“福特”號（CVN-78）是美國下一代核動(dòng)力航空母艦福特級的首艦，2017年7月22日加入美國海軍服役，成為美國海軍第十一艘在役航母。電磁彈射器是“福特”號航母最重大的創(chuàng )新技術(shù)之一，但在近期開(kāi)展的海上測試中卻出現了意外故障，導致其在5天內無(wú)法進(jìn)行艦載機彈射作業(yè)，為該艦實(shí)戰部署進(jìn)程蒙上了陰影。
完成大規模飛機上艦試驗
從2017年7月服役后的首次海上阻攔著(zhù)艦和彈射起飛，到今年1月的飛機兼容性測試，這期間“福特”號航母只與飛行測試中隊合作過(guò)。3月20日，美國海軍第八艦載機聯(lián)隊（CVW-8）協(xié)助“福特”號完成了飛行甲板資質(zhì)認證和航母空中交通管制中心資質(zhì)認證，使其具備了搭載T-45“蒼鷹”噴氣式教練機、F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰斗攻擊機和E-2D“先進(jìn)鷹眼”預警機的能力。
5月30日，美國海軍第8艦載機聯(lián)隊登臨“福特”號航母，開(kāi)始進(jìn)行高強度艦上飛行測試，并將于今年秋天正式加入“福特”號所屬的第十二航母打擊群，但目前該聯(lián)隊仍隸屬于另一個(gè)航母打擊群。在“福特”號交付后的測試和試驗中，第八艦載機聯(lián)隊上艦可謂具有里程碑意義。
此次出航測試，第八艦載機聯(lián)隊首次在“福特”號航母上循環(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(zhù)艦，認證了50名艦載機飛行員，其中包括“福特”號艦長(cháng)卡明斯上校。截至目前，“福特”號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”號航母首次使用艦上彈藥庫為飛機供彈，在艦載機聯(lián)隊飛行作業(yè)期間，實(shí)施了完整的軍械調運流程，通過(guò)先進(jìn)武器升降機將數千磅惰性彈藥從下層甲板彈藥庫運至飛行甲板上的保障機位，用于F/A-18戰斗機的近距空中支援和空對地訓練任務(wù)。
“福特”號的先進(jìn)武器升降機在最近的海上任務(wù)中進(jìn)行了1300多次循環(huán)，成功運送176枚惰性炸彈，為艦載機聯(lián)隊的飛行任務(wù)提供彈藥支持。截至目前，先進(jìn)武器升降機累計循環(huán)次數已超過(guò)1萬(wàn)次。而美國《大眾機械》網(wǎng)站2019年11月6日報道稱(chēng)，“福特”號航母的11臺升降機中只有4臺能正常工作。
按照計劃，美國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)施了預定的指揮控制行動(dòng)，并與“福特”號航母、“杜魯門(mén)”航母打擊群以及更高層級指揮部協(xié)調。第十二航母打擊群司令克雷格·克拉普頓少將評估認為，“在重要的指揮控制領(lǐng)域，打擊群和航母都超前于計劃”，交付后測試和試驗階段其實(shí)就是艦隊操作人員使用“福特”號的系統，發(fā)現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”號完成作戰試驗、進(jìn)入艦隊時(shí)，做好支持作戰人員的準備。
6月2日，“福特”號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”號航母和第八艦載機聯(lián)隊仍完成了預定的重要目標。6月7日飛行結束后，“福特”號航母按計劃返回港口，繼續進(jìn)行交付后測試和試驗。
電磁彈射器具有諸多優(yōu)點(diǎn)
美國海軍6月8日發(fā)表聲明稱(chēng)，“福特”號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)現連接電磁彈射器供能系統和艦船發(fā)電系統的電磁彈射器能源管理系統出現故障。經(jīng)過(guò)上艦的電磁彈射器技術(shù)專(zhuān)家和艦員數天的故障排查和評估，“福特”號航母電磁彈射器于6月7日恢復工作。
電磁彈射器本質(zhì)上是一臺直線(xiàn)感應電動(dòng)機，通過(guò)給直線(xiàn)電動(dòng)機通以足夠強的電力并對其進(jìn)行精確控制，產(chǎn)生合適的推力，帶動(dòng)艦載機在限定距離內加速到起飛速度。相較于20世紀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)：
一是構成相對簡(jiǎn)單，體積小、重量輕，易于布置。福特級航母安裝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，這與尼米茲級航母的蒸汽彈射器數量和布局基本相同。
蒸汽彈射器是將反應爐制造的大量高壓蒸汽儲存于汽缸中，使用時(shí)用蒸汽推動(dòng)牽引飛機的彈射梭，以270公里/小時(shí)的速度將飛機彈射升空。電磁彈射器的工作原理與磁懸浮列車(chē)類(lèi)似，由電力驅動(dòng)并通過(guò)導軌實(shí)現，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?lài)?，體積只有蒸汽彈射器的三分之一，占用艦體空間更少。
二是反應快、可靠、易維護、效率高。電磁彈射器反應快捷，準備時(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。
三是易于控制和調節，可彈射艦載機的范圍廣，對艦載機的損傷更少。電磁彈射器可以精確調節彈射力的大小，以適應不同類(lèi)型的飛機，并使飛機承受較低的應力。蒸汽彈射器雖然也具備這項功能，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，從小到2公斤、大到40噸的各種航空飛行器，可在100米距離內將飛機的速度迅速提高到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升空，避免了蒸汽彈射器的顛簸之苦。
目前，世界上現役的美國海軍10艘尼米茲級航母和法國海軍“戴高樂(lè )”號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)相對成熟。其實(shí)，美國海軍航母在最初安裝蒸汽彈射器進(jìn)行艦載機彈射時(shí)，也曾經(jīng)發(fā)生過(guò)很多故障甚至機毀人亡的重大事故。在航母彈射技術(shù)發(fā)展趨勢上，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，更在于其與新型作戰艦艇全電力推進(jìn)的發(fā)展趨勢相吻合。
能否按計劃實(shí)戰部署還有待觀(guān)察
美軍研發(fā)的航母電磁彈射器由三大主要部件構成，分別是直線(xiàn)同步電動(dòng)機、盤(pán)式交流發(fā)電機和大功率數字循環(huán)變頻器，其中主體是直線(xiàn)同步電動(dòng)機。應當說(shuō)，電磁彈射器的技術(shù)原理相對簡(jiǎn)單明了，但技術(shù)實(shí)現難度較大，主要是缺少大量的艦上彈射實(shí)踐，因而還需要進(jìn)行不斷驗證。
2015年5月15日，“福特”號航母電磁彈射器接受了第一次測試，這也是其首次艦載全速彈射試驗。在測試中，艦載發(fā)電機產(chǎn)生電脈沖，通過(guò)調節能量的電子元件進(jìn)入直線(xiàn)電動(dòng)機，這些部件安裝在飛行甲板的下方。電能使得直線(xiàn)電動(dòng)機推動(dòng)滑塊在彈射導軌上以約333公里／小時(shí)的速度前進(jìn)，直到滑塊到達導軌終點(diǎn)停下。“福特”號2017年7月服役后，電磁彈射器開(kāi)始彈射上艦的艦載機。
目前，美國海軍正在采取措施提升“福特”號航母的作戰能力，使其盡快成為真正可以海上作戰的航空母艦。而電磁彈射器可靠性是影響航母戰斗力的重要因素，并在很大程度上決定了其全壽命周期費用。“福特”號服役近3年來(lái)一直在進(jìn)行各種試驗而尚未形成作戰能力，2019年10月完成試航后維修／有限可用性維修，現在處于為期18個(gè)月的交付后測試和試驗階段的中期，計劃在2021年開(kāi)展全艦沖擊試驗和后續維護，在2023年或2024年完成首次部署，但這一目標能否如期實(shí)現還有待觀(guān)察。（立文）
（來(lái)源：中國青年報）
