^  c6 ZTB-2的升限为7500米,对海上目标的理论探测极限也只有309公里,实际上需要背上E-2C/D一级的大碟才可能,自带小碟能做到100公里就不错了,雷达性能不因为有人、无人而改变。MQ-9的升限超过15000米,理论探测极限高达438公里,实际上也不会超过200公里。
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MALE无人机需要背上预警机那样的大碟,才能达到足够的海空探测距离, `9 Q& {4 P, O3 Z+ Y( g

. q% _; {" U1 o5 c好处是MALE无人机通常都是平直翼、大翼展,起飞、着陆速度低、距离短,有可能在甲板风的帮助下,不需弹射就能滑跑起飞。C-130在40节甲板风(30节速度加10节海风)的帮助下,能在240米左右无弹射起飞,着舰时在离甲板1.3米高度时启动逆桨反推力,能在80米内无拦阻索着舰。  x7 Q: l' `, x# Y5 S- E# c
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076的航速达不到那么高,海上也不是总有10节风。不过TB-2的巡航速度才70节,076即使只能达到22-25节,TB-2也可能在无风天做到无弹射起飞和无拦阻索着舰。MQ-9的巡航速度较高,达到169节,在地面跑道起飞时,需要910米的滑跑距离,但在22-25节的甲板风的帮助下,加大功率和进行适当气动改进后,或许也能做到无弹射起飞和无拦阻索着舰。, O# Z' k7 }( W) \/ V( v

. I1 u: p( W  e4 g2 b) k更有利的是,TB-2的翼展为12米,MQ-9为20米,两者都在上舰许可范围内。这两个型号可以代表MALE无人机的高低两端,当然不是说无人机航母只能用这两个型号。- t9 z- S% M) I( E0 ^/ n- _  j
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TB-2在乌克兰大出风头,但作为海军无人机,还是孱弱了,好处是大翼展平直翼的起飞、着陆速度低,在航母上可以无需弹射和拦阻索自行起降,回到二战时代了* F' t: B' O+ X% j+ g

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# h& k% ]' I% |# V9 O8 B; F, pMQ-9的性能要强多了,但翼展20米,也是极限了
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问题是,MALE在乌克兰战场上的作用是俄军制空、防空太拉跨带来的,目标也是一枚合抱既走的反坦克导弹就能打掉的。" @% s7 n. L# |$ X" M8 K

( k4 G) x/ z4 ^. h7 j3 E- _不管是TB-2还是MQ-9,典型MALE无人机的有效探测范围在舰空导弹的射程范围内,机动性差,无反制能力,对于任何还把自己当回事的海军来说,用舰空导弹打下MALE无人机不是难事。由舰载直升机追上去,用空空导弹打,也是一个办法。MALE无人机通常速度还不如直升机。
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MAKE无人机的载弹量也可怜,那些小口径弹药打坦克还成,要打沉战舰,就差了很多意思,慢说一两枚反坦克导弹,一堆砸下去,也不能击沉一艘千吨战舰,只是燃起几堆大火,弄得对方手忙脚乱而已。再说,MALE无人机的机载武器射程不超过十来公里,这是得多蔑视敌人才敢这样骑脸暴虐啊。
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0 n  t* n; v6 S) d% m9 H( F认真一点的反舰导弹重量从700公斤起跳,略微超过MQ-9在两侧挂架的总载弹量。换句话说,适当改装的话,MQ-9是有可能携带“鱼叉”级反舰导弹的,但航程和留空时间就谈不上了,也不可能再带上多少远程观瞄设备,需要其他平台搜索和指引目标。" K% y  z8 w! g) D* L

; K/ e; J/ |' j# T3 _# Z进一步增加MQ-9起飞重量的话,要么增加翼展,有超过上舰的尺寸极限的问题,要么增加起飞、着舰速度,需要电弹和电拦,极大增加076的建造和运作成本。/ J. m/ r. Z; h- j
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舰载无人预警机、加油机、反潜机、电子战飞机都有差不多的问题。要增加起飞重量、增加机载能力,就需要加大翼展,才能达到长航时,否则就要大大增加起飞、着舰速度,依靠电弹、电拦才能上舰。波音MQ-25“黄貂鱼”翼展22.9米,起飞重量4倍于MQ-9,必须弹射起飞、拦阻索着舰。空气动力学不因为有人、无人而改变。
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MQ-25“黄貂鱼”算大翼展舰载机了,起飞还是需要弹射,着舰也需要拦阻索
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) X! s8 C& M; W高空长航时的HALE无人机更大、巡航高度更高,速度更快,RQ-4“全球鹰”的升限达到18000米,速度两倍于MQ-9,但翼展也更大,达到40米,已经不可能从航母上运作了。美国海军用RQ-4的海军型MQ-4C“海神”,但是陆基的,不上舰。
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7 Q6 I; [5 k3 ~; Z& E事实上,各国海军的MALE无人机也是岸基的,就是因为既与现有舰载机争抢稀缺的甲板资源,有不决定性地提高海空作战能力,不如从岸上基地出动,充分利用超长航时和超远程的优点,缺点是及时性较差。$ T7 |. e* \, `2 h8 @7 a* D! c' a$ N9 [
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不在MALE无人机里打转转,还有喷气无人机,如美国的X-47B和中国的攻击-11。这些无人机基本上还只作为打击飞机使用,不用作空战,但性能比MALE高多了,而且隐身很好。
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诺斯罗普X-47B是最接近实用的舰载无人作战飞机的技术验证机
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, i! q2 J: N. W- U攻击-11(后)则是中国的无人作战飞机
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7 Q5 }" k9 b; M3 G5 I0 e诺斯罗普X-47B是美国的无人作战飞机技术验证机,翼展18.9米,载弹量2000公斤,已经在“杜鲁门”号上验证过上舰,非常接近实用状态。原计划研发X-47C,载弹量达到4500公斤,这离实用型无人作战飞机只有一纸之隔了,但由于种种原因,计划放弃。
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4 N1 w, O+ |0 ?, s8 L! A8 [攻击-11是中国的无人作战飞机,翼展14米,估计载弹量也在2000公斤级。目前尚未有上舰的报道,但在原则上没有理由不能经过改装而上舰。: e0 G/ _) ~4 z1 x% l
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问题是这些飞翼构型的无人机必须用弹射起飞和拦阻索着舰。: b# U+ t& h8 T7 r
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有可能通过无人化而比有人机大幅度降低重量和造价吗?不能。有人机动辄20吨以上的重量里,用于支持飞行员和座舱的比例很低,而每一公斤重量都是根据性能要求和造价限制精打细算抠出来。无人机造价低的迷思也是打破的时候了,美国空军对NGAD(下一代战斗机)和B-21的忠诚僚机的要求是:全程伴随作战,造价“最好控制在”NGAD和B-21的一半,实际上达到2/3就是成功了。! q+ a; _. R1 @, a* R  k- s

3 d  s  R4 i: `/ \这是空气动力学和航空科技的客观限制,要达到足够的性能,就需要足够的重量和造价,与有人、无人没有太大的关系。X-47B和攻击-11的最大起飞重量都在20吨级,真正大规模装备的无人作战飞机上升到25-30吨级应该不惊讶,更是必须用全规格电弹、电拦才能上舰。
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" h- ~/ V' k. [" ~8 {3 `* G076的和中国电弹、电拦的造价是保密的,但电弹和拦阻索系统很昂贵,这是没有疑问的。作为比照,法国新一代航母准备用美国电弹和先进拦阻索系统,后者不是电拦,还是机械-液力的,只是可调阻力。美国报价13.2亿美元一套。 “美国”级造价34亿美元。换句话说,即使不考虑适装需要的费用,增加电弹和拦阻索系统后,造价至少47亿美元,比基型提高造价40%。2 v# A+ Z# o4 @  V) L6 E

5 g, Z8 A" l" m. g  G2 A: x" e3 h/ k“福特”级一号舰的造价离谱,二号舰“肯尼迪”号造价“降低”到113.5亿美元,有四座电弹,当然还有专供着舰的斜甲板。换句话说,需要四艘“美国”级才能顶上一艘“福特”级的出动率,总造价要高出至少75亿美元。考虑到“美国”级起飞、降落共用甲板造成的低出动率问题,实际上五艘都不一定顶得上。这还没有算入常规动力与核动力、多舰与单舰运作的差别。
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2 l  [. u( y) p3 e1 N$ b7 \9 h增加斜甲板可以解决一点甲板宽度的问题,比照“戈尔什科夫”号改装“维克拉马迪亚”号,增加结构钢材2500吨,最后是因为大量拆除甲板上不再需要的武备才把重量增加控制在1000吨以内的。076就没有这样的一进一出条件了,斜甲板是净增加。从075的基本设计开始的话,增加的2000-2500吨排水量降低浮力储备,降低航速,要补回去挺费事。与大甲板航母相比,由于舰全长的限制,起飞、着舰的互相干扰难以避免,甲板效率增加有限,但效费比更加糟糕。$ `$ z+ G5 h( ?1 }* c

3 k$ v* v, v& F. \  y有人质疑:075造了两艘就“停产”了,因此一定是在酝酿076,而且076必然是加装斜甲板、电弹、电拦的“小003”,与003形成“高低搭配”。
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' i- [* S( m: i" `. G075的价值不用多说,075也是中国第一代平甲板两攻,需要积累使用经验和改进后,再行大量建造。中国在最早两艘052C之后,也停顿了7年后续建,同样是为了理顺建造和使用中发现的问题。
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/ Y$ M0 m. h) I" s  D, T续建可能是基本原样,也可能是大改,甚至可能命名为076,但不大可能是军迷心中的“小003”。那无人机航母呢?无人机在海上大有可为,但受到翼展和起降方式的限制,很难套用陆基无人机的发展路线,而是更加与现有舰载机趋同。/ v9 n6 X( f5 n* D( @' h7 p; K, ~
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某种形式的无人化空警600及其衍生的加油机、运输机、反潜机都是可能的,某种形式的舰载攻击-11更是可能已经在路上了,但MALE无人机最多只能是补充,而不会是主力。只能搭载无弹射起飞、无拦阻索降落MALE无人机的航母还真成了“平顶渔政船”了,不是中国海军需要的。9 A( g! J7 F- `) n& A' E0 n

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