晨楓：六代機什麼時候能上航母？

【文/觀察者網專欄作者 晨楓】

中國第三艘航空母艦福建艦上，空警-600的機翼像孔雀開屏一樣徐徐展開後，在電磁彈射的推動下，從甲板盡頭輕鬆地一躍而起，飛入藍天。

殲-35和殲-15T也一樣，輕鬆、穩定地彈射起飛。着艦和掛上攔阻索也一樣輕鬆、精準。

彈射殲-35非常輕鬆

從2012年“遼寧”號交付海軍到現在，中國海軍的艦載航空力量走過了短短但充實的13年。在這厚積薄發、不斷前進的13年裏，中國海軍艦載航空力量完成了從單機到體系、從岸基到艦基、從滑躍到彈射、從能飛到能戰的巨大跨越。在“遼寧”號之前，不算艦載直升機的話，中國只有旱鴨子海航。在“福建”號之後，中國海航一躍而入世界最先進行列。

這不是自吹自擂，“福建”號上的電磁彈射（以下稱“電彈”）和電磁阻攔（以下稱“電攔”）達到了世界最高水平，因為在視頻中的“福建”號幾乎靜止，艦載機的起飛和着艦基本上沒有利用甲板風。

航母前進時，甲板上形成與航速相對應的迎面的甲板風。起飛時，艦載機需要考慮相對於環境空氣的相對速度，理論上，如果航母航速達到艦載機的起飛速度，艦載機甚至可以不需滑跑而直接“飄飛”升空。在着艦時，艦載機也需要考慮相對於航母甲板的相對速度，在理論上，航母航速達到艦載機的着艦速度的話，艦載機也可以不需滑跑而直接“飄落”到甲板。

因此，航母航速越高，對起飛和着艦越有利，或者説對彈射和攔阻索的減負越有利，但對航母的動力要求也越高。美國核動力航母的最高速度都是“超過30節”，“小鷹”級是32節，“福萊斯特”級則高達35節。“迎風轉向、全速前進”是航母放飛和回收的標準動作。

但“福建”號在彈射起飛和攔阻索着艦試驗時幾乎靜止，不利用甲板風對彈射和攔阻索的減負，這實際上是對電彈和電攔性能的極限測試，體現了對電彈和電攔的高度信心。

電彈是用電磁力給艦載機的起飛助推，這種設計相比於蒸汽彈射優點很多。我們可以將蒸汽彈射比作炮彈出膛，高壓蒸汽進入汽缸後，推動活塞前進，帶動艦載機加速滑行。但是在此過程中，蒸汽不斷膨脹減壓，動力一路下降，所以出力曲線與加速要求由緩到猛是反的，但這是本質問題，沒法解決。而電磁彈射則不同，它可以通過精確的電磁力調控，維持出力曲線和加速度，實現彈射力量精細可調，彈射加速均勻。

蒸汽彈射的力度也很難調節。在艦上開始搭載起飛重量大大低於戰鬥機、預警機的無人機時，有“用力過度”導致能量浪費乃至飛機散架的問題。電彈不消耗高品質淡水，沒有寒區結冰的問題，擁有更強的彈射系統理論壽命，這些是蒸汽彈射可望而不可即的優點。

彈射殲-35時，甲板風較小

電彈另一個巨大的優點是準備和再啓動時間短。據報道，“福建”號電彈從冷啓動到準備就緒只需要15分鐘。蒸汽彈射的全系統需要像熱電廠一樣預熱，整個預熱時間需要的時間至少以小時計，以避免過快和不均勻的熱脹冷縮造成結構損壞。為了避免漫長的再啓動時間帶來的影響，航母一旦戰鬥出航，就常常全時保持預熱狀態，造成不小的浪費，也給維修帶來困難。

雖然電彈的基本原理不復雜，線性馬達早在磁懸浮列車上使用，但對航母發電功率要求和系統可靠性要求不可同日而語。各種小問題的量變會導致系統可靠性的質變，美國“福特”級首創使用電彈，但也苦頭吃足，投入巨資、寄予厚望很多年後都形不成戰鬥力，弄得特朗普在第一任裏要把未來美國航母改回到蒸汽彈射。

在人們集中關注電彈的時候，我們需要意識到，航母電攔的挑戰至少一樣巨大，意義也一樣巨大。傳統攔阻索用液壓阻尼器減速，實際上就是活塞上打滿小孔的液壓缸。當活塞被攔阻索拖動時，濃稠的液壓油強迫流過小孔，形成阻尼。

像蒸汽彈射一樣，液壓減速的阻尼力難以調節，對輕型飛機的損傷尤其嚴重，每次攔阻就好像一頭撞到牆上一樣，可能造成結構損壞。而且液壓減速在掛鈎時阻尼力最大，不僅對着艦飛機產生巨大的衝擊，也嚴重損耗攔阻索的使用壽命。有説法為確保不會出現危險的崩斷事故，在“尼米茲”級上高峯出動期間，一天下來就可能要更換攔阻索。

電攔有兩個階段。初級階段還是用液力減速，但將液壓缸換成水力渦輪，基本阻尼力可以調節。電機進一步控制攔阻索的張力，用於即時精細調節瞬時力度，使得掛鈎的受力均勻，既減少對着艦飛機的衝擊，也延長攔阻索的使用壽命。

理論上，高級階段的電攔則可像電車的能量回收剎車一樣，利用減速的能量發電，回饋艦上電網，降低動力系統的發電壓力。立意很豐滿，但現實很骨感。着艦飛機的減速能量巨大，能吸收這樣瞬時功率的回收發電機的容量需要至少與電彈的電機相當，然後要有特別高效的能量管理，確保電網不至於受到衝擊。飛輪儲能可以緩衝一下，但不能完全解決問題。

空警-600攔阻着艦

“福特”號在設計時，設想過通過電攔回收能量，但電彈本身的技術挑戰已經夠大，再加上電攔，接不住了，所以只走到第一階段。這種設計相對於傳統的液壓減速，已經是一大進步。在公開報道中，“福建”號只報道説採用電攔技術，沒有説明是否走到高級階段。考慮到中國電彈和艦上電網技術的先進性，實現高級階段電攔的條件比“福特”號更好。

“福特”號的很多苦頭來源於其採用的中壓交流系統。交流電應用廣泛，系統緊湊，但對於頻率、相位和負荷管理要求很高。如果頻率或者相位亂了，就好比八駕馬車的馬的步伐不再同步，然後就互相絆腳，系統就要崩潰。這時需要八匹馬迅速甩負荷自保，然後再一匹馬一匹馬重新加入對馬車的牽引，直到最後八匹馬全部歸位，才能恢復原來的馬車負荷。

對於航母來説，這樣的重啓在平時就是極大的麻煩，在戰時可能就是要命的。電彈的運作對艦上電網會產生頻繁衝擊，大大增加艦上電網的脆弱性。

“福建”號採用中壓直流系統，沒有頻率、相位和同步問題。雖然大部分用户其實用的是交流電，但我們可以在用户端把直流變交流，因此整艦基幹電網還是直流。這好比把八駕馬車分解成八輛馬車，各馬拉各車。一旦出現問題，故障只會侷限在局部，不會因為不同步而擴散到全電網。

用户端直流變交流也便於針對具體要求實現電壓、頻率甚至相位（比如雙相電、三相電甚至多相電）的本地專用化。要緊的是，基幹電網直流化後，電網對負荷、頻率、相位變化不敏感，可靠性極大提高，這才是電氣化的堅實基礎。

在央視視頻裏，海上麗日下的殲-35、殲-15T和空警-600在甲板上肩並肩，然後在電彈推動下，接二連三地躍入藍天，又接二連三地返回着艦，充分展示了全系統的強韌性和可靠性。當然，三架飛機的起飛、着艦還不能説明太多問題，假以時日，人們會看到三十架飛機的接連起飛和着艦的。

“福建”號是2022年6月下水的，三年來進行了九次海試。除了在港內用小車進行的電彈試驗，有關電彈和電攔的測試一直深藏不露。央視視頻裏展示的究竟是首次電彈、電攔，還是隻是三個機型一起的最後全循環測試這一點難説。筆者推測，這應該是最後的三型聯合全循環測試，而不是各型機的首次測試。

三機同框

按照飛機起降測試的流程，一般需要首先進行艦載機攔阻測試，然後將飛機吊下甲板，以便艦上推進後續工作。隨後同樣需要將飛機吊上甲板，進行首次彈射起飛測試。然後才談得上全循環測試，這還得一個型號一個型號來。

考慮到“福建”號此前已經8次海試，在“山東”號之後，海上系統和電子系統的測試已經熟門熟路，未必需要那麼多的測試，電彈、電攔才是重點。在多次海試中，美國衞星什麼也沒有看到，至少沒説看到過什麼，這也側面説明了中國對反衞星偵察能力也駕輕就熟了。

不管怎麼説，現在“福建”號完成了三個型號的全循環測試，具備了形成戰鬥力的條件。這也是完美的艦上三劍客組合：殲-35作為空戰主力，殲-15T作為導彈卡車和後衞，暫時還要充當夥伴加油平台，空警-600則是艦隊在空中的千里眼、順風耳。

如果説“遼寧”號、“山東”號也能搭載殲-35的話，空警-600是這倆難以補上的短板。直-18預警直升機只解決有無問題，升限和留空時間都太侷限。空警-600才真正解決了艦隊防空預警的問題。這也意味着“福建”號與“遼寧”號或者“山東”號配合使用的時候，後者可以共享空警-600資源，極大提高戰鬥力。

在“遼寧”號開始服役的時候，各種懷疑派紛至沓來，認定中國航母需要很長時間才能真正形成戰鬥力，“遼寧”號可能一輩子都只是“科研用途”。必須説，這些懷疑並非毫無道理。航母戰鬥力不是零星戰鬥機能從艦上起飛、着艦就能實現的。艦載航空力量代表軍中精鋭裏的精鋭，只是從0到1是不夠的，達不到100就是不夠好。

但中國海軍沒有被挑戰嚇到，也沒有急於求成。一步一個腳印，不僅“遼寧”號、“山東”號形成真正的戰鬥力，“福建”號還見證了世界上第一架電彈起飛第五代戰鬥機。沒錯，“福特”號至今只能搭載F-18E/F，不能搭載F-35C。

“福特”號的設計先於F-35C，在建造過程中也沒有對F-35C的搭載要求進行相應修改，以至於維修、彈藥、作戰保障方面不配套，需要到中期大修的時候才能進行適配性改裝。而二號艦“肯尼迪”號和後續艦都是適配的。

F-35只能由部分尼米茲級航母彈射起飛

現有“尼米茲”級中，只有“卡爾·文森”號、“華盛頓”號、“林肯”號、“羅斯福”號具有搭載F-35C的能力，“尼米茲”號和“艾森豪威爾”號臨近退役，不會改裝了，其他幾艘要等到中期大修才改裝。

而好玩的是，“福特”號還較新，離中期大修還很遙遠，反而可能會成為最後搭載F-35C的美國航母。在“肯尼迪”號成軍之前，“福建”號是世界上唯一可以使用電彈並搭載第五代戰鬥機的航母。

航母和配套系統的設計、建造、測試是巨大的系統工程。“遼寧”號是巨大的改建工程，“山東”號有“遼寧”號作為基本模板，“福建”號是中國第一種完全從白紙開始的全新航母設計，還結合進去先進電彈、電攔。不説別的，電彈、電攔本身是巨大的電磁源，如何避免與艦載電子系統的相互干擾，就是不小的挑戰。“福建”號展現了中國速度、中國氣魄、中國格局，這也是中國工程技術實力的綜合體現。

中國的工程技術能力還在於完整的配套系統。比如説，殲-35從陸基的“鶻鷹”發展而來，但經過了大量的上艦改裝，包括：前輪單改雙、機翼可摺疊、翼尖修形和增大面積、雙垂尾梯形改後掠、加裝大型尾鈎。這些都是顯而易見的改動，而平尾作動機構從“指尖”式改為側軸式則不大容易注意到，此外還有更多相對隱蔽的改動。

人們對陸基戰鬥機改型為艦載戰鬥機的難度容易認識不足。實際上除了冷戰結束時代的蘇聯（蘇-27改型為蘇-33），只有美國（F-35A改型為F-35C）做到，其他艦載戰鬥機都是從一開始就按照艦載戰鬥機設計的，包括法國“陣風”。

福建艦圓了側衞系艦載機的彈射夢

中國不僅是工程師大國，更是工程師強國。中國工程師完美地解決了各種挑戰，“福建”號成為世界上最先進航母之一，説“之一”是必要的謙虛謹慎。先進、成熟的電彈、電攔實際上技術水平超過“福特”級，第五代的殲-35的空戰能力也超過F-35C，面對F-18E/F則更是手到擒來了。但這不是盡頭，已經飛起來的南北六代可能會上艦，已經拉上長安街檢閲的兩種無殲和無偵、無僚更有可能上艦。

六代無殲上艦的意義不言而喻，與五代的殲-35相配合，可以用五代機打六代機的仗；與四代半的殲-15T相配合，也足夠獲得對F-18E/F、F-35C的優勢。

無偵上艦的意義則在於補充衞星偵察。如前所述，衞星偵察不僅受到重訪週期的限制，還容易因為重訪規律被對手掌握而被對手用反偵察手段規避。高空高速高度隱身的無偵則可以在衞星的概略偵察後及時補充，精確、即時地掌握敵情，便於制定戰術和引導打擊。

傳統上，重量輕但低速性能不好的無偵通常來説不適宜上艦，但電彈、電攔提供了額外的可能性。事實上，助推力可調的電彈提供新的可能。比如無偵的巡航動力一般不超過起飛推力的1/3，這意味着用大功率電彈也許可以在起飛中直接達到無偵的巡航速度，飛機的動力要求可以極大降低，有利於降低飛機重量、提高航程。

這一點無人機與有人機不同，電彈能解決起飛的推力問題，不能解決着艦失敗、必須復飛時的推力問題。但無人機對復飛安全性的要求大大降低，復飛推力要求隨之降低。或許不能一步到位、直降2/3的推力，畢竟起飛後，還有爬升、加速等需求，但降低1/3到一半還是有可能的，給艦載無人機提供獨特的機會。

期待攻擊-21出現在軍艦上

這對無人僚機改裝的艦載加油機或許特別重要。加油機沒有機動性要求，但需要載油量最大化。較小的發動機不僅重量降低，也更加省油。

美國先有航母，後有無人機，所以還在摸索無人機上艦的問題。中國是無人機超級大國，“福建”號可能在設計和建造時就對無人機上艦有所考慮，是時候發揮彎道超車的優勢了。

在航母的賽道上，英國、日本、美國、蘇聯都是先行者，現在美國依然是領跑者。但“福建”號上艦載機三劍客歷史性的騰躍代表的是彎道超車。

如果電彈、電攔、艦上電網已經説明了問題，那麼在一些不為人注意的方面也在揭示中美雙方的差距。在四面陣已經成為防空驅逐艦標配的當下，“福特”級卻悄悄改回三面陣，一面向前，另外兩面分別向左右側後。

雖然説相控陣可以用固定陣面實現波束偏轉，但這也就意味着在遠離垂直於雷達陣面的方向上雷達會出現“弱視”。相控陣單個陣面視角一般不超過120度。四面陣可以保證各陣面的邊緣視界有所重疊，結合部不至於出現死區，但三面陣就難保全覆蓋了。

雖然航母的空情要求沒有防空驅逐艦那麼高，出於降低成本，用三面陣沒什麼不可以，但這也説明了美國開始在最高端、最昂貴戰艦上“剋扣斤兩”了。相比之下，不管是“遼寧”號、“山東”號，還是“福建”號，統統四面陣。而技術上的豪橫也是彎道超車的一部分。

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