航空母舰(Aircraft Carrier)简称“航母”、“空母”,是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇。舰体通常拥有巨大的甲板和坐落于右侧的舰岛,航空母舰一般总是一支航空母舰战斗群的核心舰船, 舰队中的其它船只提供其保护和供给,而航母则提供空中掩护和远程打击能力发展至今,航空母舰已是现代海军不可或缺的武器也是海战最重要的舰艇之一, 依靠航空母舰,一个国家可以在远离其国土的地方、不依靠当地的机场情况施加军事压力和进行作战。,航空母舰已是现代海军不可或缺的利器,也成为了一个国家综合国力的象征。
航母按照动力方式来区分,一般分成两种:1.常规动力,如美国的小鹰号;2.核动力,如企业号与尼米兹号。也可按排水量区分,分为轻型航母(因造价较超级航母较便宜,又称“平民航母”)排水量在3万吨以下。中型航母,如法国戴高乐号,满载排水量39680吨。重型航母,如尼米兹,满载排水量91487吨。
现代航空母舰是高科技的产物,以舰载作战飞机为主要武器,并整合通讯、情报、作战信息、反潜反导装置及后勤保障为一体的大型海上战斗机移动基地平台。依靠航空母舰,一个国家可以在远离其国土的地方,不依赖当地的机场施加军事压力和进行作战行动。世界上第一艘航空母舰是1918年5月完工,同年9月正式编入英国皇家海军的“百眼巨人”号。该舰排水量为14459吨,可载机20架。它的诞生标志着世界海上力量发生了从制海到制空、制海相结合的一次革命性变化。
现代航空母舰的主要任务是以其舰载机编队,夺取海战区及近海陆缘的制空权和制海权。现代航空母舰及舰载机已成为高技术密集的军事系统工程。航空母舰是一支航空母舰战斗群中的核心舰船,通常还作为航母战斗群的旗舰。
现代航空母舰(Aircraft Carrier)作为支持海军海空立体作战的平台,应具备如下主要功能:
运作、维护和支持作战飞机,在使用寿命内允许机种更新,提供基本指挥和控制功能
拥有足够的机动速度和一定的自我防护能力
拥有有效的起降作战飞机的能力
拥有同时起飞和接收降落战机的能力
拥有快速空中警戒出击能力
允许长周期连续执行空中任务
允许在动力输出下降的情况下执行空中任务
蒸汽弹射起飞使用一个平的甲板作为飞机跑道。起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。目前只有美国具备生产这种蒸气弹射器的成熟技术。在工作原理上,蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块,把与之相连的舰载机弹射出去的。它体积庞大,工作时要消耗大量蒸汽,功率浪费严重,只有约6%的蒸汽被利用。为制造和输送蒸汽,航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线,工作维护量惊人。它的最大缺陷在于因为弹射功率太大而无法发射无人机,现役的无人机因为重量轻,在弹射时机体会被加速度扯碎。
蒸汽弹射有两种弹射方式:
一种是前轮牵引式弹射,美国海军1964年试验成功。舰载机的前轮支架装上拖曳杆,前轮就直接挂在了滑块上,弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞。这样就不用8-10甲板人员挂拖索和捡拖索了。弹射时间缩短,飞机的方向安全性好,但这种舰载机的前轮要专门设计。美国海军核动力航母都采用了这种起飞方式。
另一种是拖索式弹射,顾名思义,就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞,这种弹射方式比较老,各方面都不如前者好,目前只有法国的“克莱蒙梭”级航母使用。拖索式弹射时,甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上,再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。弹射时,猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓,牵着飞机沿轨道迅速加速,在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板,拖索从飞机上脱落,滑块返回弹射器起点准备下一次工作。
斜板滑跃起飞
有些航空母舰在其甲板前端有一个“跳台”帮助飞机起飞,即把甲板的前头部分做成斜坡上翘,舰载机以一定的尚未达到其飞速度的速度滑跑后沿着上翘的斜坡冲出甲板,形成斜抛运动,在刚脱离母舰的一段(几十米)距离内继续在空中加速以达到起飞速度。这种起飞方式不需要复杂的弹射装置,但是飞机起飞时的重量不如蒸汽弹射起飞,使得舰载机的载油量、载弹量、航程以及作战半径等受到一定的制约。英国、意大利、印度和俄罗斯等国由于技术限制,无法研制真正在技术和工艺上过关的蒸汽弹射器,所以只能在本国航母上采用滑翘甲板。采用滑跃起飞舰载机的航空母舰在载机起飞时都必须以20节(36公里/小时)以上的速度逆风航行,以加大载机相对速度来帮助舰载机起飞。
垂直起飞
垂直起飞技术顾名思义就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术。它是从20世纪50年代末期开始发展的一项航空技术。英国、美国、俄罗斯的一些航空母舰采用这种技术。
使用垂直起降技术的飞机机动灵活,具有常规飞机无可比拟的优点:
首先,具有垂直起降能力的飞机不需要专门的机场和跑道,降低了使用成本。其次,垂直起降飞机只需要很小的平地就可以起飞和着陆,所以在战争中飞机可以分散配置,便于伪装,不易被敌方发现,大大提高了飞机的战场生存率。最后,由于垂直起降飞机即使在被毁坏的机场跑道上或者是前线的简易机场上也可以升空作战,所以出勤率也大幅提高,并且对敌方的打击具有很高的突然性。
但使用垂直起降技术的飞机同时也有许多重大的缺点:
首先是航程短,由于要实现垂直起降,飞机的起飞重量只能是发动机推力的83%-85%,这就使飞机的有效载荷大大受到限制,影响了飞机的载油量和航程。同时,飞机垂直起飞时发动机工作在最大状态,耗油量极大,也限制了飞机的作战半径。例如“鹞”式飞机的载重量为1060千克时,作战半径只有92公里。所以在实际使用中,“鹞”式飞机尽量使用短距起飞的方式,以延长飞机的航程。因此,垂直起落飞机又称为垂直/短距起落飞机。另外,由于垂直起落飞机在实战中,经常需要分散在野外,所以它的维护也非常的困难。
垂直/短距起降飞机是海军青睐的机种,因为舰船上的飞行甲板的长度总是有限的,垂直/短距起落技术就显得尤为实用。装备英国“皇家方舟”号航母的“海鹞”就是“鹞”式的海军型。“海鹞”还使用了“斜曲面跃飞”的短距起落技术,通过在航母上安装12度的斜甲板,可以让飞机滑跑跃飞,再利用推力转向,使飞机在推力不足的情况下仍能在空中稳定加速。前苏联曾研制了雅克-38、雅克-141等型号的垂直起降战斗机。垂直起降技术虽然不是一个新技术,而且存在一些重大弱点,但是它的优点的确使人无法割舍。美国目前就正在发展新一代垂直/短距起降飞机(V/STOL)。随着航空科技的发展,垂直起降技术必将进入一个新的发展高峰。
电磁弹射起飞除此以外,电磁弹射器是下一代航母舰载机弹射装置,与传统的蒸汽式弹射器相比,电磁弹射具有容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处。
电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动,与蒸汽弹射器相比电磁弹射器的优点主要是体积减小了很多,操纵人数也要少百分之三十左右,而且电磁弹射器的弹射力度可控可以弹射无人机,缺点是耗电,但对于全电力推动的航母和核动力航母来说不是太大的问题
美国海军从1982年开始进行电磁弹射系统的技术研究。直到2004年秋天电磁弹射器进入成品测试阶段,美国海军测试后选定通用原子能公司作为生产商。美国海军技术网站透露,通用原子能公司的系统采用线性电磁加速电动机,已经在新泽西州赫斯特湖试验中心完成了测试。
电磁弹射器是一个复杂的集成系统,其核心是直线弹射电动机。这种电动机的概念类似磁悬浮列车采用的技术,与磁悬浮列车所不同的是,磁悬浮列车的运动是漂浮在空气中,而弹射电动机带有滚轮,带着一个往复车沿弹射器轨道滑行。工作时,电动机得到供电,往复车在电磁力的作用下,拉着飞机沿弹射冲程加速到起飞速度。飞机脱挂后,往复车受到反向力的制动,低速回到出发的位置。
在技术方面,蒸汽弹射器和电磁弹射器之间的差别,如同老式蒸汽火车与现代磁悬浮列车之间的差别,这就决定了电磁弹射器在性能上遥遥领先。美国海军CVN-21级新型核动力航母,将取代现役的“尼米兹”级核动力航母,装备4台电磁弹射器的“福特”号航母,正是该级航母的首舰。
斜角甲板
观察美军的尼米兹级航母可以发现,航母上有两条跑道,一条直的一条斜的,斜的那条就是斜角甲板,设置这两条跑道的目的是为了可以让航母同时进行起飞和降落作业,如果只有一条直通甲板的话,飞机起飞时,只得让停放的飞机挤在飞行甲板后半部,而将前半部用作起飞的跑道。然而,这样做不仅影响了飞机的滑跑距离,还必须等飞机起飞腾出跑道,空中的飞机才可以降落,并且稍有不慎,后降落的飞机很容易碰撞到先降落的飞机上。斜角甲板终于由英国人在1952年2月发明成功。斜角甲板又叫斜、直两段式甲板,位于飞机甲板的左侧,与舰艇艏艉中心线呈6~13度夹角。有了这角度,飞机降落就可与停驻的飞机和起飞作业区分流,同时还可实现弹射和回收作业同时进行。回收区的角度相当重要。角度愈大,对驾驶员着舰的难度就愈大。此外,斜角甲板的设计还可使降落区免遭左舷前弹从喷气火焰挡板引出的热气流,从而降低空气紊流的干扰。通常,斜角甲板上只装有供飞机降落用的阻拦索。然而,极少数航空母舰的斜角甲板上也装有一两座弹射器,其目的在于在没有飞机降落时供飞机起飞之用。
降落过程
滑跑-拦阻降落
固定翼舰载机在航空母舰上滑跑降落,尤其是在夜间或在天气不好的情况下,是最困难的飞行技巧了。以美国航空母舰为例,降落过程是这样的:首先回归的飞机要进入环绕母舰的环型航线以降低飞行高度和速度,有些时候可能还需要脱离等待中的降落航线去进行空中加油。在降落时飞机的速度要降低到几乎失速的地步。飞行员将放下起落架、襟翼与空气减速板,将拦阻钩伸出,维持一定的速度和下滑速率。航空母舰上的降落官指挥飞机降落,他不断地告诉飞行员,他离最佳情况的偏差是多少;航空母舰上的降落指示灯提示飞行员,下降时的角度是否正确。在航空母舰的飞行甲板后部有四条拦阻索(尼米兹级航母第九艘CVN76“罗纳德里根”号只有三根)。飞行员必须让降落的飞机在着舰的瞬间用拦阻钩挂上其中一条拦阻索。在最佳情况下他应该挂上第三条,假如他挂上前两条,那么他的下降角度太平,假如他挂上最后一条,那么他的下降角度太陡。在着陆时飞行员必须将飞机完全压低,这样他可以保证钩住一条拦截索。同时在着舰的瞬间他必须将发动机开到最大,这样假如他没有挂上拦阻索的话他可以在最短的时间之内加速离开甲板复飞,以避免失速落入海中,并重新回到降落航线。拦阻索是由液压制动的,它在挂住飞机后可以在两秒钟和50米内使飞机停下来。飞行员会依照甲板上的地勤人员的指示将发动机的推力降低到慢车并且离开降落区。在紧急情况下,比如飞机的挂钩损坏了,飞机无法使用拦阻索降落停下来,在甲板上可以拉起拦截网来协助飞机迫降。垂直/短距起降飞机不用拦阻索降落,而是将飞机速度降到足够低以后直接在甲板上降落并靠刹车停稳
按任务分类
根据执行任务类型分为攻击航空母舰、反潜航空母舰、护航航空母舰和多用途航空母舰。攻击型航空母舰主要载有战斗机和攻击机,反潜航空母舰载有反潜直升机。多用途航空母舰既载有直升机,又载有战斗机和攻击机。现在各国装备的航母多为多用途航空母舰。
按排水量分类
大型航母(排水量6万吨及以上),中型航母(排水量3~6万吨)和小型航母(排水量3万吨以下)。
按舰载机分类
有固定翼飞机航空母舰和直升机航空母舰,前者可以搭乘和起降包括传统起降方式的固定翼飞机和直升机在内的各种飞机,而后者则只能起降直升机或是可以垂直起降的固定翼飞机。现在如美国,已经在航母上装备折叠翼战机。
按动力装置分类
核动力航空母舰和常规动力航空母舰。核动力航空母舰以核反应堆为动力装置。常规动力航空母舰以蒸汽轮机为基本动力的航空母舰。核动力航母的续航时间比常规动力航母要长得多,一般核动力航母满载的核燃料可以连续使用30年不用加燃料。
其他分类
此外,一些国家的海军还有一种外观类似的舰船,称作“两栖攻击舰”,也能搭乘和起降军用直升机或是可垂直起降的定翼机。这种两栖登陆舰好似被缩小的航母,这种舰用途也很广泛,主要是作为抢滩登陆的运输工具。
1、航母的目标大,很容易被发现。整个航母编队少则有七八艘各型舰艇,多则十余艘,其电子元件越来越多,雷达反射体多,反射截面大,电磁信号,红外信号,音频信号特征非常明显,很容易被对方各种探测设施发现。被发现后,航母编队就要面对敌人多方向,多批次的频繁袭扰和攻击,疲于应付。
2、航母后勤能力差,需要携带大量的油料和弹药,加上燃料消耗,食物消耗,弹药消耗,舰队需要非常庞大的补给。通常1艘核动力航空母舰在无补给条件下只能连续作战12昼夜,而常规航空母舰只能连续作战7昼夜,海上补给时,舰载飞机停止起降,易受突袭。
3 、空防网络有漏洞。2000年10月和11月。俄罗斯战机两次到“小鹰号航母”上空“视察',打破了美国航母战斗群”滴水不漏“的防卫神话。航母自卫能力较小,依赖伴随的其他舰艇和潜艇以及其运载飞机的协防,所以打击这些”保镖“就能让航母露出死穴来。
4、航母甲板上面的弹射器、阻拦器、雷达和水下推进器等是容易被攻击而暂时失去功能的;停在飞行甲板容易被损毁,使航母的攻防效能大大下降。这时,航母更容易被连续攻击、重创,直至被击沉。
5 、航母的战斗力受气象变化的影响较大。尽管航空母舰本身可以经受较强的风浪,在12级风浪的海况下也能够航行,但航母上的舰载机易受到海浪和气象条件的影响,风、浪能见度等都会限制飞机起降。美海军规定,风力必须在6级以下航空母舰才能起降舰载机。一旦风力达到8级,海浪达6~7级,大部分舰载机便难以起飞,即使有飞机升空,发射器也受气象条件的严重制约。
主要优势
1 航母都是编队出去的,不是单枪匹马出去的,所以必须有很多属舰保护它,一般来说像美国有巡洋舰、驱护舰、驱逐舰,还有核动力攻击潜艇,还有快速支援舰或者是其它的综合保障舰艇,来把它团团围住,保护好,所以上头的各种反潜能力或者反舰能力、防舰能力或者防空能力都是好几层的,你要想攻击它比较难,但是它要想打你,作战半径在1000公里左右,我们通常说攻防能力很强,它可以担负多种多样的海上任务,包括非战争军事行动任务。
2 航母是集各种高新技术和众多先进武器装备于一身的“海上巨无霸”。通常用八个字“舰机合一、攻防兼备”来形容这个超强的海上作战平台。可想而知它的防御性有多么强。航母的一个编队出去,就有驱逐舰、护卫舰、潜艇等,是一个庞大的舰队,它的防御能力是非常好的。
以美国海军航母编队为例,比如说反潜,有三层反潜力量,航母编队中过去由固定翼反潜机担负最外层的反潜任务,包括搜寻和攻击。但是近几年,这款固定翼反潜机逐渐被淘汰了,也采用反潜直升机,比如说SH-60来担负海上最外层反潜,这也能达到两三百公里范围。第二层,靠反潜护卫队的水面舰艇,比如说像反潜驱逐舰,包括护卫舰,担任第二层反潜搜索和攻击任务。第三层,用军用舰载直升机来担负第三层任务。除此之外,各个属舰上都有一定的反潜能力。基本上整个航母编队的反潜能力可以达到三层或者更多,一般来说,现在很多航母本舰的反潜能力是比较弱的,所以通过这三层或者比三层更多的反潜能力,能够有效保护自己不遭受对方攻击,甚至能够更好地打击对方、消灭对方。
3 一是攻击性特别强,二是防御性特别强。但是现在和平时期,一般都用于比如说海洋搜救,防海盗,打击恐怖活动等等,在这些方面,航母作为一个庞大的编队是冲在最前面的。美国不管它的航母发展多好,除了现有的11艘航母以外,它仍继续在研制一些更为先进的航母,这是一种发展趋势,也代表了世界的航母发展趋势。所以,美国的海军在引领着世界海军发展的潮流。
4 国家综合实力的强弱,在很大程度上,可以从航母编队上体现出来。如果一个国家的综合实力不强,就不太可能拥有它。随着综合国力的提高,特别是技术和造船工业能力的提高,才能够使一个国家有能力发展和建造航母。从这个意义上来说,航空母舰是一个国家综合实力的体现。有了航母以后,国家的海上力量将出现立体化、体系化、综合化和信息化的提升,将一个国家的海上活动能力从近海推向了中远海。航空母舰是一个大型海上活动机场,可以在更远的海域活动,所以任何一个拥有航母的国家在中远海海域都具备这样的能力。与此同时带来整个国家军事力量,最直接的就是海军力量编制体制、指挥体系以及后勤保障的变化,甚至于法规条令、作战理论等一系列变化,从而使国家海空力量出现结构性的调整和变化,所以它带来的意义和影响是非常巨大的。
5 航空母舰的建造对于提高世界各国海军的作战能力非常重要,已经成为海军系统建设、武器装备建设发展的龙头。海军是一个知识密集、技术复杂的军种,海军建设只有在精心筹划下才能形成海上作战能力。现在许多国家海军的整体建设没有大的突破,或者说受到了很大的限制,实际上很大的一个原因是没有发展提纲挈领的重要武器装备。发展航空母舰就牵引了其它兵种武器的发展。比如潜艇、驱逐舰、护卫舰、巡洋舰、运输舰等,还有很多信息保障力量。所以,发展航空母舰从一定意义上讲,就等于抓住了海军建设的龙头,带动了海军全面、系统、协调发展。