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服役后問題頻出,福特號航母怎么了

2018-05-10 16:50黎曉川劉奎
軍事文摘 2018年5期
關鍵詞:電磁福特雷達

黎曉川 劉奎

福特級是美國海軍發(fā)展的最新一代核動力航母,其首艦福特號已于2017年7月22日正式服役。與現(xiàn)役尼米茲級相比,福特級在大的外形布局方面并無本質上的差異,如船體外形、主尺度、飛行甲板總體布局和排水量都沒有大的改變,變化的是諸多細節(jié)和分系統(tǒng)、分設備,如用電磁彈射系統(tǒng)、先進阻攔裝置分別取代了蒸汽彈射系統(tǒng)、液壓攔阻裝置,采用了雙波段雷達,航母艦島尺寸明顯縮小、位置后移等。

從美國海軍1998年設立CVN(X)項目起至首艦服役,福特級航母研制時間長達19年,其中首艦建造花了幾乎整整12年。在此期間,為了實現(xiàn)更高的起點和指標要求,美國海軍一次性在福特號航母上采用了13項關鍵技術。

但是,由于對新技術開發(fā)的難度預估嚴重不足,同時又為了保證工程進度,到上述一系列關鍵技術裝艦時,有6項仍未達到要求的成熟度,從而使得福特號在建造過程中始終受到“拖漲降”的困擾,一路走來,磕磕絆絆,也導致福特號交付時間多次改變,總體拖延超過20個月,至服役時總耗資約129億美元,上漲超過24億美元。更重要的是,一些關鍵系統(tǒng)如電磁彈射器、先進攔阻裝置的性能未達到指標要求,可靠性不足。

這些問題的影響會持續(xù)到服役后相當長一段時期。2017年美國審計部門的報告顯示,福特號航母在未來4年內都不能形成作戰(zhàn)能力,無法進行海上實戰(zhàn)部署。

“拖漲降”的原因

導致福特號出現(xiàn)“拖漲降”問題,最主要的原因是6項關鍵技術在未走完研制、測試全過程,未達到要求成熟度的情況下,為保進度而匆忙裝艦,出現(xiàn)的問題又集中體現(xiàn)在電磁彈射系統(tǒng)、先進攔阻裝置和雙波段雷達三大首次上艦運用的關鍵技術上。

電磁彈射系統(tǒng)是福特級區(qū)別于尼米茲級最具標志性、具有劃時代意義的設備,也是福特級航母最大的創(chuàng)新之一。相應地,其發(fā)展風險也非常高。美國海軍在2004年選擇通用原子公司研制的電磁彈射系統(tǒng)全尺寸樣機,直到2016年,其平均重大失效間隔仍然遠低于實戰(zhàn)要求,后續(xù)提高可靠性還需更長時間,對航母交付后能否按時形成初始作戰(zhàn)能力構成阻礙。

由于研制難度較大,福特號電磁彈射系統(tǒng)于2014年才完成陸上測試,比最初合同規(guī)定的2011年晚了3年。美國海軍2004財年預算報告顯示其總研制費用為4.13億美元,至2013財年,這一數(shù)字已上漲至8.08億美元。在2008財年預算中,電磁彈射系統(tǒng)(含4臺電磁彈射器)購價約為3.177億美元,到2014年,這一數(shù)字則翻了一番,達到7.426億美元。

除了造價高昂,電磁彈射系統(tǒng)的技術和性能指標可靠性也不足。主要表現(xiàn)在重量、體積超標,分別為630噸、1061.4立方米,而美國海軍的要求是重量不超過225 噸,體積不超過425立方米。其兩次彈射時間美國海軍要求為45秒,目前全長樣機則延長至75秒。另外,平均無故障間隔也不達標。2016年5月,美國海軍通過對靜止載荷的彈射試驗分析并估算,電磁彈射系統(tǒng)的平均無故障間隔雖從2014年的240次提升到400次,但仍然低于目標值4166次。

先進攔阻裝置由美國通用原子公司研制,是福特級回收艦載機作業(yè)中的關鍵性部件,相對于尼米茲級使用的Mk-7型液壓攔阻裝置,也是劃時代的裝備。其研制合同在2003年簽訂,但研制歷程并不順利。2015年3月,美國海軍表示該系統(tǒng)存在設計缺陷,導致相關測試工作推遲兩年,大幅落后于福特號其他子系統(tǒng)的研發(fā)進度。

此外,福特號先進攔阻裝置成本急劇上漲,導致其無法在福特級后續(xù)艦上使用。4套先進攔阻裝置的總采辦經(jīng)費在2009年顯示為4.76億美元,而到2016年,已經(jīng)直線上漲到14億美元。2016年,美國海軍項目組估算該系統(tǒng)平均無故障間隔為25次,不到預期值的1%。這導致海軍不得不重新對該系統(tǒng)進行設計和調整。

與電磁彈射系統(tǒng)類似,為保證福特號交付進度,先進攔阻裝置在僅進行了少量陸地攔阻試驗后就倉促安裝上艦,必然導致在后續(xù)試驗和使用過程中面臨嚴重的可靠性問題。

雙波段雷達是美國海軍為福特級航母和DDG1000驅逐艦研制的新一代雷達系統(tǒng),由X波段多功能雷達(MFR)和S波段廣域搜索雷達(VSR)組成。2010年,美國海軍決定在DDG1000驅逐艦上放棄使用VSR,只保留MFR,使得福特號成為現(xiàn)階段美國海軍使用雙波段雷達的第一艘且惟一一艘軍艦。

該系統(tǒng)僅單艦使用,成本高昂。雙波段雷達在2008年預算為2.02億美元采購費,到2013年,則上漲至4.92億美元。但VSR雷達測試不足,系統(tǒng)總體可靠性不確定。目前MFR已進行多次陸地環(huán)境、海上裝艦環(huán)境測試,成熟度較高;但VSR由于裝艦測試較少,陸地測試的工程樣機模型被發(fā)現(xiàn)存在設計缺陷,在修改后,尚未對包括空中交通管制在內的關鍵功能進行驗證。

性能指標受影響

這些關鍵技術的缺陷將嚴重影響福特號航母實現(xiàn)預期的作戰(zhàn)性能指標。艦載機出動架次率是衡量航母作戰(zhàn)性能的重要指標。根據(jù)美國海軍要求,福特級航母的艦載機持續(xù)出動架次率應達到160架次/天,峰值為270架次/天。

但是,與艦載機起飛、回收直接相關的電磁彈射系統(tǒng)、先進攔阻裝置存在著廣泛且嚴重的“拖漲降”問題,而且在福特號服役后仍未得到根本性解決,由此導致的系統(tǒng)可靠性較低問題還將存在相當長時期,必然影響航母作戰(zhàn)能力的形成,甚至自身生存能力。

此外,先進武器升降機、核動力裝置等新系統(tǒng)目前技術風險仍不見底,可能在上艦后的相當長時間內才會完全暴露,也將直接影響航母的作戰(zhàn)性能。

福特號的“拖漲降”問題也將影響同型后續(xù)航母的技術狀態(tài)和數(shù)量規(guī)模。福特號服役時,成本上漲超過24億美元,進度拖延超過20個月。目前,2號艦“肯尼迪”號成本上漲也超過23億美元,進度拖期在兩年以上。面對這些問題,美國海軍高層近年來已在考慮是否放棄福特級后續(xù)艦采用一些新技術,以壓縮成本和確保進度,如目前后續(xù)兩艘艦已確定放棄雙波段雷達。此外,如果成本上漲和進度拖后的問題不能有效改善,在目前已確定采購3艘福特級航母之后,美國是否還繼續(xù)建造該型艦,將是一個巨大的問號。

結 語

福特號航母遭遇的“拖漲降”問題,有項目本身存在的諸多原因,正如參議院軍事委員會主席約翰·麥凱恩在2016年7月所抨擊的,包括“不切實際的商業(yè)規(guī)劃、糟糕的成本管理、冒進地使用不成熟的新技術、設計方案確定之前就匆忙進入建造階段、新系統(tǒng)測試等問題”,但他同時還強調這些問題是“一開始就可以避免的”,也就是說,若追根溯源,上述問題的根本原因可能并不在項目本身,似乎更在于昔日短視、急功近利和“長官個人意志”濃厚的頂層決策。

在福特級航母計劃還被稱為 CVN(X)的最初階段,美國海軍準備采用三步走路線實現(xiàn)具備全部 13項關鍵技術的目標艦,即從CVN-77(第一步)到CVN(X)-1(CVN-78,第二步)再到CVN(X)-2(CVN-79,第三步),否則若要實現(xiàn)所有新設計、新技術一次到位,將面臨過于龐大的成本與風險,首艦研制和建造費用預估為135億美元,這與今天福特號的實際成本基本吻合。

然而,2002年,高舉“軍事轉型”大旗的拉姆斯菲爾德?lián)螄啦块L,他認為建造只應用部分新技術的CVN(X)-1不符合其“軍事轉型”要求,希望所有新技術在下一艘航母(CVN-78)上一步到位,項目名稱從CVN(X)改為CVN-21。根據(jù)這一決策,所有新技術將集中用于當時預計2006財年編列預算的CVN-78上,比原計劃提前5年。

今天回過頭再看,正是這一急功近利的決策注定了福特號今日的困境。另一方面,調整后的計劃也壓縮了技術開發(fā)時間,使研制團隊來不及測試和采用原CVN(X)-2上所有的新理念和新構想,也就導致當時的CVN-21(今天的福特級)只能在尼米茲級的基礎上零敲碎打地改進,未能在總體構型、飛行甲板布局等方面實現(xiàn)質的、革命性的變化。

因此,在重大裝備研發(fā)項目中,短視、急功近利和充滿個人意志的頂層決策有著巨大危害,而這種危害很可能在數(shù)十年后才能顯現(xiàn)出來。

福特號航母在發(fā)展過程中存在的“拖漲降”問題,在美國政界、軍界和學術界廣泛引發(fā)了對福特級航母強烈的爭議和質疑,使得其后續(xù)發(fā)展出現(xiàn)越來越大的不確定性。參議院軍事委員會主席約翰·麥凱恩經(jīng)常在國會發(fā)言中抨擊福特級航母及其采辦策略,指出其高昂的成本不可承受,要求美國海軍認真考慮3艘福特級航母之后的替代選項。

新美國安全中心的前海軍上校亨德里克斯在其一項研究中認為,福特級航母過于昂貴,將其和F-35C戰(zhàn)斗機作為美國海軍未來艦隊核心的發(fā)展方向是錯誤的,應在未來發(fā)展造價更低的航母。而且,在“反介入/區(qū)域拒止”高強度作戰(zhàn)環(huán)境中,福特級航母高達160架次/天的持續(xù)出動率并不能發(fā)揮出來,也就是存在能力過剩的問題。

2016年,美國國防部針對2030年海軍未來艦隊的體系結構,組織海軍內部的研究小組、戰(zhàn)略與預算評估中心和麻省理工學院研究與工程公司等三家單位,分別進行了3項獨立研究。在各自獨立的報告中,上述三家單位均建議美國海軍在福特級航母之后,發(fā)展相對小型的、成本更低的、以 F-35B戰(zhàn)斗機為主要航空作戰(zhàn)力量的常規(guī)動力航母。

蘭德公司在2016年—2017年間受美國海軍委托,開展了“未來航母選擇”專題研究,詳細分析了美國海軍航母未來發(fā)展的可能路線。公開的報告雖未向美國海軍提出明確建議,但在提出的4個未來航母設計方案中,以現(xiàn)役兩棲攻擊艦為基礎發(fā)展的中型常規(guī)動力航母具有相對最佳的吸引力。

在這些報告中,相對小型的常規(guī)動力航母將是未來美國海軍混合型航母力量的組成部分,它們是對福特級、尼米茲級這些超級核動力航母的補充和加強。但其出現(xiàn)本身,在客觀上對傳統(tǒng)思維中超級航母作為海軍裝備和作戰(zhàn)體系的核心形成了沖擊效應,撼動了超級航母當前獨一無二的霸主地位,從而可能開啟航母發(fā)展進程中又一個新的歷史階段。

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