中国已经掌握航母关键技术
2015-05-18立文
立文
近期,国内外媒体有报道称,中国首艘国产航空母舰的建造工作已经正式启动。中国第一艘自行设计建造的航母性能如何、何时下水和部署何地等问题,已经成为外界广泛关注和猜测的焦点。这表明中国已经完全掌握了与航空母舰相关的各项关键技术。
体系建设 画龙点睛
航空母舰是现代海上作战体系的核心成员,也是远海作战力量的重要体现。120多年前,美国海军战略学家马汉提出了著名的制海权理论,促进了美国海军大发展,并最终奠定了美国海上霸权地位。对于海上作战来说,夺取制海权依然至关重要,但其前提条件是要首先夺取局部海域的制空权和制信息权。现代海上战争背景下,大型水面舰艇所面临的威胁首先来自空中,一是从水下潜艇、水面战舰、空中平台(作战飞机和直升机)、岸基平台发射的反舰导弹,二是战斗机有可能利用机载制导武器或非制导武器进行抵近攻击,因此防空反导是水面舰艇所必须面对的首要的防御难题,而破解这个难题的关键就在于航空母舰。
世纪交替之际,中国海军在沉寂近20年后重新揭开了新一代主力战舰的建造计划。近年来,新一代主力战舰陆续加入海军序列服役,包括新型战略弹道导弹核动力潜艇、新型攻击型核动力潜艇、039系列常规动力攻击型潜艇、051C型导弹驱逐舰、052C型和052D型导弹驱逐舰、054A型导弹护卫舰和056型轻型护卫舰以及071型大型船坞登陆舰等,使中国海军在巩固近海防御作战能力的同时,大大提升了远海防卫作战能力,为实现国家战略利益拓展奠定了坚实基础。其中052C型驱逐舰配备多功能大型相控阵雷达和8组6单元“海红旗”-9舰空导弹垂直发射系统,051C型驱逐舰配备8组6单元“利夫”-M舰空导弹垂直发射系统,054A型护卫舰则配备32单元“红旗”-16舰空导弹垂直发射系统,这三型主力战舰均配备国产857型近程防御武器系统(即7管30毫米速射炮),极大增强了中国海军水面舰艇编队的区域防空反导作战能力。中国海军的海上立体攻防作战体系初具规模,万事俱备,只欠东风——航空母舰。
航空母舰主要利用舰载战斗机和直升机进行作战,是现代海军最重要、最复杂的水面主力战舰,是海空立体攻防作战不可或缺的中坚主力。有数据表明,美国海军航母编队每小时可以搜索10万平方公里海域,一架舰载机即可控制1000平方公里的海空域。迄今为止,还没有任何一种武器系统能够打破或取代航母在海上作战体系中的龙头地位。
纵观世界,航空母舰从探索到今天已有百年历史,而中国人对于航母的梦想也有近百年时光,2012年9月25日伴随着辽宁舰正式交付海军服役,中国人的“航母梦”终于得以实现。2012年11月23日,中国第一批舰载战斗机飞行员驾驶歼-15在辽宁舰上成功着舰和起飞,吹响了中国海军完善海上立体作战体系的号角。
批量建造 规模适度
辽宁舰的前身是前苏联建造尚未完工的“瓦良格”号,即俄罗斯海军现役使用的“库兹涅佐夫”号航母的二号姊妹舰,其在中国旧貌换新颜,经过改装后重新服役,以航母科研试验平台的特殊身份,最终完成中国海军对于航空母舰发展与运用的所有技术试验和探索。而中国海军真正具备作战能力的航空母舰,还要靠中国人自己建造。
中国造船工业发展到今天,在建造规模上已经跃居世界第一,不仅在年度造船吨位上超越韩国,而且具备建造大型液化气船、半潜船、深水钻井船等特种大型船舶的技术实力。在军舰建造方面,尽管中国从未建造过航母,但建造过近2万吨级的071型船坞登陆舰,其大型坞舱可同时容纳4艘气垫登陆艇,上层设置大型车辆库、直升机库和飞行甲板,整体结构复杂程度并不比轻型航母逊色多少。
大连造船厂拥有修复辽宁舰的成功经验,在承担修复和改装任务过程中通过反向设计,基本掌握了航母建造技术,它已经开工建造的国产航母基本上是辽宁舰的翻版。另有报道称,上海江南造船厂很可能也在开工建造航母。如果考虑到中国缺少航母建造经验和技术,同时开工建造两艘航母确实有点儿不合常理;但假定选择建造两艘航母而非一艘,也有其逻辑上的合理性。就中国造船能力来说,同时开工建造两艘航母并不存在任何困难,而且按照师承前苏联的传统和思维习惯来看,这也未必不是一种可行性选择。而上海江南造船厂建造的国产航母,则应当是由中国人自主设计的弹射起飞方式的大型航母。
上海江南造船厂在国内造船行业中排名一直靠前,是中国海军主力战舰的重要诞生地之一,曾经同时开工建造4艘满载排水量达6000吨级的052B型和052C型驱逐舰。这家百年老厂2008年从黄浦江畔整体搬迁到东海之滨的长兴岛后,大型船舶建造实力再度明显提升,厂房面积达560万平方米,拥有450万吨年造船能力,在4个大型船坞中,最大的船坞长580米、宽120米。从建造经验、技术积累、产能等来看,江南造船厂即便同期开工建造两艘大型航母也没有问题。
循序渐进 先易后难
中国海军早在20世纪80年代中期就开始探讨建造航空母舰的相关问题,但当时面临两个“拦路虎”,一缺资金,二缺技术。如今,这两个昔日的难题早已不再成为问题了。
先说钱。中国经济总量已经跃居世界第二位,前几年为拉动内需国家一下子拿出4万亿元投资加强基础设施领域建设。仅从这个大手笔就能看出,中国集中力量办大事的优势得以传承延续。
有一部分人认为航母是“烧钱机器”。这确实没错,航母吨位大、人员多,每天消耗的油、水、电、气等能源物资是常规水面舰艇的数十倍,如美国海军尼米兹级大型核动力航母仅仅一天的电力消耗就赶上一个中等城市。但持此观点者也需要换个角度来想问题,如果没有以军事实力作支撑的国家安全,你想“烧钱”恐怕也没门。回想当年大清帝国,国家财富曾经位居世界第一,但在几艘远涉重洋的英国军舰炮击之下,不仅帝国灰飞烟灭,而且还给近代中国带来了无法洗却的百年耻辱。历史昭示我们,国富兵强才能长治久安!
再说技术。中国造船人经过几十年励志图强,已经掌握了建造航空母舰的所有关键技术。早在20世纪80年代中期,中国造船人就已经突破并掌握10万吨级大型船舶的建造技术和经验。1985年盛夏广东中山一家拆船厂从澳大利亚拖回报废的“墨尔本”号航母,这艘澳大利亚海军从英国海军购进的二手航母早已破旧不堪,但毕竟让中国造船人首次近距离地进行观察和体会。后来几家中国民营公司又陆续通过各种渠道购进了俄罗斯海军退役报废的“明斯克”号和“基辅”号航母,进行简单修整后在深圳和天津作为主题公园开放。中国澳门一家公司则从乌克兰造船厂购得停工的“瓦良格”号航母,历经周折于2002年3月拖回到大连造船厂,由于资不抵债无法清偿银行贷款而被收归国有,最终全面修复并成为中国海军有史以来的第一艘航空母舰“辽宁”号。中国造船人在修复“瓦良格”号的过程中,通过艰苦摸索终于真正全面破解了建造航母的各种技术难题。
舰船、飞机和车辆都属于机械化平台,均离不开动力系统。而高性能涡轮动力装置曾经一度成为让中国航空人和造船人均难以回避的重大技术难关。燃气轮机是大型客机、大型船舶和民用发电等领域的主要动力源之一,而涡轮高温叶片则是燃气轮机的核心部件之一。涡轮高温叶片及其制造技术过去一直是制约我国燃气轮机技术发展的主要瓶颈之一。2008年上海市科委设立重大研究专项课题,针对当前国际上最先进的F级256兆瓦重型燃气轮机涡轮高温叶片开展技术研究和攻关,由上海大学为主承担。通过4年努力,重大专项“高温合金叶片制造技术研究”课题组攻克了目前行业内最难的两项技术,一是让整个叶片成为一个晶粒,即“单晶”技术;二是让晶粒有序地向一个方向排列,以提高叶片强度和避免断裂,即“定向”技术,并形成自己独特的工艺路线。这不仅有助于在燃气轮机关键部件方面突破国外封锁,实现全面国产化,而且还显著降低了制造成本。
中国海军如果首先选择建造类似辽宁舰那样的6万吨级中型航母,其主要动力装置可以选用大型燃气轮机。一旦将来建造超过辽宁舰的8万吨级大型航母,在主要动力装置的选择上则需要考虑核动力推进装置。中国海军第一艘核动力鱼雷攻击型潜艇于1974年8月1日开始服役,也就是说中国早在20世纪70年代初期就已经突破了舰船核动力装置的关键技术。如果中国造船人和核工业部门进行大力协作,制造出供大型航母使用的核动力推进装置当无悬念。
舰载战斗机是航空母舰最主要的武器系统,而固定翼飞机在航母上起飞和着舰的技术难度极高。攻克舰载战斗机起飞和着舰技术是发展航母的前提条件。航母舰载战斗机的起飞方式无非是弹射起飞、滑跃起飞或垂直短距起飞,着舰则无一例外地采用拦阻技术。中国海军辽宁舰采用滑跃起飞方式和拦阻着舰,滑跃起飞对舰载战斗机的技术要求和操作要求更高,也会使其作战能力受到一定影响。最佳选择还是弹射起飞,目前仅美国海军10艘尼米兹级大型核动力航空母舰(各4部)和法国海军“戴高乐”号中型核动力航空母舰(2部)采用蒸汽弹射器,而所有这些在用的蒸汽弹射器均出自于美国通用公司。
当年广东中山造船厂在拆解“墨尔本”号时,中国有关部门未雨绸缪想方设法,最终把其蒸汽弹射装置完整拆卸保留下来。最初由英国人发明、其后由美国人加以完善的蒸汽弹射器,在技术原理上并不复杂,主要涉及复杂精密机械加工制造技术和工艺及材料技术。历经数十年艰苦攻关,中国造船人已经基本攻克这项技术难关。
美国海军在建造下一代航母首舰“福特”号时,在弹射装置上再次进行技术创新,首次安装使用电磁弹射装置。电磁弹射的基本原理与中国率先在世界上建成的上海浦东磁悬浮列车大同小异。与蒸汽弹射装置相比,电磁弹射装置效率更高,使用和维护成本更低,设备体积和重量均减小近一半,而且对航母采用何种动力系统没有特殊要求,代表着未来发展方向。中国在电磁弹射技术领域的研发水平与美国不相上下。海军工程大学的马伟明院士在中国共产党第十八次全国代表大会上当选中央候补委员,当年他在潜艇使用的直流电机研究中立下汗马功劳,如今又成为中国“电磁弹射装置之父”。今年两会期间,马伟明院士在接受媒体采访时表示,他所领导的研究团队已经完全掌握了电磁弹射技术,至于用不用在中国航母上则需要高层决策。
实战部署 南北并重
建造航空母舰不是一日之功,而且也不仅仅局限在造船这一个方面,还包括舰载战斗机、舰载预警机、舰载直升机等配套航空作战装备的设计研制和使用训练,舰载武器系统以及配套的作战和支援保障舰艇的研制,承担航母编队驻泊、训练和保障任务的战略母港的建设,以及人才队伍的培养。这是非常复杂的系统工程,牵一发而动全身,必须系统规划、整体设计、统筹安排、从长计议。
2013年2月26日上午9点半辽宁舰被缓缓拖离大连造船厂码头,在大雾弥漫的笼罩下踏上了部署征途,27日辽宁舰安全抵达并顺利停靠青岛航母基地。中国海军第一个航母战略母港也由此揭开了神秘的盖头。青岛航母基地于2008年3月28日开工建设,至辽宁舰进驻仅仅4年时间,中国海军航母工程建设之紧锣密鼓可见一斑。
可供航空母舰驻泊的母港一般都是天然良港,具有良好的自然地理环境和条件,便于航母编队的日常补给和保障,同时还要考虑能够满足国家安全战略的需要,处于重要的战略防御方向,具备一定防御纵深,适应武器装备发展的水平等因素。这里有一组数据可供参考:全港水域面积超过500万平方米,最大水深超过25米,进出港航道宽度在400米以上,航道水深在11—20米之间,可允许10万吨级舰船进出港湾。港池底质为砂石及黏土,最大潮差2米以下。
青岛航母基地位居小口子村附近的黄海之滨,湾口外有众多岛屿形成天然屏障,是一座山环水绕、风平浪静的天然良港。中国海军的第一个航母基地之所以选择在青岛,主要还在于战略和技术两个方面的综合考虑。青岛的地理位置及海湾港口条件,使其具有成为战略母港的天然优越性。青岛作为海军北海舰队驻地和重要基地,对于保卫渤海湾和首都安全有着极其重要的意义,本身也具备停靠航母编队舰艇的驻泊保障能力。与普通军港保障相比,航母军港保障具有规模大、种类多、环节复杂等三大特点,是一座现代化的超大物流中心。青岛航母基地修建有长度超过600米的超大型码头,以及铁轨、大型塔吊、大型超高压变电站、大型储油设施等配套设施,具有综合补给和保障能力,可供航母编队舰艇长期驻泊和训练。
中国海上安全的战略方向可谓南北并重,北海舰队和东海舰队主要针对西太平洋海域进行战略部署,而南海舰队则主要针对南海战略方向,随着中国海军实力的增强和国家利益的拓展,中国海军还将进入印度洋和日本海。为此,中国海军航母作战力量建设必须适应这样的战略部署。据国外媒体报道,继青岛航母基地落成并启用后,中国海军已经在海南岛的最南端打造第二个航母基地,整体规模与青岛航母基地不相上下,码头长约600米,宽约120米,足以停靠两艘大型航母,各种支援保障和配套设施一应俱全,包括三四座大型地下弹药库以及保卫航母基地对空防御安全的地空导弹阵地等配套设施。
作为中国人,我们期待着国产航母早日服役,在西太平洋和印度洋上有效维护我们的国家利益;如果有需要,未来中国海军航母编队还要进入大西洋游弋巡逻。在综合国力快速发展的今天,这一切已经不再是梦想,而只需要根据时间推移满怀希望地等待即可。■