“福特”號(hào)（CVN-78）是美國(guó)下一代核動(dòng)力航空母艦福特級(jí)的首艦，2017年7月22日加入美國(guó)海軍服役，成為美國(guó)海軍第十一艘在役航母。電磁彈射器是“福特”號(hào)航母最重大的創(chuàng)新技術(shù)之一，但在近期開(kāi)展的海上測(cè)試中卻出現(xiàn)了意外故障，導(dǎo)致其在5天內(nèi)無(wú)法進(jìn)行艦載機(jī)彈射作業(yè)，為該艦實(shí)戰(zhàn)部署進(jìn)程蒙上了陰影。
完成大規(guī)模飛機(jī)上艦試驗(yàn)
從2017年7月服役后的首次海上阻攔著艦和彈射起飛，到今年1月的飛機(jī)兼容性測(cè)試，這期間“福特”號(hào)航母只與飛行測(cè)試中隊(duì)合作過(guò)。3月20日，美國(guó)海軍第八艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)（CVW-8）協(xié)助“福特”號(hào)完成了飛行甲板資質(zhì)認(rèn)證和航母空中交通管制中心資質(zhì)認(rèn)證，使其具備了搭載T-45“蒼鷹”噴氣式教練機(jī)、F/A-18E/F“超級(jí)大黃蜂”戰(zhàn)斗攻擊機(jī)和E-2D“先進(jìn)鷹眼”預(yù)警機(jī)的能力。
5月30日，美國(guó)海軍第8艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)登臨“福特”號(hào)航母，開(kāi)始進(jìn)行高強(qiáng)度艦上飛行測(cè)試，并將于今年秋天正式加入“福特”號(hào)所屬的第十二航母打擊群，但目前該聯(lián)隊(duì)仍隸屬于另一個(gè)航母打擊群。在“福特”號(hào)交付后的測(cè)試和試驗(yàn)中，第八艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)上艦可謂具有里程碑意義。
此次出航測(cè)試，第八艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)首次在“福特”號(hào)航母上循環(huán)作業(yè)，在晝夜循環(huán)飛行作業(yè)中共完成324次彈射起飛和攔阻著艦，認(rèn)證了50名艦載機(jī)飛行員，其中包括“福特”號(hào)艦長(zhǎng)卡明斯上校。截至目前，“福特”號(hào)航母已使用電磁彈射器和先進(jìn)攔阻裝置進(jìn)行了3480次彈射和攔阻。
同時(shí)，“福特”號(hào)航母首次使用艦上彈藥庫(kù)為飛機(jī)供彈，在艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)飛行作業(yè)期間，實(shí)施了完整的軍械調(diào)運(yùn)流程，通過(guò)先進(jìn)武器升降機(jī)將數(shù)千磅惰性彈藥從下層甲板彈藥庫(kù)運(yùn)至飛行甲板上的保障機(jī)位，用于F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)的近距空中支援和空對(duì)地訓(xùn)練任務(wù)。
“福特”號(hào)的先進(jìn)武器升降機(jī)在最近的海上任務(wù)中進(jìn)行了1300多次循環(huán)，成功運(yùn)送176枚惰性炸彈，為艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)的飛行任務(wù)提供彈藥支持。截至目前，先進(jìn)武器升降機(jī)累計(jì)循環(huán)次數(shù)已超過(guò)1萬(wàn)次。而美國(guó)《大眾機(jī)械》網(wǎng)站2019年11月6日?qǐng)?bào)道稱，“福特”號(hào)航母的11臺(tái)升降機(jī)中只有4臺(tái)能正常工作。
按照計(jì)劃，美國(guó)海軍第十二航母打擊群（CSG-12）的指揮官和參謀人員于6月3日首次上艦，在航行期間成功實(shí)施了預(yù)定的指揮控制行動(dòng)，并與“福特”號(hào)航母、“杜魯門”航母打擊群以及更高層級(jí)指揮部協(xié)調(diào)。第十二航母打擊群司令克雷格·克拉普頓少將評(píng)估認(rèn)為，“在重要的指揮控制領(lǐng)域，打擊群和航母都超前于計(jì)劃”，交付后測(cè)試和試驗(yàn)階段其實(shí)就是艦隊(duì)操作人員使用“福特”號(hào)的系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)異常情況并提出有效的解決方案。這些解決方案將確保“福特”號(hào)完成作戰(zhàn)試驗(yàn)、進(jìn)入艦隊(duì)時(shí)，做好支持作戰(zhàn)人員的準(zhǔn)備。
6月2日，“福特”號(hào)航母電磁彈射器的動(dòng)力單元發(fā)生故障，這在一定程度上影響和減少了飛行作業(yè)，但第十二航母打擊群、“福特”號(hào)航母和第八艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)仍完成了預(yù)定的重要目標(biāo)。6月7日飛行結(jié)束后，“福特”號(hào)航母按計(jì)劃返回港口，繼續(xù)進(jìn)行交付后測(cè)試和試驗(yàn)。
電磁彈射器具有諸多優(yōu)點(diǎn)
美國(guó)海軍6月8日發(fā)表聲明稱，“福特”號(hào)航母電磁彈射器在近期海試期間發(fā)生故障。6月2日，艦員發(fā)現(xiàn)連接電磁彈射器供能系統(tǒng)和艦船發(fā)電系統(tǒng)的電磁彈射器能源管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障。經(jīng)過(guò)上艦的電磁彈射器技術(shù)專家和艦員數(shù)天的故障排查和評(píng)估，“福特”號(hào)航母電磁彈射器于6月7日恢復(fù)工作。
電磁彈射器本質(zhì)上是一臺(tái)直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)給直線電動(dòng)機(jī)通以足夠強(qiáng)的電力并對(duì)其進(jìn)行精確控制，產(chǎn)生合適的推力，帶動(dòng)艦載機(jī)在限定距離內(nèi)加速到起飛速度。相較于20世紀(jì)50年代發(fā)明的航母蒸汽彈射器，電磁彈射器具有諸多優(yōu)點(diǎn)：
一是構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，體積小、重量輕，易于布置。福特級(jí)航母安裝4部電磁彈射器，分別在艦艏飛行甲板和斜角甲板各安裝兩部，這與尼米茲級(jí)航母的蒸汽彈射器數(shù)量和布局基本相同。
蒸汽彈射器是將反應(yīng)爐制造的大量高壓蒸汽儲(chǔ)存于汽缸中，使用時(shí)用蒸汽推動(dòng)牽引飛機(jī)的彈射梭，以270公里/小時(shí)的速度將飛機(jī)彈射升空。電磁彈射器的工作原理與磁懸浮列車類似，由電力驅(qū)動(dòng)并通過(guò)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)，不需要海水淡化裝置、高壓水泵、加熱鍋爐、貯水器等高壓容器，全重只有蒸汽彈射器的一半，可減重二三百噸，體積只有蒸汽彈射器的三分之一，占用艦體空間更少。
二是反應(yīng)快、可靠、易維護(hù)、效率高。電磁彈射器反應(yīng)快捷，準(zhǔn)備時(shí)間只需十幾分鐘，在利用效率上要比蒸汽彈射器高出10倍，艦載機(jī)的日出動(dòng)量可由原來(lái)的120架次增加到160架次，其最大日出動(dòng)量也由原來(lái)的220-240架次增加到270架次。電磁彈射器只需90名艦員即可操作，而蒸汽彈射器需要120余人。
三是易于控制和調(diào)節(jié)，可彈射艦載機(jī)的范圍廣，對(duì)艦載機(jī)的損傷更少。電磁彈射器可以精確調(diào)節(jié)彈射力的大小，以適應(yīng)不同類型的飛機(jī)，并使飛機(jī)承受較低的應(yīng)力。蒸汽彈射器雖然也具備這項(xiàng)功能，但控制精度較低，因而有很大的局限性，質(zhì)量小于18噸的飛機(jī)在蒸汽彈射時(shí)可能會(huì)傷及龍骨。而電磁彈射器在理論上可以彈射不同質(zhì)量的艦載機(jī)，從小到2公斤、大到40噸的各種航空飛行器，可在100米距離內(nèi)將飛機(jī)的速度迅速提高到296公里／小時(shí)。而飛行員則是最大受益者，新型的電磁彈射器可以讓飛行員平穩(wěn)升空，避免了蒸汽彈射器的顛簸之苦。
目前，世界上現(xiàn)役的美國(guó)海軍10艘尼米茲級(jí)航母和法國(guó)海軍“戴高樂(lè)”號(hào)航母全部使用蒸汽彈射器，蒸汽彈射器從發(fā)明到上艦安裝使用至今已有近60年，因而技術(shù)相對(duì)成熟。其實(shí)，美國(guó)海軍航母在最初安裝蒸汽彈射器進(jìn)行艦載機(jī)彈射時(shí)，也曾經(jīng)發(fā)生過(guò)很多故障甚至機(jī)毀人亡的重大事故。在航母彈射技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上，電磁彈射器必將成為新一代航空母艦的首選，這主要是由于電磁彈射器具有上述諸多的明顯優(yōu)勢(shì)，更在于其與新型作戰(zhàn)艦艇全電力推進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)相吻合。
能否按計(jì)劃實(shí)戰(zhàn)部署還有待觀察
美軍研發(fā)的航母電磁彈射器由三大主要部件構(gòu)成，分別是直線同步電動(dòng)機(jī)、盤式交流發(fā)電機(jī)和大功率數(shù)字循環(huán)變頻器，其中主體是直線同步電動(dòng)機(jī)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，電磁彈射器的技術(shù)原理相對(duì)簡(jiǎn)單明了，但技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較大，主要是缺少大量的艦上彈射實(shí)踐，因而還需要進(jìn)行不斷驗(yàn)證。
2015年5月15日，“福特”號(hào)航母電磁彈射器接受了第一次測(cè)試，這也是其首次艦載全速?gòu)椛湓囼?yàn)。在測(cè)試中，艦載發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電脈沖，通過(guò)調(diào)節(jié)能量的電子元件進(jìn)入直線電動(dòng)機(jī)，這些部件安裝在飛行甲板的下方。電能使得直線電動(dòng)機(jī)推動(dòng)滑塊在彈射導(dǎo)軌上以約333公里／小時(shí)的速度前進(jìn)，直到滑塊到達(dá)導(dǎo)軌終點(diǎn)停下。“福特”號(hào)2017年7月服役后，電磁彈射器開(kāi)始彈射上艦的艦載機(jī)。
目前，美國(guó)海軍正在采取措施提升“福特”號(hào)航母的作戰(zhàn)能力，使其盡快成為真正可以海上作戰(zhàn)的航空母艦。而電磁彈射器可靠性是影響航母戰(zhàn)斗力的重要因素，并在很大程度上決定了其全壽命周期費(fèi)用。“福特”號(hào)服役近3年來(lái)一直在進(jìn)行各種試驗(yàn)而尚未形成作戰(zhàn)能力，2019年10月完成試航后維修／有限可用性維修，現(xiàn)在處于為期18個(gè)月的交付后測(cè)試和試驗(yàn)階段的中期，計(jì)劃在2021年開(kāi)展全艦沖擊試驗(yàn)和后續(xù)維護(hù)，在2023年或2024年完成首次部署，但這一目標(biāo)能否如期實(shí)現(xiàn)還有待觀察。（立文）
（來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)）
