未来航母选择之路
2018-07-13陈传明编译
陈传明 编译
海基战术航空兵是美国海军力量投送作战概念的重要组成部分。高度一体化的舰载机联队提供的军事能力,能够满足从和平时期到高度紧张的主要作战行动各类军事行动的需要。虽然舰载机联队是实际提供作战能力的部门,但它离不开各个方面的支援,包括战术距离的弹射起飞和降落、燃料和飞行机组补给、维修和其他战斗勤务。这些支援都是由航母的舰员提供的。2017年夏天,杰拉德·福特号航母正式服役后,美国海军实际拥有11艘核动力航母,能够满足国会规定的法定需求。这11艘航母中,有10艘在任何时候都能正常投入作战,另有1艘进行寿命中期换料复合大修。
有人担心,美国海军继续建造福特级核动力航母将会不断增加采购成本,可能会对整个海军造舰预算产生重大的负面影响。参议院武装力量委员会指出,海军或可开发成本更低的替代性方案。这就要求海军研究低成本替代性方案的可行性。更具体地说,海军要做到以下几点:在可能的情况下评估舰队对海基战术航空兵能力的需求;至少提出能够满足能力需求的3种替代性平台,要考虑将无人机纳入未来的舰载机联队;对各种替代性方案进行成本评估。
美国海军要求兰德公司协助响应这些需求,对福特级核动力航母与替代性方案进行采购成本和效益比较分析,重点研究在国会认可及海军可以提供预算支援的情况下,长期性造舰计划如何实现从现有方案到低成本航母的顺利过渡。
替代性方案考虑
兰德公司的报告分析了美国海军在企业号航母或尚未命名的福特级航母之后采用4种航母替代方案的可行性。其中包括2种大型航母平台和2种小型航母平台,前者保留了使用甲板弹射器和拦阻装置弹射起飞、降落固定翼飞机的能力,后者能够起降短距起飞和垂直降落飞机。这4种替代方案具体如下。
以当前10万吨级的福特级航母为基础进行后续设计,采用2套生命周期反应堆并变更其他设备和系统,以降低成本(我们将此设计方案称为CVN 8X型航母)。
以排水量为7万吨的弗莱斯特级航母为基础进行后续设计,采用新型飞行甲板和综合推进装置,能够搭载目前的大型综合舰载机联队,但与福特级航母相比,飞机出动能力、生存能力和续航能力都要弱一些(我们将此设计概念称为CVN LX型航母)。
以排水量为4.3万吨的美国级两栖攻击舰为基础进行后续设计,采用常规燃油动力,仅支持短距起飞和垂直降落飞机作战,但速度比美国级两栖攻击舰更快(我们将此设计概念称为CV LX型航母)。
以目前一些盟国海军使用的排水量约2万吨的轻型航母为基础进行后续设计。该型航母在基本模式上将类似于4.3万吨的航母,采用常规动力,搭载短距起飞和垂直降落飞机(我们将这个设计概念称为CV EX型航母)。
这些替代性方案概念与相关要求保持一致。但是,这些概念也代表了可以合理降低成本并有可能满足未来战争需求的各种特征。我们评估了每个替代性方案作战效果和粗略的比较成本。需要指出的是,后两种选项将需要海军现有的航母打击大队作战概念发生重大变化,需要调整海军的飞机采购计划,并且需要调用联合部队的其他能力弥补其不足。
核动力航母的衍生需求
我们进行分析的前提和基础,是一艘航母能够搭载足够的战术空中力量,以在最紧张的情况下支持联合作战的能力;具备搭载空中预警机和电子攻击机,并支援战术空中力量执行任务的能力。这些需求规定了航母必须具备的特殊能力,反过来推动着航母的总体设计。
能够搭载E-2D先进鹰眼空中预警飞机和EA-18G咆哮者电子攻击飞机。这两者都是需要弹射辅助起降装置的固定翼飞机。我们考虑到CV LX和CV EX型航母并没有搭载这些飞机的能力,会给作战带来负面影响。
能够搭载现有的空中打击战术飞机,其中首要的是F-35C闪电Ⅱ联合攻击战斗机。该型机需要弹射器弹射升空,需要长约1000英尺的飞行甲板拦阻降落。我们认为,未来作战想定所需的战术飞机数量不会减少,但较小型的航母(CV LX和CV EX型航母)仅支持起降具有短距起飞和垂直降落功能的F-35B闪电Ⅱ战斗机。因此,较小的航母方案不符合海军现有的航空发展规划要求。
推进系统必须能够支持高航速,并提供冗余的推进能力,满足发电需求,这还可能包括支持电动一体化推进系统的选项。
弹仓规模必须足够大,能够满足持续作战需要,实施作战行动期间两次补给之间的间隔不得少于7~10天。这种规模将与航母航空部门的规模相称;搭载飞机数量少的航母将不需要与大型航母相同尺寸的弹仓。
海军在设计未来航母时可能会在多种能力间进行取舍,例如可能放弃高价值装备的主动防御系统,或放弃搭载空中预警和电子攻击飞机。一些取舍可能不会影响作战概念,例如飞机电磁发射系统数量的减少或其他可能影响总出击率的措施;但另外一些则会从根本上改变航母打击大队的作战模式,或大幅改变海军的造舰和飞机采购计划。
作战影响
为评估作战可行性,我们使用了与舰队指挥官在联合特遣部队演习认证活动中使用的一般威胁想定相类似的想定,来评估航母打击大队的部署准备情况,并且确定了未来任务可能发生变化的方面。福特级核动力航母的一个重要作战效能参数是总出击率,这是衡量“后续任务起飞、降落、服务、装载和准备飞机的能力”的一种指标。因此我们对作战影响的初始评估,是针对各种力量要素基本不变的情况下替代性航母对总出击率的影响,同时考虑其他相关因素。
我们注意到,根据未来的作战规划想定,考虑到由于对峙时间增加而导致出击持续时间延长,美国海军可能不需要与福特级核动力航母关键性能参数一致的总出击率。
我们对航母方案的分析说明了某些情况下的能力不足。
CVN 8X型航母是福特级核动力航母的后续型号,与今天的福特级航母相比,具有相似的作战能力。未来该型航母或可通过放弃一些昂贵的功能来降低成本,这些功能对作战能力的贡献不高,但是目前的计划中还没有这样的内容。
CVN LX型航母可提供一支作战能力保持在当前水平的一体化舰载机联队,但由于武器和燃油携载量的限制,持续执行作战任务的能力会弱一些。它的舰载机总出击率可能比不上福特级航母,但是这对于高强度作战想定来说并不是太大的问题。某些环境下它的生存能力较弱,而且作战冗余度会比福特级航母低,因此我们可能需要考虑不同的作战概念。尽管还无法准确评估生存能力下降带来的影响,但这个问题很重要,不能只顾着节约成本而因小失大。可依靠减少工程冗余、放慢进度以及削减舰载机联队燃油携载量等方式来降低成本,但可能会影响到作战机动性。
CV LX型航母是以美国级两栖攻击舰为基础发展而来,如果建造数量远远超出现有的航母建造计划,那么它将是美海军降低航母成本的一个低风险替代方案:我们提出了2艘换1艘的替代性方案。然而从长远来看,随着现有航母舰队逐步退役,除非将失去的能力重新分配给联合部队中的新型飞机或平台,否则CV LX型航母将不会成为航母舰队的可行选项,而且成本未必降低。这个平台对于航母部分任务来说是可行的,但即使对于这些任务,也可能需要增加平台的数量。如果建造的数量足够多,该型航母可能最终促使海军调整部队结构,减少福特级航母的数量,不过我们仍然需要对其所能担负的任务、作战行动、基地选项以及受支援的空中战斗单元进行更深入的研究。
我们评估了最小型航母之后发现,2万吨级的CV EX型航母,既不提供充足的作战能力,也不提供一体化的舰载机联队,从而迫使海军依赖其他传统平台或陆基资产提供关键能力—特别是空中预警飞机。因此,该型航母并不能代替现有的航母,而且需要联合部队其他平台、飞机和武器能力的密切配合。这种航母只有在广泛的舰队体系架构转型之下才会是一条可行的途径,特别是在需要广泛分析、任务需求相对较单一的领域。虽然这样一种替代性方案不是航母的可行替代品,但是我们通过这种分析,有助于弄清楚目前的航母方案是否有任何需要调整的方面。
平台成本比较
平台成本评估反映了替代性概念平台与当前福特级航母项目预算数据之间的对比情况。这主要以吨位变化为依据,但也包含新设计产生的非经常性工程费用、与不同设备相关的成本、学习新舰新设计所带来的潜在损失以及支持新平台而需要的部队结构变化带来的成本等因素。成本比较的总体结果如下。
福特级核动力航母的衍生型—CVN 8X型航母的舰载机总出击率要低于福特级,主要性能参数会弱一些,不过整体平台成本可能有所降低。如果像哥伦比亚级弹道导弹核潜艇一样,让该型航母用上全寿命周期型核反应堆,以降低成本,可能结果适得其反。从发展成本和使用寿命权重来看,该型航母几乎没有任何成本优势。
CVN LX型航母在整个舰船寿命周期内可以节约大量的能源,似乎是可进一步探索的概念方案。该型航母的设计变更和生命周期成本可以充分吸取福特级航母已经出现过的教训,从而可以大大降低建造成本。与传统平台相比,该型航母依靠混合驱动装置和更少的机械部件,可以进一步降低维护成本。不过CVN LX型航母是一种全新设计,需要在短期内对非经常性工程进行重大投资,才能确保2030年及时交付海军服役。
CV LX型航母虽然需要更大的部队结构来保持空中能力,但如果大型航母数量能够减少,总体建造成本仍然可能会降低。然而,正如报告所述,如果不对联合部队执行作战任务的能力损失,以及这些平台仅能执行有限的任务等情况进行广泛的进一步分析,削减航母数量造成的能力损失将得不偿失。因为要增加系统抵消替代型航母带来的能力损失,所以任何的成本节约措施都存在不同程度的局限性。
CV EX型航母是最小的航母,如果不对海军作战概念进行重大修改,这并不是一个可行的选项。虽然CV LX型航母的情况也是如此,但是只要航母数量足够,搭载小规模舰载机联队的总出击率也不会低多少,后者却做不到这一点。CV EX型航母具有CV LX型航母的所有不足,并将带来更大的相互支援和后勤保障问题。
未来作战想定与规划的重要特点包括对抗距离增加、飞机出击时间延长,因此总体出击率降低,是相对合理的。