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美国新航母急需中国“中压直流”技术!福特级走错路,想回头太难
送交者: slz80[★★声望品衔10★★] 于 2021-06-09 8:53 已读 1385 次  

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近日,美国海军“福特”级航空母舰二号舰“约翰·F·肯尼迪”号正在纽波特纽斯造船厂舾装,该舰于2019年下水,预计于今年年内就能交付美国海军服役。在首舰福特号的各项毛病尚未完全解决的情况下,美国已经开工建造福特级2号、3号两艘后续舰,而且是同时开工,这份豪气确实配得上“世界霸主”的名号,但是福特级能否真的如愿替代尼米兹级,成为美国海军新的顶梁柱,这还要打一个大大的问号。 6park.com

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(福特级二号舰“约翰·F·肯尼迪”号,舷号CVN-79)

平心而论,福特级航母是美国几十年来航母建造和使用经验的结晶,也是美军各种高新技术的综合体,纸面性能可以说相当了得。虽然福特级航母的吨位没有比尼米兹级大太多,但是福特级对尼米兹级在使用中暴露出来的问题,进行了非常有针对性的升级改造,因此航母的使用效率要远高于尼米兹级航母。 6park.com

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(福特号航母和杜鲁门号航母相比,舰岛位置差异非常明显,且舰岛更小)

福特级给人最明显的印象就是宽大的甲板和小得不成比例的舰岛,而且福特级航母的舰岛还特别靠近舰尾。这样的设计可以尽可能腾出航母上的甲板空间,方便舰载机进行调度和部署,而且由于优化了甲板停机区,因此可以让甲板舰载机停放效率最大化,也就是说可以停放尽可能多的舰载机,同时2台升降机全部部署在舰岛前,这样升降机之间没有舰岛阻隔,可以更方便调度。虽然是一个小细节,但是却可以有效提升航母的战斗力,美国人这样的设计,正是源自其多年的航母使用经验。 6park.com

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(舰载核反应堆内部结构)

其次,福特级航母使用了全新的A1B大型舰载核反应堆,单台功率比尼米兹级航母所使用的A4W核反应堆提升了大约25%,其供电能力超过了20万千瓦,相当于尼米兹级航母的3倍!

由于供电系统功率大幅加强,福特级不但使用了新式的电磁弹射器,还第一次在美式航母上安装了三面“盾”构成相控阵雷达系统,这套系统和空警2000上使用的固定式相控阵雷达颇为相似,和美军现役的“宙斯盾”有较大不同,该系统采用三面固定式相控阵雷达阵列,实现全向探测。 6park.com

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(福特号航母动力强劲,图为福特号航母在进行海试)

按道理说,集美军诸多高科技于一身的福特号航母,应该是战斗力爆棚的强大战舰,但是现实往往习惯于和人开玩笑:福特号航母从2017年7月交付美军服役,至今已经4年过去了,依然没有形成战斗力,反而带着一身的“毛病”,有些甚至堪称是“痼疾”,根本无解! 6park.com

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首先,福特号航母虽然已经进行了F/A-18E/F、E/A-18G、T-45、E-2C和C-2五种飞机的起降测试,但是F/A-18E/F战斗机的重载起降测试一直没有进行,同时美国海军第一款五代舰载机F-35C至今依然没有在福特号航母上进行测试。美军官方给出的原因是,福特号的电磁弹射器和F-35C“不兼容”,这导致原本计划在2019年展开的F-35起降测试至今都没有进行。 6park.com

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(T-45“苍鹰”海军舰载教练机在福特号航母上进行起降测试)

其次,原本作为先进性标志的电磁弹射器本身也是一个“扶不起的阿斗”。按照美军的设计指标,福特号安装的电磁弹射器应该具备4000次安全弹射的能力,因为美军以往核动力航母上使用的蒸汽弹射器平均每弹射400次,就需要进行维护保养,美军按照4000次弹射来设计电磁弹射器,就是为了提升弹射器的使用效率。但是在实际测试中,电磁弹射器平均每240次就出现一次重大事故,安全性只有蒸汽弹射器的六成。 6park.com

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(福特号航母上中看不中用的电磁弹射器)

第三,福特号航母上的弹药升降机也存在严重问题。按照设计,福特级的弹药升降机要求每分钟运行45米,并且最大载荷9吨。但是交付后,美国海军发现弹药升降机完全不能满足需求,以至于不得不改用每分钟30米、载荷 4.5吨的尼米兹级的弹药升降机。弹药升降机的问题如果不能解决,那么战斗机出动率就是一个笑话——因为没有弹药可供飞机挂载。而且最让人尴尬的是,福特级上原本设计的11台弹药升降机目前只有2台可以正常工作,其余都处于罢工状态。 6park.com

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(弹药升降机是保障舰载机出勤率的重要设备)

福特号航母之所以出现这么多问题,其实很大程度要归咎于它的“全电系统”。由于是第一次尝试,美国人懵懵懂懂地选择了现在最常用的交流电,福特号航母的主电源使用的是中压交流电。这个在日常生活中广泛使用的交流电,成为福特号航母诸多瓶颈的根源。

曾经有这么一个段子,讲的是马伟明院士和福特号航母的对话:

马院士在听到福特号航母的 “痼疾”时,嘿嘿一笑:“有多难?电弹(tán)和拦阻正负极一反接,连到储能不就得了嘛~”

福特号航母:我是交流电…… 6park.com

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(马伟明院士:领先就领先美国!)

可能很多人听不懂,其实意思就是说,航母的电磁弹射器和电磁拦阻索,要通过区分电路的正负极来工作,直流电就有明确的正负极,不能接反,一旦接反了,其功能也正好可以反向使用。但是交流电对正负极接线的要求不高,无论正接还是反接,其运行方向不变。 6park.com

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(福特号需要的是中国的中压直流综合电力系统,交流换成直流,很多问题迎刃而解)

正是因为交流电的这一特性,使用中压交流电的福特号航母有很多问题根本无法解决!最让美国人绝望的是,福特号已经建成,如果现在改用中压直流电,那么除了船壳和反应堆外,其余所有东西都要重新拆装一遍,这个成本即使是美军也承担不起,只好不断徒劳地寻找“解决办法”。而马伟明院士领导的中国团队从一开始就使用中压直流电,所以福特号出现的那些问题,在我们这里“那都不是事儿!” 6park.com

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(虽然现在是模型,但是相信大家很快就会见到真东西了!)

目前美国人在福特号的问题都还没有完全解决的情况下,又继续开工建造福特级二号舰、三号舰,这样一来,后续舰只也极有可能延续福特号的问题。至于福特级什么时候才能真正部署,让我们拭目以待吧。

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