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六代舰载机多很低矮,未来航母可否恢复二战时的双机库设计

 漫步之心情 2022-05-06 发布于湖南

从中美俄已经出现的六代机方案来看,大部分采用了飞翼或类似飞翼的设计,多是只有一对倾角很大的V尾或是根本就没有垂尾。基于飞翼的特点,六代机的机身宽度却比五代机大了不少,而且因飞翼的机身与机翼已经融为一体,厚度颇大,只能对机翼宽度进行有限的折叠,这对需要上航母的六代舰载机尤为不利,因为这会带来一个严峻的问题,那就是未来航母对六代舰载机的搭载量相比五代舰载机会出现明显下降。

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中美俄三国的六代机方案

但凡事有弊必有利,虽然六代机的宽度大幅增加,但因采用V尾或无垂尾设计,其高度却也降低了不少,如采用V尾后,YF23的高度只有4.3米,远小于F22的5.08米,又如取消垂尾后,X-47B的高度低至3.01米,那么从这个角度出发,设计低矮的双机库以增加未来航母六代机的搭载数量是否可行呢?

虽然双机库的前景看上去很美,但这个问题的答案却是否定的,那么低矮双机库设计又有什么缺点呢,主要有以下几方面:

一,无法搭载舰载预警机。六代机的高度是降了,可其它舰载机如预警机、反潜巡逻机、直升机等机型却没降,特别是预警机,顶着雷达罩这个“大蘑菇”,顶部还得设计卫星通信天线,如E-2C预警机就高达5.58米。也许有人说下一代预警机会用与蒙皮共形的雷达天线,可事实却远非如此,虽然共形天线技术有所发展,但尚未进入实用阶段,用于舰载预警机更是遥远。因此,可以确定六代舰载机还是要与类似E-2C这种形态的舰载预警机进行搭配。

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下一代航母预警机仍然脱离不了E-2C的形态

二,无法实现五六代舰载机的混搭。即使六代舰载机实用化,也可能因为基本设计与定位上的局限,出现五六代机混搭的场面。就像F35为隐形牺牲了载弹量,对面攻击能为差,少不了F-18E/F的配合一样,六代机也可能也要作出类似的取舍,需要与五代机甚至四代机混合搭载,到时侯低矮的双机库相当于取消了四五代舰载机的上舰资格,那可就太被动了。

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F35C依然需要F-18的配合

三,整个低矮双机库的高度可能超出航母的承受范围。航母机库的高度绝不仅仅只是由舰载机高度决定的,机库还要留出照明、消防管线和加固框架等设施的布置空间,还有一个吊顶的过程,且机库地板上还是有不少设备。一般航母两层甲板之间的高度大约为2.4-2.8米,而机库由于情况特殊,会占据大约2-3层甲板的高度,如“尼米兹”级航母的机库就高达8米,比E-2C的5.58米还多了2.42米,也就是说,要停出2.42米的空间,以便于必要的拆解或维修作业。因此,六代舰载机与机库顶棚之间也要至少留出2米的空间,这就意味着六代舰载机的双机库再低矮,高度也要达到六七米,相当于双机库的总高度比“尼米兹”的单机库多出了4-6米,即飞行甲板加高4-6米,这对航母的总体设计是极大的挑战,可能超出其承受范围。

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机库内的E-2预警机,其雷达罩与顶棚之间有不小的间距

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双机库航母与单机库航母结构图

四,双机库可能引发航母超重、重心过高等一系列问题。机库甲板还要承受舰载机二三十吨的重量,且这二三十吨的压力都要集中到小小的起落架轮胎上面,因此,对机库甲板的强度要求非常高。虽然“尼米兹”级航母的机库甲板厚度为38毫米,但用料却是屈服强度达到700MPa的航母用钢材。再以“尼米兹”级为例,其机库长208.48米,宽32.92米,高8.08米,总面积约6800平方米,按照机库甲板用钢7.85克/立方厘米的密度来计算的话,单是机库甲板就有数千吨的重量。

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美国“尼米兹”级航母

但如果设计双机库,增加的可就不仅仅是这数千吨了,还要有相应的支撑结构和周边设施的重量,且机库接近飞行甲板,属于上层结构,这就给航母的重心分布和稳定性带来了很大的隐患,要解决这个问题,涉及面可就广了,到最后,航母为了双机库,可能要增加两三万吨的排水量。总之,理想是丰满的,可现实往往是骨感的,重复配置的结果在实践中从来都是体积、重量、难度上的1 1>2,而不是1 1=2。

其实二战期间,英国和日本曾建造了大量的双层机库航母,但二战时期螺旋桨舰载机的空重最大也就3-4吨,以较大的英国“费尔雷萤火虫”舰载机为例,其空重4423公斤,最大起飞重量6360公斤,翼展13.56米,长11.46米,高4.14米,重要的是配套设施比较简单。因此,二战航母双层机库每层5米的高度就足够满足需求,可到舰载机空重达到10吨级别时,这个高度就完全不够用了,而现在舰载机空重更是已经达到18吨级,起飞重量达到35吨级,双层机库航母超重超高就不可避免了,因此二战后双层机库航母也就销声匿迹了。

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英国“费尔雷莹火虫”舰载机

五,从设计冗余的角度出发,未来航母的机库空间还是设计得大一些好处多。因缺乏裕度而悲剧的例子不胜枚举,F22就是一个很好的例子,尽管是最早服役的五代机,但至今在外观上仍没有明显的变化,其原因就是当初设计得过于紧凑,没有留下多少升级的空间,连EOTS及其相关设备都塞不进去。而航母这样的重器更不是说改就改的,若因基本设计方向失误而用了双机库,带来的损失可不是F22所能比拟的。

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F22服役至今依然是老面孔

总之,在六代机的具体形态尚未确定的情况下,就为六代舰载机设计双机库为时尚早,如果六代舰载机的性能相比五代舰载机有飞跃性提高的话,与其设计双机库,不如先去考虑如何利用弹射器和预警机来充分发挥六代舰载机的作用。

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