| 送交者: 王文清[♂★★★棋圣★★★♂] 于 2019-09-01 11:53 已读 2636 次 | 王文清的个人频道 |
话说1942年6月4日中途岛海战，日本的四艘航母对美国三艘航母。南云忠一率领4艘航空母舰先进攻中途岛，在中途岛西北方大约440公里的南云机动部队在日出后开始了对中途岛的轰炸行动，为提防美国航母编队的突然出现，他在派出12架侦察机去周边海域侦查的同时，让航母上待命的飞机装上鱼雷，鱼雷是专门攻击舰艇的，但对于陆地目标无效。12架侦察机飞出去11架，有1架发生故障，晚起飞半个小时，11架侦察机的电报都说没发现美国舰队，那架晚起飞半小时的侦察机发来电报：发现美国舰队！而此时，第一批战斗机、轰炸机返航需要降落。如果让飞机换弹升空，那么返航的飞机将没有油而坠毁；如果先安排降落，那么换弹和新飞机起飞得延后。南云竟然下令换弹全部暂停，也不让飞机降落，等消息。过了段时间，侦察机新消息是：有航母！到了8点20分，至关重要的情报传来：敌军可能有一艘航母存在。 6park.com
与此同时，美国也在日出前后作同样的文章，中途岛上的西马德上校在4点15分日出前送出了22架pby大型水上飞机以中途岛为圆心进行扇面侦察，5点30分起，中途岛出发的pby发现了机动部队的两艘航母，随即向中途岛和两支特混舰队通报。由于美国比日本舰队早3小时发现了南云舰队，中途岛的岸基飞机和美国三艘航空母舰上的飞机都因此及时进行出发准备和起飞攻击，取得了先机。而南云在接近8点才接到发现美国舰队的报告，足足比美军晚了2个多小时，而且报告中语焉不详，先说没有航母，然后又说“可能”有航母，方位、航向，舰种，全都搞错了，
结果在南云还没搞定是应该继续攻击中途岛还是应该攻击美国舰队时，从中途岛来的攻击机已经飞头上了，现在南云头顶上乱成一锅粥。击退中途岛来的飞机后，南云不得不收回快没油的飞机，直到9点17分，最后一架飞机才顺利入库。然而三分钟后，就仅仅过了三分钟！大黄蜂鱼雷攻击机队在飞行了大约一个半小时后抵达了战场，沃尔顿少校带领的15架tbd进入攻击位置，试图攻击处于舰队东北方向的苍龙，tbd投放鱼雷必须的高度和速度对于直卫的零战而言就是打靶训练，在零战飞行员的几次俯冲咬尾后，大黄蜂攻击机队全灭，只有一人生还。十几分钟后，企业号的14架鱼雷机在林德塞少校的指挥下加入了战斗，从南方试图攻击加贺，虽然加贺上空的直卫机较少，但包括林德塞在内的10架被击落，成功发射的5枚鱼雷也全部被加贺闪过。10点20分，已经肃清空域的日军战斗机正在机库装弹，正南方的天边，麦克拉斯基少校的33架sbd从高空扑向了舰队，加贺号种了4枚500磅炸弹，赤城也种了2枚500磅炸弹。从约克城来的轰炸机队也加入了战斗，莱斯利少校领衔的17架sbd东南转向西南攻击苍龙，三枚炸弹落到苍龙的甲板上，其中一枚穿过机库摧毁了苍龙的动力装置，余下两枚在机库爆炸的炸弹几乎把机库全部摧毁，四艘航母中只有飞龙还能战斗。 6park.com从上面历史上决定胜负的航母大战可以看出，航母跟本顶不住飞机攻击，基本上是谁先被发现，谁就会先被干掉。因此今后的航母战，如何不被对方先发现仍然是一个重要问题。下面就由我们来模拟一下2040年的航母大战，由网际谈兵的马大神搞的电磁弹射航母对决军事纵横的王文清的弹跃起飞航母，看看结果如何。 6park.com
马大神的电磁弹射航母是用电磁力在平直甲板上弹射航母起飞。老王的弹跃起飞则是用超级碳纤维在曲面甲板上给飞机一个向前和向上的推力，把弹射和滑跃结合在一起，使其弹跃起飞，具体的弹跃方式见前文。 6park.com
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发展到2040年，马大神的电磁弹射航母和老王的弹跃起飞航母都已成军。于是马军和王军对决，战争先从太空打起。目的就是除掉对方的侦察能力。有人说航母那么大怎么能不被发现呢？问题是大海有多大，在茫茫大海里要找到一只航母舰队哪里那么容易？又有问题说太空上不是有卫星么？据说卫星分辨率已经高到厘米级，怎会看不到航母？可是诸位要明白，有卫星，也有反卫星武器。
中美俄三国不光发展了反卫星导弹，还发展了反卫星激光武器，2010年美国《空间和太空技术》周刊透露，美国一颗侦察卫星经过中国上空时，遭到中国反卫星武器攻击，导致致盲27分钟。美国人吃惊的发现中国一直在研究的激光反卫星武器已经被中国掌握了，并已经取得实际效果。经过三十年发展中国的反卫星导弹和激光武器早已成熟。2040年开战，天上的那些固定轨道的卫星非常容易受到攻击，在一小时内即使不被击落也会致盲，指望通过卫星来找到航母是没有可能的。与此同时双方的陆基超视距雷达全部被干扰。
天波超视距雷达 6park.com天波超视距雷达是一种远程搜索雷达，它将雷达波发射到高空，由距地面数百公里的电离层将其反射回地面进行探测；目标将雷达波反射回电离层，电离层再次反射后信号被接收天线接收，实现对目标的探测。由于有高空电离层的反射，因此天波超视距雷达可以探测被地球遮挡的目标，其探测范围约为900-3500千米，远远超过预警机对低空目标400千米的探测范围。天波雷达可以对经过卫星识别的航母群进行持续跟踪，为其它侦察手段进行再次定位识别提供引导。但由于天波雷达依赖电离层反射信号，对方只需进行大量无线电通讯即可破坏电离层环境，因此很容易在干扰下丢失目标。地波超视距雷达也一样，很容易被干扰。虽然对方的干扰信号源会被电子侦察卫星发现，从而再次展开识别，但在卫星被摧毁的情况下要找到对方航母也非易事。至此，双方远程侦察手段全部被阻断，茫茫大海中要找到对方只好靠当年中途岛海战的手段，就是通过侦察机来发现对方了。 6park.com不过当年的侦察机是靠目力侦察，所能看到的距离不过十几公里，现在的侦察机叫预警飞机，最远能够看到400公里远的航母。比如美军E-2T预警机，当情况需要时，E-2T也可在F-16的掩护下，前出150～2千米进行区外活动，实施警戒、指挥、引导等综合保障，进而对对方纵深部署构成经常性的威胁。当飞行高度为9100米时，其对高空轰炸机发现距离为650千米，对低空轰炸机的发现距离为480千米，对低空战斗机的发现距离为408千米，对舰船的发现距离为360千米，对低空巡航导弹的发现距离为250千米。 6park.com
航母战斗群问题在于预警机体型较大，雷达反射截面积大，利于雷达发现和跟踪，行迹容易暴露；机动幅度小，机载雷达只有在飞机转弯坡度小于10度的条件下，才能保证对空的正常搜索，且下视能力弱于上视能力；巡航速度慢，机上没有攻击武器，自卫能力弱；电子防护能力弱，工作功率较大，极易对方探测，电子干扰和反辐射导弹攻击。而航母舰载机的作战半径一般都在600公里以上。一个双航母战斗群可实施由上百架攻击机、战斗机组成的强大攻势。就是说当预警机飞入航母650公里附近，其发出的强烈电子信号就被对方发现了，会受到对方远程反辐射导弹的攻击，比如美军AARGM-ER采用了直径加粗15%的火箭来达到更高的极速与高度，研发成本比冲压技术少了许多。增程的另一关键是全新的气动外型，原有的中置弹翼被换成展弦比极低，几乎纵贯整弹体的翼条板，并与弹体融合成为类似苏-27战机的升力体结构，可提供较大的超音速升阻比以延长其超音速滑翔距离，射程可达260公里。当双方开战时，预警机没有机会进入离航母舰队400公里内从而找到航母的确切位置。其它的侦察手段比如红外探测，由于高频电磁辐射直线传播的特点都逃不过地球表面曲率的限制，探测距离不会超过雷达波。 6park.com
AARGM-ER远程反辐射导弹王文清舰队的弹跃航母上翘部分甲板长53米，上翘部分甲板下装直线气缸，内径与120mm滑膛炮相同，以便利用现有军工设备，0.12x55m,壁厚10mm,
重1.6吨, 液体体积
0.49m3。这个气缸全封闭，没横向开口，因此可以工作在1071-1190大气压的高压下，但在后面有个圆洞，一根30米长直径3厘米外包铝合金的碳纤维棒通过此洞滑动。由于杆的直径跟汽缸后部的口密合，杆滑动时并不漏气，不需密封条等麻烦手段，所以这个气缸跟汽车发动机气缸差别不大，只是大了很多，以前造成蒸汽弹射器密封不可靠问题的问题不再存在，气缸放在滑跃甲板的弯曲部位以下，通过滑轮后转换方向，用碳纤维拉带拉动连接勾，由于碳纤维强度高达7000Mpa,也就是每平方厘米截面的碳纤维可以拉动70吨的东西，为保险，我们使用比需要的拉力大四倍的碳纤维索来拉动飞机。直径2.7cm,截面积5.8cm2，重仅32公斤的碳纤维拉杆通过滑块拉动碳纤维索，使强力轮转动，并使与其一体但直径比强力轮大一倍的高速轮转动，将液压缸提供的速度放大一倍。弹射时打开阀门，高压油由储气罐冲出，单缸提供拉力101.5吨。我们使用双联液压缸，提供203吨拉力，高压油推动活塞，使其最终速度达到25米/秒。勾锁松开后，高速轮扯动碳纤维拉索，提供拉力101.5吨，通过滑块拉动飞机，可以把45吨满载自身推力11吨的运输机以2.4g在53米内加速到50米/秒。通过14.3度的滑跃甲板,不但J-15可以起飞，一般运输机也足够起飞。可以通过减小气压,或紧急时调节阀门出气量减小输出功率,
以避免J-15速度过高。 6park.com
超级碳纤维液压弹射器 6park.com弹射完成后，阀门关闭,液压缸里的水和活塞及拉杆通过液压减速器1减速，在1米内停止，滑块延迟一点减速，使碳纤维带和飞轮松开一点，飞轮自己减速，滑块通过液压减速器2减速，然后打开通往非压力油箱的阀门，拉杆滑块缓冲减速停止后,闭封管内的气体压力把活塞回压,10秒内使活塞复位,把液压缸里的油清空，系统就可以再次弹射了。
由于是室温工作,可以使用润滑油和聚四氟乙烯活塞环,由于弹射只用两秒,过程中液体泄漏很小.
整个过程只有12秒,活塞1拉回位后,有弹力圈阻止漏油.辽宁舰跑道缩短到55米,
53米用于弹射,曲率半径202米的滑跃起飞，法向2.47g加速度。加上15米/秒的航母速度,共65米/秒,
通过14.3度的滑跃甲板,一般运输机也足够起飞.可以通过减小气压,或紧急时调节阀门出气量减小输出功率, 以避免J-15速度过高。
回拉索因为飞机沿曲面走和直走之间有个十多厘米的长度差距,所以需要个张力轮调节。 6park.com压力油箱里有油1立米气5立米,
高压罐总体积6立米,直径1.219米高5.1米厚54毫米，材料高强465钢，重9.5吨，压力1071-1190atm。
压力泵可以直接买到，Hammelmann公司的HDP MC3 泵流量407L/ min, 1100kW , 压力1320大气压 ,
重5.36吨体积2.7立米。整个系统弹射缸+高压罐+泵体积只有10立米，总重18吨。相对之下，美舰上的C-13蒸汽弹射器每台525吨，4台两千多吨，造成航母上层过重不稳。在甲板下方还设有弹射蒸汽储气罐、弹射器管路舱等设施需要600立米，占据机库空间较大。如果使用碳纤维液压弹射系统，4台总重只有蒸汽弹射的1/20，体积不过蒸汽弹射的1/10。所占用舰的体积重量几乎可以忽略不记。碳纤维液压弹射系统中泵效率95%,柴油机效率
50%,
弹射效率90%总效率42%。而蒸汽弹射效率只有区区4-6%。因此使用超级材料碳纤维后，弹射系统体积重量缩减到不到蒸汽弹射的1/10，而弹射效率提高十倍。战机跟电磁弹射一样，完全可以满油满弹起飞。由于不需长程滑跑，所以舰面可以多载战机。有菜鸟说曲面甲板不能停载飞机，其实是瞎扯，弹跃航母的上翘甲板最大角度不过14.3度，大部份在10度以下，老王家的车在30度坡上都能停，飞机为何就不能停？大不了只需加些固定件而已。看图战机停在辽宁舰的曲面甲板上。 6park.com
上翘甲板上停的舰载机 6park.com所以弹跃航母的甲板载机量于电磁弹射航母相同，而由于液压弹射系统体积很小，所以机库体积可以增加，弹跃航母的载机量实际上高于电磁弹射航母。有人说电磁弹射的优点是可以弹射无人机，其实无人机起飞速度很低，在弹跃起飞甲板上可以直接滑跃起飞，根本不需弹射。大吨位的预警机等也照样可以弹射，所以相对弹跃起飞，电磁弹射航母在载机数量，弹射飞机种类，耗水量等各方面都没有优势。 6park.com相对之下马大神的电磁弹射航母由于需要使用笨重的电磁储能系统，目前电磁弹射系统总重630吨，体积1061.4立方米，到2040年，经过20年发展，电磁弹射系统重量不超过225
吨，体积不超过425立方米。可是重量还是在王文清弹跃航母的重量的十倍以上。另外，高功率电磁电动机对电子装置会产生干扰。当电磁弹射器工作时，位于电磁弹射电动机上的敏感的飞机电子装置，会受到舰本身电子装置产生的电磁波的影响。因此需要通过适当的电磁兼容设计和“磁封闭”电动机设计让电磁波的影响降到最低程度。它的另一个缺点是与脉冲功率应用有关的高速旋转机械。这种盘式发电机-电动机以6400r/m旋转，每台可贮存121MJ能量，4台共计贮存484MJ。在实验室这是不成问题的，但是，如果把这种电动机安装在沉重的振动平台上就会形成很复杂的问题了。为了保证安全运行，飞轮和轴承必须比常规的有更大的刚性。 6park.com马大神的电磁弹射航母的最大问题是，弹射时放出的强烈低频电磁信号无法屏蔽，这种低频信号不像雷达高频射波一样只能直线传播，而是可以绕地球长程传播，几千公里外都能被探测到，当其弹射舰载机时，弹射过程需要几秒，这几秒内，航母的方位航速全部被锁定。相对之下，弹跃航母使用超级碳纤维拉索弹射，弹射时不发出电磁波。于是在2040年马大神的电磁弹射航母舰队与王文清弹跃航母舰队对决时，高下清楚分明。王文清航母舰队通过涂敷吸波材料涂层，大幅下降被预警机雷达探测到的距离，结合己方战机巡航和远程反辐射导弹的防护，马大神的航母舰队找不到老王舰队的确切位置。而当马大神弹射舰载机时，电磁弹射的速度是45秒/架，那么弹射80架战机需要一个小时。在一小时内，航母不断给出位置航速方向信号，在大海上如导航明灯般给出了攻击目标，老王的舰载机悄无声息地弹跃起飞，超低空接近，到马大神的航母舰队发现时为时已晚。现在俄锆石反舰导弹速度已达8马赫，3分钟即可到达航母舰队，电磁弹射哪里完成得了。弹射不到十架飞机，老王特别研发的远程超速导弹像反辐射导弹那样，已经沿着马大神电磁弹射发出的强烈信号从天而降，把马大神的电磁弹射航母击沉。2040年航母大战，马大神电磁弹射航母四艘对老王弹跃航母三艘，结果0比4大败，比中途岛之战输得还惨，胜负的关键在于马大神的电磁弹射系统自己暴露了目标。 6park.com
特朗普总统为何要把电磁弹射航母改回蒸汽弹射？当然是因为他知道外面不了解的信息，那就是电磁弹射给出自己舰队位置的这一关键的不利问题无法解决，其它的那些可靠性之类的都是可以解决的问题，卫星侦察等手段也有办法反制和干扰，但电磁弹射发出的那种强烈的特征信号是根本无法解决的，二十年后航母对阵，马大神的电磁弹射航母会因为跟着人家屁股后面走又一知半解，没搞明白关键问题而落败，最终误国坑军。
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