11.25 英国终于有两艘航母了!世界最大常规航母能否让英国海军重返巅峰

【军武次位面】:风林火山

今年9月22日,英国伊丽莎白女王级航母的二号舰威尔士亲王号从船厂出发试航,作为英国史上建造过的最大航母,虽然因首舰不断爆出的漏水事故,女王级航母始终饱受诟病,但作为目前仅次于美国海军的最大、最强航母。从技战术指标来看,女王级航母的综合性能无疑是当今最先进的航母之一。

英国终于有两艘航母了!世界最大常规航母能否让英国海军重返巅峰

威尔士亲王号航母

英国是最早将燃气轮机应用于舰艇的国家。从20世纪60年代开始,有大批英国军舰采用此种动力装置。英国在20世纪70年代开工建造的"无敌"级轻型航母,开创性地将燃气轮机引入到航空母舰领域。"伊丽莎白女王"级航母在此基础上又进一步采用了综合电力推进方式。"伊丽莎白女王"号也因此成为世界上第一艘采用综合电力推进系统的航母。该级舰使用电力驱动航母,而不是传统的通过复杂的传动系统来带动推进轴进而驱动舰船航行的。

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▲MT30燃气轮机

该系统的主机为2台单机功率为36兆瓦的罗尔斯・罗伊斯公司MT30燃气轮机,巡航动力为2台单机功率为11兆瓦的瓦锡兰公司的16V38B柴油机组,发电机组为2台单机功率9兆瓦的瓦锡兰12V38B柴油机发电机组。主动力最大输出功率达108兆瓦,其中80兆瓦给4台法国产先进感应电动机提供推进电力,带动2具五叶大侧斜螺旋桨(桨径6.7米)推进全舰航行。未来MT30燃气轮机的功率有望提高到40兆瓦。目前该级舰最大航速可达26节。

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▲瓦锡兰柴油机发电机组

采用综合电力推进系统的推进发电机组不一定非要布置在推进轴线上,推进轴系可以缩短甚至取消。虽然"伊丽莎白女王"级依旧采用传统的轴系来驱动舰体,但其轴系较短,不再像常规舰只那样依赖长轴系连接整套动力系统,传统的主机舱、巡航柴油机舱、齿轮箱舱早已在"伊丽莎白女王"级上不见了踪影。艉段约3个水密舱段为该级舰的综合电力推进设备舱段,推进电机、轴系和舵系都集中在这个相对不大的纵向空间内。

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▲吊装推进电机

动力系统的创新也解放了总体布置和系统本身,使设计人员可以合理地安排各种舱室和机电设备等。由于燃料舱布置得更加合理,空间有效容积更高,使该级舰的燃油裝载量满足了1000每里/18节的续航力要求。以电源为驱动力则更容易实现自动化,操作灵活。"伊丽莎白女王"级航母使用综合电力推进系统,也为将来使用电磁弹射系统提供了可能。MT30燃气轮机在环境温度为26℃时的最大持续功率为36兆瓦,在32℃时的最大持续功率为30光瓦,比现用于英国海军45型驱逐舰的额定功率为25兆瓦的WR-21燃气轮机大得多。MT30的功率较大且适中,极有利于满足"伊丽莎白女王"级航母的功率要求。此外,由于MT30采用了模块化结构,维修时不需拆卸整机,且各模块的设计均已预设了安装时的平衡校准,拆卸、换装模块后无须重新校正,因此扣除冷机时间外,平均修理时间仅为4小时。

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▲MT30是当今最先进的舰用燃气轮机,没有之一

英国人对于航空母舰的设计有过许多贡献,前面提到的将燃气轮机用于航母就是英国人的一大创举,全通甲板、斜角甲板、蒸汽弹射器、助降灯和喷气式飞机上舰等也都是英国人的发明。此外,英国人还设计了军舰前后两个岛式上层建筑。"伊丽莎白女王"级航母的另一个特点正是采用了双舰岛的设计:靠近舰艏的舰岛主要承担军舰航行控制,而靠后的舰岛主要承担舰载机飞行控制。

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该级航母采用双舰岛设计主要出于四方面的原因:一是让燃气轮机的布置更加合理。航母配置了2台燃气轮机,每台燃气轮机都需要有体积较大的进排气管道。设置2个舰岛,每个舰岛下面可以布置1台燃气轮机,燃气轮机的进排气管道可以分别布置在各自对应的舰岛内部,而且进排气管道占用飞行板下面的空间较少。二是可以减小岛式上层建筑的体积和占用飞行甲板的面积。使用燃气轮机需要杂的进气和排气系统,如若缺少优化设计,将导致上层建筑和烟囱的体积非常巨大。如"无敌"级航母就有2座异常高大的烟囱,导致上层建筑体型庞大,飞行甲板非常狭窄。三是双舰岛有利于电磁兼容性,不至于让多种电子设备相互干扰。四是这种设计可以有效降低单一舰岛受创后导致航母丧失全部作战能力的风险。

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▲女王级设计之初有过使用电磁弹射器的方案

早在"鹞"式攻击机研制期间,英国人就发现这些飞机如果采用垂直起飞,将导致其载弹量和作战半径大幅缩水,从而丧失实战能力。为了改变这不利影响,聪明的英国人赋予这些飞机短距起飞能力。受最早的"鹞"式垂直/短距起降飞机的影响,"无敌"级航母在世界上率先采用滑跃起飞、垂直降落的方式,能够极大降低"海鹞"战斗机的滑跑距离并增加其作战半径。从此,这类飞机都采用滑跃起飞、垂直降落。由于执行完作战任务或训练任务后,"鹞"Ⅱ或"海鹞"的弹药和燃料已经消耗许多或者已经告馨,机体几乎处于空机状态,降落重量大幅下降,因此能够更加有效地保证飞机安全降落。

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经过试飞和多年的使用,英国人发现上翘12度的滑跃甲板最为理想。设置在"无敌"级航母上的这种甲板长度仅27米,"海鹛"滑跃起飞的最短距离还不到80米。英国第二代滑跃起飞垂直降落型航母,在设计理念上更多来自"无敌"级航母。"伊丽莎白女王"级航母的滑跃甲板上翘12度,舰艏起飞区长162米,宽18米。该级航母使用美国制造的F-35B战斗机,具有极佳的短距起飞能力。

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F-35B是在AV-8B"鹞"Ⅱ的使用经验基础上研发的一种取代前者的战斗机。所不同的是,F-35B没有使用带有4个可转向的矢量喷管的发动机,而是发动机的尾喷口可以转向,并在座舱之后、发动机之前设置了一部由发动机驱动的升力风扇。F-35B起飞前,发动机尾喷口向下,升力风扇工作,以此产生向下的推力,使飞机离开地面。为了保证飞机的航程,F-35B也采用短距滑跑的形式离开地面或航母,基本不采用垂直起飞方式。经过计算,战斗状态的F-35B在"伊丽莎白女王"级航母上滑跑162米即可安全起飞。

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作为世界航母的发源地,尽管在二次大战后,大英帝国一落千丈,但作为一个老牌航母大国,其在航空母舰设计和创新方面都走在世界前列。经过马岛战争的洗礼,英国根据实战经验设计了最适合本国海军的航母,借助先进的F-35B,女王级无疑是当今除美国最强的航母。而英国在这个过程中的经验,对于中国来说无疑是宝贵的财富


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