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海阔凭鱼跃 天高任鸟飞——漫谈中国舰载战斗机大小选择

海阔凭鱼跃 天高任鸟飞——漫谈中国舰载战斗机大小选择

作者:潘文林   
来自空军之翼

  中国新一代舰载战斗机的选型,近年来一直是大家最为关心的话题。目前争论最大的问题是,歼20和歼31哪个更有可能上舰,或者说重型战斗机和中型战斗机哪个更适合上舰。本文试图从技战术性能、舰载适配性、作战环境等角度进行全方位探讨,并在回顾拥有航母主要国家舰载机(本文在没有提及直升机的情况下专指飞机)的发展历程中,澄清一些航母舰载机的一些事实真相,找到正确答案。

现代航空母舰及其舰载机装备使用特点与规律
技术的长足发展,促使航空母舰在一定历史时期内越来越大
航空母舰历经百年的发展,以现在的标准来看,有3万吨以下的轻型航母,3~6万吨的中型航母,6万吨以上的大型或重型航母,超过8万吨的则为超级航母。二战爆发以来,在造船技术和航空制造技术的共同驱使下,航空母舰呈现出越来越大的发展趋势。从“福莱斯特”级开始,美国的超级航母满载排水量基本上都在8万吨以上,苏联在解体之前已经开始建造满载排水量为7万吨以上的航空母舰,英国的大型航母在6万吨上下,法国海军在相当长的时期内均装备三四万吨的中型航母,即将建造超过7万吨的航空母舰。以美国为例,美国海军从1942年至今,先后建造了满载排水量为36380吨的“埃塞克斯”级、59900吨的“中途岛”级、超过79250吨的“福莱斯特”级、80945~83960吨的“小鹰”级、93970吨的“企业”号、91487~102000吨的“尼米兹”级和101600吨的“福特”号大型航空母舰。为了适应舰载机的喷气化和大型化,SCB-27C改进型“埃塞克斯”级和重大升级改进的“中途岛”号航空母舰的满载排水量分别为43060吨和64002吨。即使是中小国家,其装备的航空母舰同样呈现出这种发展规律。
  需要注意的是,受经济、战术、航行、停靠等因素的共同影响,航空母舰的大小和吨位,从20世纪70年代以来趋于稳定,即超级航母的满载排水量刚刚超过10万吨。


10万吨可能是航母吨位与性能之间最优化的结果,美国海军从“企业”号到“福特”号都在10万吨级,不是偶然的

在当代,受政治、经济、军事等因素的共同影响,航母有大有小
决定一个国家航母大小的因素,除了技术原因外,还受使用国家防卫政策、海军战略、作战环境与经济实力的综合影响。一般来说,小国或区域性大国一般会装备轻型或中型航母,而世界大国则要装备大型航母。
  军事强国尤其是海军强国,一定要装备中型以上的航空母舰。作为世界超级大国的美国,一直是大型航母甚至是超级航母的坚定拥护者。自20世纪50年代开始,先后装备了数级、19艘的超级航母。进入21世纪之后,实现了所有航母的核动力化。再比如欧洲的意大利,尽管其海军规模有限,作战需求压力不大,但作为八国集团、欧盟、北约成员国,在国际上承担有一定义务。因此,尽管意大利缺乏英、法两国的实力与梦想,但又必须彰显国家实力以及在国际事务中的义务,其重要选择就是相继装备了满载排水量为13850吨的“朱塞佩•加里波第”号轻型航母、满载满排水量27100吨的“加富尔”号航母。


意大利“加富尔”号航母

  从表面看,选择大型航母还是装备轻型航母,是萝卜、白菜各有所爱。但其现象的背后,对某些国家而言,却有许多难言之苦。这其中,老牌海军强国英国的例子最为典型。二战后,由于国力日趋衰落,放弃了“皇家方舟”号、“鹰”号中型航母和研制中的CVA-01型大型航母,不得不装备使用“无敌”级轻型航母。在20世纪80年代以后的多次战争中,英国人深感轻型航母在这些局部战争中力不从心,又决定重新装备大型航母。


65000吨的“伊丽莎白女王”级

海军战斗机、攻击机的发展历程,与空军的同类飞机的发展历程一样,皆从小到大
在一定历史时期内,作战飞机基本呈现出越来越大的趋势,无论是陆基飞机,还是舰载机都是如此。
  以战斗机、攻击机这两种典型的战术飞机为例,一般以最大起飞重量作为标准,将其划分成轻型、中型和重型飞机。由于作战飞机的最大起飞重量是动态变化的,因此,对战斗机、攻击机最大起飞重量的界定,始终没有明确的定义。在20世纪70年代,战斗机、攻击机大致划分为:12吨以下为轻型,12~20吨为中型,20吨以上为重型。进入20世纪90年代以后,18吨以下为轻型,18~25吨为中型,25吨以上为重型。当代舰载战斗机、攻击机的最大起飞重量达到30吨以上,方能称为重型舰载机。但舰载预警机、反潜机依然是最大起飞重量达到20吨以上即为重型飞机。也有将上述机种仅仅区分为重型和轻型飞机。依据以上标准,英国的“海雌狐”战斗机在其服役时期,已经算作重型战斗机;最新批次的F-16尽管最大起飞重量已经超过20吨,但仍被看作中型战斗机。
  以苏联时期的战术飞机为例,米高扬设计局先后研发的米格-15、米格-21、米格-23、米格-25、米格-29和米格-31等飞机,分别是轻型、中型和重型战斗机。苏霍伊设计局先后研发的苏-7、苏-9、苏-15、苏-17、苏-24、苏-27、苏-30、苏-34等飞机,分别是中型和重型战斗机。由此可见,苏联时期的战斗机明显表现出越来越大的趋势。其他国家研发的战术飞机莫不如此。
  与陆基军用飞机一样,舰载战斗机和攻击机也是越来越大。二战以后,美国海军和海军陆战队陆续装备的舰载机,无论是外形尺寸、航程还是载弹量,基本呈现出逐渐上涨的趋势。美军先后在“埃塞克斯”级航空母舰及其改进型上部署了F2H、F9F、F4D、FJ“愤怒”、F-11、F8U/F-8、AD/A-1、A-4等轻型、中型战斗机和攻击机,E-1预警机,S-2反潜机。在“中途岛”级航空母舰上部署了F6F、F4U、AJ“野人”等战斗机、攻击机,在改进型“中途岛”级航空母舰上部署了F-4、F/A-18A/C战斗机,A3D/A-3、A-6、A-7攻击机,E-2C预警机。在“福莱斯特”级以后出现的超级航母上,除了部署过一些轻型舰载机外,还先后部署过F3H、F-4、F-14、F/A-18E/F、A3D、A-5、A-6等重型战斗机和攻击机,也部署过翼展较大的E-2预警机、S-3反潜机。后来的“小鹰”级、“企业”号、“尼米兹”级、相继配备过F-4、A-5、A-6、A-7、F-14、E-2、S-3等舰载机。


F/A-18C/D进化成F/A-18E/F是舰载机重型化趋势的典型例子

  英国皇家海军的舰载战斗机、攻击机也明显地呈现出逐渐变大的特点。其他国家航空母舰及其舰载机的情况,大致与美、英两国的情况相同。

包括重型舰载战斗机、攻击机在内的作战飞机的外形尺寸已经稳定
军用飞机历经百年发展,受经济、工程技术、后勤保障等因素的影响,各种飞机的外形尺寸基本稳定下来。例如战略轰炸机的外形尺寸,已经不会突破B-52和图-160的规模。至于战斗机、攻击机,尤其是重型战斗机,其外形尺寸更是稳定下来。
  1960年开始服役的美国舰载战斗机F-4B的翼展为11.71米,机长17.75米。陆基型的F-4E因安装机炮,机身长度大于海军的同型飞机,翼展11.77米,机长19.2米。从此,空军型的F-4“鬼怪”战斗机基本奠定了重型战斗机的最大轮廓。研发F-4战斗机的麦道公司,在为美国空军研制首架第三代战斗机F-15时,将其外形尺寸基本与F-4E保持一致,翼展13.05米,机长19.43米。海军型F-4的继任者,著名的F-14战斗机,因采用便后掠技术,最大翼展19.54米,机长19.1米。美国空军在研制先进技术战斗机(F-22)之前,明确提出新一代战斗机的外形尺寸、起飞重量、航程等技战术指标与F-15一致。后来服役的F-22A,翼展13.56米,机长18.92米。美国海军目前的主力战斗机F/A-18E/F,含翼尖导弹的翼展为13.62米,机长18.31米。


世界主流战斗机尺寸对比

  其他国家的重型战斗机和攻击机,如俄罗斯的米格-31截击机,翼展13.464米,机长22.688米。苏-27战斗机,不含翼尖导弹翼展14.7米,不含空速管机长21.94米。英国的“掠夺者”S.Mk2攻击机,翼展13.41米,机长19.33米。“狂风”截击型飞机,最大翼展13.91米,机长18.68米。
  由上面的例子不难看出,从20世纪60年代以来,重型战斗机和攻击机的外形尺寸大致稳定在翼展14米以内,机长稳定在20米以内。实际上,随着航空技术的发展,发动机的尺寸在减小,推重比和推力却在增加。因此,重型战斗机的尺寸可以限定在F-15和F-22的级别。

经济因素是轻型、中型战斗机、攻击机存在的重要原因
中型以下尤其是轻型的战斗机、攻击机,大多安装一台飞机,机体较小,具有较低的采购成本和维护成本,能够满足许多国家防务的一般要求。即便是财大气粗的山姆大叔,出于经济方面的考虑,也不得不大量装备并不被军方看好的中型战斗机、攻击机。由于缺乏装备更多的F-14、F-15和F-22这样的重型战斗机所需要的预算,美国的武装部队为了保证一定的作战能力,只能按照高低搭配原则,采购更多的中型或轻型战斗机、攻击机。F-15服役以后,空军希望装备清一色的F-15战斗机用于夺取制空权,但迫于国会的压力,只能装备数量更多的F-16战斗机。在F-22之后,美军研发了联合攻击战斗机F-35,用于取代F-16、部分F-15、部分F/A-18、A-10、AV-8B“鹞”Ⅱ等作战飞机。美国空军将用其执行纵深打击、近距离空中支援、战术侦察、电子攻击等,并用该机配合F-22完成制空任务。美国海军在大量装备F-4、A-6的时代,依然装备A-7,也是出于经济方面的考虑。后来,美国海军及海军陆战队,则以F/A-18多用途战斗机取代了F-4、A-6和A-7,并与F-14形成高低搭配。

航母舰载机的外形尺寸不是随意增加的,而是受到严格的限制
一般来说,飞机越大,航程越大。这是战略轰炸机、大型运输机、大型预警机、大型海上巡逻机等军用飞机机体较大的一个重要原因。与陆基飞机不同的是,航母舰载机因为要在航空母舰上起降,其外形尺寸受到严格限制。舰载飞机的外形尺寸与起飞重量除了受航空母舰飞行甲板、机库外形尺寸的限制外,还受到弹射器、阻拦装置等设备的使用功率以及作战任务的影响。
  在“中途岛”级航母出现以后,美国海军为了实施核攻击,研发了AJ、A3D和A-5三款超大、超重的舰载攻击机。其作用相当于空军的B-58、FB-111,实为战术甚至是战略轰炸机。AJ、A3D,因携带的原子弹体积较大,导致飞机的武器舱较大,加之为了提高飞机的航程,最终导致飞机较大。随后出现的A-5攻击机的情况大致与前者相同。即便如此,三者的外形尺寸依然受到很大限制。到了20世纪60年代,核武器小型化以后,A-6、F-4这种体形稍小(相对于A3D)的飞机,也可以远距离投掷核武器。遂行战役、战略攻击任务。后来,随着耗油率较低的涡扇发动机的出现,能够保证舰载机拥有足够的航程,舰载机的外形尺寸又缩小到更加合理的标准。与此同时,美国海军不再要求舰载机遂行战略攻击任务,美国海军再未研发体形庞大的舰载机。


鹤立鸡群的A-3和RA-5C

  以美国超级航母为代表的现代航空母舰经过数十年发展,无论是吨位,还是外形尺寸已经稳定下来,不会有大的变化。航母上的各种设备,包括升降机、弹射器、阻拦装置的尺寸和重量等已经定形。受制于以上因素,舰载机的外形尺寸和重量,在现有基础上已经不可能有新的突破。F-14、苏-33这样的飞机成为舰载战斗机、攻击机外形尺寸和起飞重量的上限,E-2、S-3、C-2飞机成为舰载辅助类飞机的标准。

大型航母配备重型舰载机,轻型航母配备轻型舰载机
纵览航母及其舰载机的发展历史不难发现,航母的大小对舰载机的大小影响最大。中型以下的战斗机、攻击机适宜在中型以下的航空母舰上运作,大型航空母舰为重型舰载机提供了比较充裕的运作空间。简单来说,就是大型航母一般配备重型舰载机,中小型航母一般配备轻型舰载机。
  从美国海军航空母舰以及海军、海军陆战队的舰载机发展过程可以看出,中小型航母难以搭载起飞重量较大的舰载机。即便是经过多次重大改进、满载排水量已经达到64002吨的“中途岛”号航空母舰,在其服役末期也未能搭载F-14战斗机和S-3反潜机。改造后的“埃塞克斯”级航母,尽管部署过A3D重型攻击机,但更适于使用F-8、A-4这样的轻型、中型舰载战斗机、攻击机。法国的中型航母先后装备过“军旗”、“超军旗”、F-8、“阵风”M和“贸易风”反潜机等中型以下的舰载机。印度海军在中型航母“维克拉玛蒂亚”号投入以后,开始使用米格-29K战斗机。而在此之前,先后使用过“海鹰”、“贸易风”和“海鹞”等轻型飞机。其他一些国家的轻型航母,广泛装备A-4,却无法使用A-7,更谈不上使用A-6了。从20世纪70年代,英、美航空母舰搭载舰载机的情况看,能够同时搭载F-4、“掠夺者”或A-6等两种重型舰载机中队的航母的满载排水量至少有5万吨。苏联若不是上马1143.5型航空母舰,就不会研制米格-29K和苏-33。而在此之前,苏联的“基辅”级航母一直在使用轻型的雅克-38垂直起降战斗机。
  中型以下的航空母舰搭载重型战斗机、攻击机非常吃力,大型航母搭载重型战斗机、攻击机却比较轻松。E-2C“鹰眼“预警机放在美国的超级航母上就很合适,放在法国的“戴高乐”号上就很勉强。不得已,高傲的法国人不得不延长。“阵风”M、米格-29K、歼31等飞机适宜配备中型航母,F-4、F-14、F/A-18E、歼15等飞机,适合配备在大型航母上。


“戴高乐”的斜角甲板设计

舰载机的综合作战能力往往优于空军的同类飞机
与空军的作战飞机相比,海军舰载机的作战环境和技战术要求更为复杂:因在作战时远离己方陆地和舰队,必须拥有完善而复杂的航空电子设备和自主作战能力;为了保护己方航母战斗群免遭敌方重型轰炸机及其发射的远程反舰导弹的攻击,必须拥有远程拦截能力;出于保护己方舰队的需要以及舰载机在航母上起降的复杂性和不可预测性,必须加大舰载机的航程、并使之具有空中加油能力等。这些都决定了舰载飞机优于同时代、同类、同样大小的空军飞机。
  在历史上,美国海军的FJ“愤怒”、F3H、A-6、A-7、F-8、F-4、F-14、F/A-18等飞机的综合作战能力、远程截击能力都要优于同期美国空军的F-86、F-100、F-104、F-105、F-16等飞机。AIM-7“麻雀”和AIM-9“响尾蛇”空空导弹均由海军开发,并率先装备F3D和F9F战斗机。而且,两种导弹的实战效果均优于空军开发的“猎鹰”空空导弹。当美国空军依然以机炮为主要空战武器的时候,美国海军的许多舰载战斗机已经配备了“麻雀”中程空空导弹。到了世界上第一种第三代战斗机F-14“雄猫”战斗机服役的时候,凭借无与伦比的AWG-9火控雷达和AIM-54“不死鸟”远程空空导弹,在美国武装部队的模拟对抗中,F-14曾经多次“击落”F-15战斗机。在两伊战争中,伊朗装备的F-14对伊拉克战斗机形成了巨大的战术优势。导致伊拉克飞行员一旦获悉有F-14前来应战,便望风而逃。


F-14在模拟空战中干掉F-15的HUD照片

  正是因为舰载机的综合作战能力优于陆基飞机,美国空军才装备F-4、A-7等海军飞机。美国海军开始装备A-6、A-7的时候,美国空军还在使用活塞式的A-1攻击机,后来才研制A-10攻击机。不少国家的空军选择了F/A-18多用途战斗机,尤其是对大航程、多用途作战能力有着更为严格要求的国家。美国空军F-16服役很久以后,才具备发射中程空空导弹的能力。另外,美国海军还是最早使用预警机的武装部队。
  英国的舰载机大抵也是如此。“海鹞”优于陆基的“鹞”,具备使用AIM-120中程空空导弹的能力。当海军装备“掠夺者”攻击机很久之后,皇家空军才有了“美洲虎”攻击机和“狂风”战斗轰炸机,甚至在海湾战争中,英军还需要早已上岸的“掠夺者”披挂上阵。


海鹞FA.2可挂载4枚AIM-120执行防空任务

航空母舰的作战能力取决于舰载机的种类和能力
由于航空母舰是航母战斗群的核心,不仅需要为本舰队提供全方位的防御手段,而且还要有强大的对地、对海攻击能力。为此,中型以上尤其是大型航母都编配有战斗机、攻击机、电子干扰机、预警机、反潜机、侦察机、伙伴加油机等飞机和必要的直升机。形成远、中、近程,梯次布置、攻防一体的作战体系。
  以航空反潜为例,美国海军的大中型航母先后装备有S-2、S-3两种反潜机。在S-3服役之后,美国的航母战斗群一般以S-3遂行中远程的反潜巡逻,以“海王”或“海鹰”以及舰载的“阿斯洛克”反潜导弹进行短程反潜作战。再以远程拦截为例,美国海军一般会派遣F-14执行此种任务。在遂行反舰攻击或对地攻击作战时,美国海军和海军陆战队一般会派遣A-6、A-7、F/A-18担当此项任务。为了保证机群的安全,作战时一般会派出EA-6B电子干扰机,伴随作战机群实施软硬杀伤。
  在航母数量有限的情况下,盲目增加舰载机不是出路,而是合理编成舰载机的种类和数量。在现代战争中,指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察构成完整的、被誉为作战能力倍增器的C4ISR(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察)系统。正是在这个系统的整合下,各种军用平台才构成完整的作战体系。通过空中加油,无形中将增加航母战斗群的作战能力。据估算,使用F-4战斗机在离母舰640公里处进行巡逻,要求两架飞机每15分钟起飞巡逻一次,在一天之内要出动192架次。如果实施空中加油,每架飞机以巡逻4小时计算,则出动12架次就能完成巡逻任务。可见经过空中加油之后,不仅可以增加作战飞机的留空时间和作战半径,还可以适当减少舰载机的数量。

大型航母的作战效率和效能远高于中小型航母
一般地,航空母舰的作战能力取决于出动飞机的架次或数量。以弹射起飞、阻拦降落型航母为例,美国的超级航母保证有两座弹射器轨道在斜角甲板之外,在实施舰载机回收作业时,一次可以同时准备起飞两架飞机,而中型以下的航空母舰,如果弹射起飞重量大于“阵风”M的作战飞机,就没有这种能力。以“戴高乐”号航空母舰为例,因为核动力装置功率较小,决定其排水量只有4万吨。又因该舰主要围绕斜角甲板而设计,导致其舰岛非常靠前,之前无法安置弹射器。如果排水量达到5万吨,其作战能力有可能跨上一个台阶。如果使用航母上所有弹射器,大型航母一次可以几乎同时起飞3架飞机,第4架已经做好弹射起飞准备。而中型以下的航母一次最多能够起飞2架飞机。大型航母因舰载机出动效率高,作战能力自然跟着提升。


大型航母一次可以几乎同时起飞3架飞机,第4架已经做好弹射起飞准备

  研究显示,大型航母凭借体积和设计上的特征,在挪威海和台湾海峡这样不利的海面条件下,可以在一年中大约96%的日子里作为海上基地为空中作战提供有效支持,而在同样条件下,一艘中型航母估计只能保证60%的天数。
  大型航母和中型航母的差距,还在于所能搭载的飞行器的数量。通常情况下,大型航母可以搭载80架以上的作战飞机,而中型航母也就40架左右。从表面看,80架与40架飞机的数量差距是一倍,但扣除巡逻与制空任务需求耗用的飞机后,两种航空联队所能提供的打击能力,其差距远远超过一倍。美国海军在上马“福特”级航母之前,曾经详细研究过大、中型航母作战能力的不同,并以一个例子来说明两者之间在作战能力方面的差距。假设分别投入l艘大型航母与中型航母来执行一个为期两周的两阶段打击战役,第一阶段任务在于打击敌指挥管制中心、防空阵地等高优先目标,第二阶段的重点在于攻击坦克装甲车辆、炮兵阵地等战场机动目标。在第一个假设中,分别由大型航母与中型航母独立作战。在第二个假设中,作战开始12天后会有l艘“尼米兹”级航母前来增援。在第三个假设中,则设定在作战开始一周后有1艘“尼米兹”级前来支援。
  评估结果显示,大型航母可在一周内独立完成第一阶段任务,而中型航母需要耗费48天才能独立完成,而且大型航母还有余力在战役期间执行第二阶段任务。中型航母在设定的两周战役期间,完全没有余力进行第二阶段任务。如果能够在战役开始后的第7天获得l艘“尼米兹”级支援,则中型航母将能在第11天完成第一阶段任务,并在剩下的3天内,与来援的“尼米兹”级共同为第二阶段任务提供600架次打击任务。同样条件下的大型航母,不仅在一周内独立完成第一阶段任务,战役的后7天还能与来援的“尼米兹”级航母,共同为第二阶段任务提供1900架次打击任务,打击能力超过中型航母许多。若等到战役开始的第12天才获得l艘“尼米兹”级支援,则中型航母需在第16天才能完成第一阶段任务,还是来不及在设定战役期间执行第二阶段的任务。换成大型航母,则在前7天完成第一阶段任务后,在后7天能为第二阶段任务提供1000架次打击力量,至于来援的l艘“尼米兹”级,则能在战役最后两天锦上添花,额外提供三四百架次打击力量。
  以“福特”级上马之前的研究结果来看,只能装备40架飞机的中型航母,几乎不具备独立承担打击任务的能力。必要的空中巡逻、警戒预备等自卫任务需求,将会耗用掉中型航母数量有限的战斗机、攻击机中的大部分,剩余可用于打击任务的战斗机或攻击机寥寥无几。更进一步说,如果面对的是只需维持1个空中巡逻编队的低强度威胁环境,扣除自卫警戒用机的需求后,中型航母最多也只能凑出3~6架可用于打击任务的战斗机、攻击机。若是面对需维持2个空中巡逻编队的中强度威胁环境,则自卫警戒需求将会用掉中型航母的全部战斗机、攻击机,根本没有余力执行打击任务。能够装备至少80架飞机的大型航母,即使在中等强度威胁环境下,扣除空中巡逻与警戒等自卫用飞机后,仍有足够数量的战斗机、攻击机可用于执行打击任务,依靠自身力量便能独立完成突击作战。

影响舰载机在航母上运作的重要因素不是飞机的大小,而是航母的大小
舰载机在弹射起飞、阻拦降落型航母上的运行包括从机库中由拖车牵引出来,经过升降机抵达停机区域,加注燃油、加挂武器,在起飞前开启发动机,滑行至弹射器和挡流板之间完成起飞前的各项工作,弹射起飞。阻拦降落后,离开斜角甲板,自行滑行至停机区域,关闭发动机。如果不再执行飞行任务,还需放掉机内燃油,卸下外挂的各种武器,然后经升降机进入机库。
  在美国的超级航母上,拥有4座飞机升降机、3座武器升降机,一条斜角甲板和4部弹射器。飞机升降机一次可以同时转运8架作战飞机。无论是采用像A-4这样的轻型飞机,还是像F-14这样的重型战斗机,每次弹射起飞的数量一致,每次降落的飞机数量也没有什么区别。但在像法国“克莱蒙梭”级和“戴高乐”号那样的中型航空母舰上,舰载机的运作就受到很大影响。飞机升降机一次只能转运2~4架作战飞机,前者在飞机降落的同时,只能弹射一架飞机,而后者在飞机降落的时候,却不能起飞一架飞机。可见,大型航母因拥有足够的作业空间,在停放一定数量的飞机、直升机时,甲板运作比较轻松。法国的“阵风”M战斗机可以随意在美国的超级航母上操作,但美国的F/A-18E/F却难以在法国的中型航母上运作。印度的“维克拉玛蒂亚”号航空母舰适宜配备中型的米格-29K,而非重型的苏-33。

  美国海军的“福莱斯特”号航母服役之后,明显表现出比经过现代化改造的“埃赛克斯”级航母更具可用性。在执行空中作战任务的时候,“福莱斯特”号航母的设计、体积和设备使飞机可以很快地转身,这样就降低了飞机的事故率。与改进型“埃赛克斯”级航母相比,“福莱斯特”号的事故率大约只是它的一半。

为简化机型,舰载机的飞行平台趋于单一
海湾战争之后,美军让战功卓著的A-6、A-7、EKA-3和ES-3飞机悉数退役,使航母舰载机的机型简化为F-14、F/A-18、E-2C、S-3B、EA-6B、C-2等。2006年之后,随着F-14和S-3B的退役以及有更多F/A-18E/F的服役,美国海军和海军陆战队的舰载机机型进一步简化为F/A-18、E-2C/D、EA-6B等。待EA-18G和F-35C服役后,美军的舰载机机群仅剩F/A-18、F-35和E-2三大固定翼飞机系列。以F/A-18为例,该系列飞机作为一机多型的飞行平台,能够遂行截击、空战、对地攻击、反舰攻击、伙伴加油、战术侦察、电子干扰等多种任务。
  法国原打算为“戴高乐”号航空母舰配备清一色的“阵风”M多用途战斗机,替代原先使用的F-8和“军旗”、“超军旗”的各项任务。同时,配备装备3架E-2C预警机。但因经费原因,“阵风”M服役数量不足,只好保留并升级了“超军旗”攻击机。

美国目前和今后一个时期的舰载机悉数为重型舰载机
美国海军目前服役的F/A-18E/F和E-2C/D,皆为重型舰载机。即将上舰服役的F-35C的最大起飞重量已经达到31800公斤,已经是实实在在的重型战斗机


F-35C是单发重型机

重型舰载机和中小(轻)型舰载机的技战术性能对比
重型战斗机、攻击机在航程、滞空时间、载弹量等技战术性能方面的优势
在相同技术条件下,一架飞机的作战能力取决于该机的载弹量、作战半径、滞空时间、雷达作用距离等技战术指标。这些指标的数值越大,表明飞机的作战能力越强。一般来讲,重型战斗机、攻击机与中、小(轻)型战斗机、攻击机在这些技战术指标方面差别较大。下面,抛除技术进步的原因,单就航程与载弹量的技术指标来进行对比。
  美国海军陆战队装备使用过的A-4M轻型攻击机,陆上机场最大起飞重量11113公斤,最大载弹量4528公斤,在携带1814公斤作战载荷时的作战半径为547公里。在执行对地攻击任务时,该机最多可以携带8枚226.8公斤的Mk82低阻炸弹。美国海军及海军陆战队曾经使用的A-6E攻击机的最大载弹量8165公斤。陆上最大起飞重量27397公斤,弹射最大起飞重量26580公斤。转场航程4410公里,最大外挂航程1627公里。A-6E理论上最多可以携带28枚Mk82炸弹。一般是在翼下挂架携带22枚Mk82炸弹,在机身腹部挂架另加一具1360升副油箱或者4枚Mk82炸弹。反舰攻击时,可以携带两枚AGM-84“鱼叉”反舰导弹、10枚Mk82或Mk7炸弹,外加一具副油箱。也可以携带两枚“鱼叉”反舰导弹,两枚“响尾蛇”导弹和一具副油箱。在执行核攻击作战时,其中的一个挂载方案是携带3枚B57或B61核弹和两具副油箱。
  苏-27和米格-29是俄罗斯装备的两种第三代战斗机。苏-27基本型的作战半径为1500公里,航程3680公里,最大武器载重6吨。米格-29(“支点”C),最大武器载荷3吨AD-4/,不带副油箱的航程为1500公里,带机腹副油箱航程2100公里。在夺取制空权时,苏-27可以携带10枚空空导弹,而米格-29只能携带6枚空空导弹。
  强5M和歼轰7A是我国自行研发的两种对地攻击平台。以没有服役的强5M为例,该机最大载弹量3吨,最大起飞重量12.7吨,带两具760升副油箱、高度11000米的最大航程为2000公里。在携带2000公斤外挂载荷、保留10%余油、飞低-低-低任务剖面时,典型作战半径为300公里;飞高-低-高任务剖面时,作战半径为400公里。歼轰7A战斗轰炸机最大起飞重量30吨,最大载弹量7吨,可以携带4枚“鹰击”83K反舰导弹。飞高-低-高任务剖面时,作战半径估计不低于1000公里。携带250公斤的低阻炸弹,强5M可以在机身下携带4枚,而歼轰7A可以在4个翼下挂架携带24枚。以投放这些炸弹为标准,歼轰7A的作战能力是强5M的6倍。基于远距离飞行的需要,中日两国在东海上空对峙时,大多依赖重型战斗机,其中就包括歼轰7A。


歼轰7A具备优秀的航程

  雷达天线的发射功率、天线直径决定机载火控雷达的作用距离。在雷达体制相同、技术水平一致的情况下,重型战斗机的火控雷达比轻型战斗机的雷达性能优越。
  美国著名的F-14战斗机使用的AN/AWG-9脉冲多普勒雷达,天线直径910毫米。与同时期的同种类型雷达相比,该雷达具有探测距离远、抗电子干扰能力强的特点。根据目标尺寸的不同,AN/AWG-9的最大探测距离在120~315公里之间。更重要的是,该雷达能够扫描并跟踪从超低空到30000米高空之间空域的24个目标,并且引导AIM-54“不死鸟”远程空空导弹或“麻雀”中程空空导弹同时攻击其中最具威胁的6个目标。AN/AWG-9火控雷达在脉冲多普勒单目标跟踪状态下,跟踪目标的距离和导弹的发射距离最大。在此条件下,雷达跟踪目标的距离为167公里,使用“不死鸟”导弹的攻击距离为115公里,“麻雀”导弹则为70公里。


F-14+AIM-54是史上最具威力的舰队防空系统

  在空战中,雷达的远距离探测和跟踪能力,可以保证己方战斗机能够及时拦截快速逼近的敌方轰炸机或其他机群,或者率先实施相应的战术。在保护航母战斗群和战略目标不被敌方轰炸中,上述能力特别重要。目前已经出现的能够携带并发射远程空空导弹的飞机只有美国的F-14和苏联/俄罗斯的图-28、米格-31等飞机。因这些飞机的雷达天线和远程空空导弹太大、太重,无法被中小型战斗机使用。由此可见,为了获得战术上的优势,以夺取制空权为己任的战斗机不能太小。再以美国海军和海军陆战队装备的F/A-18C战斗机为例,该机使用的AN/APG-65雷达天线直径690毫米,对中型空中目标的作用距离为148公里,明显小于F-14的火控雷达。美国F-35战斗机使用的AN/APG-81有源相控阵雷达,对雷达截面积为1平方米的空中目标的作用距离不小于125公里。尽管引入了比F-22A战斗机使用的AN/APG-77更先进的技术,但因发射/接收模块减少,探测距离只有后者的70%左右。
  在反舰攻击或对地作战当中,机载雷达是保证胜利的重要物质基础,同样需要较好的技战术性能。A-6E攻击机装备的AN/APQ-148多功能雷达,能够同时进行地形测绘和对固定目标或活动目标跟踪并测距,还可以进行地形跟踪。当A-6E的飞行高度为61米时,可以探测到48.3公里外的舰船。A-6E机头下还安装有一部AN/AAS-33探测和测距装置。该装置和雷达一同组成目标识别和攻击多传感器系统。借助于比较完善的自动化导航和攻击系统,A-6E可以在恶劣气象条件下或夜间,以低空高亚音速突防的方式,对敌方纵深目标实施核和非核攻击。相比较而言,A-7攻击机的雷达罩较小,其内安装的AN/APQ-126(V)多功能雷达远不及AN/APQ-148。

大型战斗机或攻击机有利于设置机内武器舱或半埋式保形挂架
尽管战斗机、攻击机中的大部分只能在机身下或翼下携带作战武器,但其中的一些飞机为了降低飞行阻力,设置有半埋式的保形挂架或武器舱。例如F-4、F-14、F/A-18、“狂风”截击型、米格-31等战斗机均在机身腹部设有2~4个半埋式的保形挂架。英国的“掠夺者”攻击机和未服役的TSR.2攻击机;美国的A3D、A-5攻击机,F-102、F-106截击机,F-111战斗轰炸机均设有大小不等的武器舱。
  由于作战飞机外挂武器和副油箱,不仅会增加飞行阻力,而且不利于隐形。因此,所有隐形飞机均设有机内武器舱。不过,为了在隐形条件下,保证作战飞机具有一定的载弹量,就需要为飞机设置足够大或足够多的武器舱。例如,美国的F-22A、中国的歼20和俄罗斯的T-50均设置3个武器舱。
  目前已经出现的隐形战斗机,基本是重型战斗机。例如,最早服役的隐形战斗机F-117A的最大起飞重量24494公斤,基本武器配置是两枚908公斤的BLU-109B或GBU-10、GBU-27激光制导炸弹。F-22A的最大起飞重量约为30125公斤,歼20和T-50的最大起飞重量大抵也是如此。


歼-20的弹舱

  说起隐形飞机的弹舱设置,不能不提及F-35战斗机。这种被称为“闪电”Ⅱ的单发战斗机,尽管在外挂武器和副油箱时的最大起飞重量为28000~31800公斤,但其外形尺寸仅仅相当于轻型或中型战斗机。因要顾及短距起飞/垂直降落的F-35B机身前部的升力风扇,F-22的武器舱样式没有被采用,而只能在两个进气道下面设置武器舱。如此造成该机在隐形状态下,只能携带两枚AIM-120,再加两枚907公斤的制导炸弹(A型和C型),或454公斤的制导炸弹(B型)。若要挂载“响尾蛇”导弹和更多武器,只能在翼下挂架携带。这样就破坏了隐形能力。相比较而言,F-22A在隐形状态下,可以携带6枚AIM-120C中程空空导弹,2枚“响尾蛇”格斗导弹。或者两枚454公斤重的制导炸弹、两枚AIM-120C导弹和2枚“响尾蛇”导弹。主武器舱的弹药也可以全部换成8枚113公斤的小口径炸弹。
  从已有武器舱的普通战斗机、攻击机以及隐形飞机的外形特点看,隐形飞机需要设置机内武器舱,外形尺寸不能太小。重型战斗机机身较长、横截面积较大,有利于在机身油箱容积既定的情况下安排较大的主武器舱和两个较小的武器舱。中型以下战斗机机身结构局促,不利于安排武器舱。在隐形状态下,中型战斗机的载弹量再也不会像“阵风”和“台风”那样,具有较大的数值。一些中型以下战斗机、攻击机的作战半径之所以较大,是与携带外挂有很大关系。隐形飞机在高技术条件下的现代战争中,需要保持隐身状态,避免使用外挂。另外,在机身和机翼下携带外挂物虽然可以增加术语上的最大载弹量,但实际挂载的武器因加挂副油箱而减少。隐形飞机在隐形状态下的最大载弹量是其真正的武器携带量。中型以下战斗机即使航程与重型战斗机大致相当,其武器携带量也不及后者。重型战斗机在利用机内燃油或外加保形油箱的情况下,其武器携带量不受多大影响。最典型的例子就是苏-27系列战斗机和F-15战斗机。从技术上讲,不是不能在翼下增加外挂物来增加作战半径与载弹量,但这样要破坏隐形能力,回复到F-4、F-15、苏-27等飞机的水平,在战术上可能得不偿失。

重型战斗机、攻击机具有较强的战术灵活性
重型战斗机、攻击机的机体较大,外挂点较多,可以根据作战需求,选择多种武器外挂方案,作战弹性较大。例如F-15E在机身两侧安装保形油箱后,可以携带一对儿攻击和导航吊舱、6枚Mk82炸弹、5枚GBU-12“宝石路”Ⅱ激光制导炸弹、两枚AIM-120导弹、2枚“响尾蛇”导弹和两具2309升副油箱,或者一对儿攻击和导航吊舱、1枚GBU-24“宝石路”Ⅲ激光制导炸弹、1枚GBU-15光电制导滑翔炸弹、1个数据链吊舱、1枚AIM-120导弹、2枚“响尾蛇”导弹和1具2309升副油箱。该机最多可以携带10枚AIM-120中程空空导弹,或者26枚Mk82炸弹。


F-15E的保形油箱

  航母战斗群在潜在的危险区域或进入战备状态时,需要派出远程战斗机或巡逻机(反潜机或侦察机)在特定空域巡弋。在执行此项任务时,一般会一次派出2~4架组成两个编队或单击活动,如此循环往复。以马岛战争为例,阿根廷海军装备的“超军旗”攻击机的雷达作用距离有限,待其急跃升以探测英军舰队时,距离英国特遣舰队已经很近。如果英军特遣舰队仍装备有F-4K(“鬼怪”FG.Mk1)的话,就可以在阿军进攻路线上长时间巡逻,并利用机载雷达侦测目标。假如英军训练有素,战术得当,极有可能利用“麻雀”或“天空闪光”中程导弹及早将两架阿军“超军旗”击落。而当时的“海鹞”即使升空,也没有这种能力。因为“海鹞”的航程、作战半径、雷达作用距离非常有限,而且只能携带两枚“响尾蛇”导弹和30毫米机炮吊舱。
  当时,阿根廷凭借数量不多的“超军旗”和A-4攻击机,取得了击沉2艘42型导弹驱逐舰、2艘21型护卫舰、1艘登陆舰和1艘货船,炸伤10艘舰船的战绩。假如阿根廷装备有A-6E或“掠夺者”S.Mk2攻击机,一次出动两架飞机至少可以攻击2到4艘英国军舰,取得的战绩将会更多。如果参战的英军继续装备“掠夺者”S.Mk2攻击机,就能破坏马岛上的阿军机场和基地,抑制住阿根廷飞机对登陆场英军的攻击。这样,英国舰船和部队的损失就会少许多。
  航母战斗群在对地或反舰攻击时,为保护自身安全,一般要与敌方舰队或海岸线保持一定的安全距离。为了迷惑敌人,舰载机在遂行对陆攻击时,考虑到对方的岸基雷达、防空阵地、机场的部署情况,可能要迂回进攻,对飞机的航程要求更加苛刻。由于不是每架飞机在任何时刻都可及时得到空中加油,因此,机体较大、载油量较多的舰载机,往往比较小一些的舰载机具有更多的战术优势。有时候,执行对陆攻击任务的航空母舰在放飞飞机后还要主动撤离,以免遭到对方航程更远的战略轰炸机的打击。例如美国在1942年4月对日本的突袭行动中,待所有B-25轰炸机起飞后,特遣舰队便立即返航。如果参与此次行动的“米切尔”轰炸机的航程再大一些的话,美国飞行员就有可能在敌后安全地方降落。双方的航母战斗群为了保护自身的安全,一般不会无限制地相向行驶。舰载机作战半径大的一方,会主动与敌方保持一定距离,而作战半径小的一方,才会积极接近对方。如此,就有可能首先遭到对手的打击。
  假如甲航母搭载有65架米格-29K战斗机,而另一艘同级的乙航母搭载有60架歼15战斗机。米格-29K和歼15战斗机在弹射起飞时的武器携带量分别为3吨和5吨。如果敌方陆上目标在1000公里之外,摧毁该目标需要投掷150吨的弹药,米格-29K需要出动50架次,而歼15只需出动30架次。假若两艘航母在一个波次只能起飞30架飞机,乙航母放飞第一波飞机即可完成任务,而甲航母需要放飞两个波次的飞机方可完成任务。为了以防不测,甲航母和乙航母均保留10架战斗机挂载空空导弹和副油箱担负空中警戒任务。另有5架同型战斗机遂行伙伴加油任务。这样,在遂行对陆攻击时,一旦遭到敌方驱护舰队的袭击,乙航母则可动用15架战斗机携带反舰导弹予以还击,而甲航母基本没有多余的战斗机可以动用,只能将担负空中警戒任务的飞机,换装反舰攻击武器匆忙迎敌。
  在某种程度上讲,航空母舰对地攻击能力取决于单位时间内投放炸弹的数量。尽管装备中小型舰载战斗机有利于提高航母的载机数量,但与装备满员的重型战斗机相比,其作战能力极有可能不如后者。重型战斗机、攻击机因为载弹量多、航程远,在一次攻击中可以轰炸多个目标,或者多次攻击一个目标,或者攻击更远的目标。如果上述两艘航空母舰分属不同的阵营,在相互攻击时,舰载机作战半径大的乙航母,很有可能首先取得胜利。为避免遭到对方攻击,乙航母在接近舰载机作战半径的距离外放飞一波飞机后,然后派出歼15战斗机迎战担负拦截任务的米格-29K战斗机。之后,再派出伙伴加油机为凯旋而归的飞机进行空中加油。甲航母尽管已经获悉乙航母的位置,由于舰载机的作战半径有限,不敢以牺牲飞行员和损失飞机为代价采取自杀式攻击。

重型战斗机或攻击机改装潜力巨大
重型战斗机或攻击机,因机体较大,改装潜力巨大,能够在一个飞行平台上改装出多个机型。例如美国海军在A-6攻击机基础上,不仅发展出专门的KA-6伙伴加油机,更有EA-6B电子干扰机。在A3D基础上,发展出了A3D-2Q/EA-3B电子干扰机、EKA-3B电子战/空中加油机,另有A3D-2P/RA-3B照相侦察机。美军对F-111战斗轰炸机的改装,不仅研制出战略轰炸机FB-111、电子干扰机EF-111,还制造了数架舰载型的F-111B战斗机。从技战术角度看,重型战斗机和攻击机更适合改装为电子干扰机和伙伴加油机。
  再以苏-27战斗机为例,该机机体较大,已经派生出苏-30战斗轰炸机、苏-33舰载战斗机、苏-34战术轰炸机,以及最新式的苏-35战斗机。既有常规布局、三翼面布局,也有使用发动机推力矢量技术的型号。该机的改进改型比中型的米格-29衍生发展成功得多,市场销售一路看好。


“辽宁”号上的歼-15战斗机

F/A-18的发展变化是中型战斗机向重型战斗机转变的缩影
1974年初,美国国防部批准了海军提出的试验型舰载战斗机/攻击机计划,旨在研制一种多功能舰载战斗机来取代A-4、A-7和F-4,与F-14形成高低搭配。但国会拒绝为该项目拨款,并要求海军从美国空军当时组织的轻型战斗机计划中的两种原型机YF-16和YF-17中选出一种作为原准机,在其基础上研发出新型舰载战斗机。结果,海军选中YF-17作为新型舰载战斗机的原准机,并将其发展成F/A-18战斗机。与YF-17相比,F/A-18的机翼面积从32.5平方米增加到37.16平方米,后机身宽度增加了0.1米。为了容纳710毫米雷达天线,而对机头形状作了修改,这也是满足海军65公里搜索距离的要求。所有改动使得新飞机较之原准机的总重增加了4吨。
  20世纪80年代,美国海军研制了A-6F,主要改进措施是换装更加省油的无加力型涡扇发动机和先进的航空电子设备。但因海军忙于研制其第一种隐形飞机A-12攻击机而下马。没曾想,A-12研制延迟、成本大幅增加,被国防部取消。为了满足美国海军替换A-6、A-7攻击机的需要,弥补F-35服役之前的空白,国会批准了F/A-18E/F计划。
  鉴于美国海军当时的F/A-18C战斗机的航程较短,F/A-18E/F计划一项十分重要的目标,是使新飞机的航程较之  F/A-18C增加40%。1992年,美国海军要求F/A-18的作战半径在执行制空任务时为760公里,在执行攻击任务时为800公里。由于从1982年以来,F/A-18在连续的更新中重量上升,航程和有效载荷减少,作战半径在执行制空任务时为680公里,执行攻击任务时为770公里。1992年,海军规划F/A-18E/F的制空作战半径为780公里,攻击半径为910公里,该性能超出了F/A-18C/D研制计划对这些任务的初始要求。



“超级大黄蜂”与“经典大黄蜂”尺寸对比

  为了满足上述要求,F/A-18E/F的主承包商麦道公司将中机身加长了0.863米,机翼翼根厚度增加2.5厘米,翼展增加1.31米,机翼面积增加25%,亦即9.29平方米。翼下挂架,由原来的4个变为6个。这样一来,机内载油量增加33%,外挂重量增大25%,任务航程提高41%,续航时间延长50%。为配合以上目标的实现,该机安装两台加力推力97.86千牛的F414-GE-400发动机。改进后的飞机,E型使用空重14552公斤,F型使用空重14875公斤。机内最大燃油重量6354公斤,外挂最大燃油重量7381公斤,最大外挂重量8028公斤,最大弹射重量29937公斤,陆基最大起飞重量30209公斤,最大着舰重量19958公斤,最大着陆重量22952公斤。F/A-18E/F可以携带4枚AIM-120导弹、2枚“响尾蛇”导弹和3具1817升副油箱,在离开航空母舰740公里的距离上空中巡逻71分钟。或者在距离母舰278公里处空中巡逻2小时15分钟。携带两枚AGM-84H远程对陆攻击导弹、2枚AIM-120导弹、2枚“响尾蛇”导弹和3具1817升副油箱,高-高-高飞行剖面的作战半径为1450公里。携带4枚AIM-120导弹、2枚“响尾蛇”导弹和3具1817升副油箱,执行护航任务时的作战半径为1472公里。
  即使如此,F/A-18E/F的远程、高速截击能力,依然无法与已经退役的“雄猫”战斗机相比。“雄猫”的最后型号F-14D,因换装F110-GE-400发动机,爬升率较之F-14A增加了61%,不进行空中加油的航程增加约60%,执行空中巡逻的续航时间多出约30%。该机使用的AN/APG-71脉冲多普勒雷达,设计探测距离最大值为370公里,实际距离远远超出这个数值。正因为如此,可以保证F-14D在最大射程上发射AIM-54C“不死鸟”导弹。尽管F/A-18E/F装备了技术水平与AN/APG-71一样的AN/APG-73雷达,但该雷达的战术性能不及前者,而且其探测距离短于该机装备的AIM-120导弹的最大射程。这又迫使F/A-18E/F换装使用AN/APG-79有源相控阵雷达。
  F/A-18E机内总燃油量为8183升,F型为7661升。机腹、翼下内侧和翼下中间挂架均可带一具1817升副油箱。全机最大载油量可达13~14.1吨。F/A-18E/F在执行空中加油任务时,机腹可带加油吊舱,对其他需要加油的海军和海军陆战队的飞机进行空中加油。美国海军在第二批次F/A-18F基础上研发的EA-18G“咆哮者”舰载电子干扰机,主要用于电子战支援和空中电子攻击,可执行雷达干扰、通信干扰、防空压制、电子监视和信号情报侦察等任务。该机将用来替换服役多年的EA-6B飞机。


“超级大黄蜂”伙伴加油机构型

  从YF-17到F/A-18E/F的发展历程,充分表明重型战斗机比之于轻型、中型战斗机的技战术优势。基于谋求技战术优势的目的,美国海军和海军陆战队才不遗余力发展了颇为成功的“大黄蜂”和“超级大黄蜂”系列战斗机。原来的F/A-18作为一种多用途战斗机,由于机体较小,航程较短,尽管载弹量较大,却无法全面满足美军的战术要求。外形尺寸和航程显著增加后的F/A-18E/F,已经可以达到A-6攻击机的作战能力。但在远程、高速截击方面,依然无法和更大、更重的F-14D相比。要知道,F-14的最初设计来自于20世纪60年代的技术。“雄猫”的退役,已经成为美国海军挥之不去的伤痛。所幸的是,F/A-18E/F有限度地引入了隐形技术,在没有投入太多经费的情况下,保证美军获得了一种急需的作战能力较好的舰载机。凭借该机使用的新技术和武器装备,该机还能够为山姆大叔效劳一阵子。

航母设施与舰载机适配性的相互影响
飞行甲板布局对舰载机起降作业的影响
航母舰载机适配性是指舰载机充分有效地利用航母特性、设施和装备的能力。也就是说航母舰载机的适配性问题,是指舰载机在航空母舰上能否方便、灵活运作的适应程度。影响舰载机适配性的因素包括斜角甲板、机库、弹射器数量与功率、升降机大小和运输能力、停机区面积等。这些因素,直接影响航空母舰的作战效能。
  陆地上的军用机场一般都设有跑道、滑行道、停机坪、加油坪、防吹坪、塔台、进场监视雷达,也有供飞机及其发动机维护的机库或掩体等。正是有这么多的建筑物和构筑物,一个中等规模的机场占地面积至少也得有1.5平方公里,而更大些的机场占地则有4至15平方公里。与之相比,美国的超级航母相当于把陆上机场浓缩为飞行甲板只有三个足球场那么大、排水量超过八九万吨的立体的海上机动平台。这个长度只及陆上机场长度1/6甚至更小的大型水面舰艇,几乎具有陆上机场的所有功能,包括飞机停放、维修、起降,以及与之相关的指挥、引导、加油,以及中短程防空等。飞行甲板是航空母舰区别于其他水面舰艇的重要设施,没有飞行甲板也就没有航空母舰。下面,就以美国的弹射起飞、阻拦降落型航空母舰为例,介绍飞行甲板的布局对舰载机起降作业的影响。
  美国超级航空母舰的飞行甲板大约在320~330米之间,在这个长度不大的移动机场上,还要区分出起飞区、着舰区、停机区三个部分。起飞区位于舰艏和斜角甲板前端。从“福莱斯特”级航空母舰开始,每艘已服役的超级航母上均有4部蒸汽弹射器。其中舰艏两部,飞行甲板左侧边缘两部。美国海军现役航空母舰采用的蒸汽弹射装置,一次可以让4架飞机同时准备起飞,3架飞机几乎可以同时起飞。蒸汽弹射器的数量不仅决定飞机的起飞效率,也决定飞机的降落效率。因为在某些紧急情况下,只有让飞机紧急起飞后,方可为降落中的飞机腾出降落的地方和停放位置。
  斜角甲板是从舰艉右舷向左舷中部靠前位置延伸的一块狭长的着舰区域。带有斜角甲板的现代航母的最大优点在于将着舰区和起飞区分开,可以保证航母起飞和着舰作业同时进行,大大增加了自身的作战效能。大型航母的斜角甲板后端均设有4道阻拦索。借助阻拦索,着舰中的舰载机可以在滑跑100来米的情况下,被迫停下来。
  无论是舰载机起飞,还是降落,在完成作业前后,均与一个重要设备——舰载机升降机相关。在美国的超级航母上,一台舰载机升降机一次可以运送两架重型战斗机或攻击机,即使是像A-4、“超军旗”这样的轻型飞机,最多也是两架。
  在弹射起飞、阻拦降落型航空母舰上,无论是重型战斗机,还是轻型战斗机,每次准备弹射的飞机,最多只能是4架,每次降落的飞机只能是一架。并没有因为舰载机的大小而改变起降次数和频率。因此,说轻型飞机有利于在航母上运作的话,实则谬矣。
  大型航空母舰的机库只能容纳50~60%的舰载机,其余飞机和直升机则停放在飞行甲板停机区。停放区可停放飞机的总数决定了一次回收飞机数量的上限,也就是航母一个攻击波最多可出动飞机的数量。飞行甲板能够停放的飞机数量还是决定航母作战能力的核心因素之一。一个拥有八九十架飞机的舰载机联队,一般每个攻击波可出动40~45架飞机。当然,技术因素对战术使用有很强的制约作用,每个攻击波的出动数量还受到阻拦索和弹射器等航空设施性能的限制。由于弹射器、升降机的功率和数量固定。如何在单位时间内投送更多的武器弹药,就需要加大飞机的起飞重量和载弹量。如此,只有重型飞机可以实现。如果用于起飞拦截,在一次只起飞4架飞机的情况下,重型战斗机可以在发现敌情后更早起飞、飞赴更远的作战距离。如果是对地攻击,单次起飞波次可以投送更多的武器弹药。


停放区可停放飞机的总数决定了一次回收飞机数量的上限

  现代航母舰载机的出动情况,与陆基飞机有着天壤之别。由于陆上机场的面积可以很大,陆基战斗机可以在起飞前排队准备起飞,也可以在短时间内放飞大量飞机,只要飞机数量足够,即可无限制地快速放飞。在降落时由于机场跑道较宽,一般容许双机编队降落,而且后续降落的飞机在前机滑行时即可着陆。一旦出现着陆事故,跑道清理也比在航母甲板上方便一些。紧急情况下还可以利用跑道另一端进行作业,使其不影响作战效率。在油、弹补充方面,地勤人员可以在停机坪甚至跑道上同时为机群补给。航母舰载机的运作条件就大不相同了。
  先看看弹射起飞的情况。尽管美国超级航母上配备有4座弹射器,但这4部弹射器却不能不间断运行。以现役的C-13型弹射器为例,每部弹射器弹射同型飞机的间隔为30~45秒,弹射不同型号飞机的间隔为1分钟。假如同时使用两部以上弹射器放飞,每次弹射间隔时间还需增加10~15秒。概略地说,每弹射一架飞机要1分钟至1分15秒以上,如以分波作业方式组成一个20架飞机的作战编队(1架E-2C、4架F-14、10架F/A-18、4架A-6E、1架EA-6B),则需要25分钟。这仅仅是从技术角度计算的数据,在实战中,一个攻击波通常编为指挥引导、侦察、掩护、防空火力压制和突击等战术群。若以突击群弹射起飞的时间为基准,则各战术群起飞时间应为:负责指挥引导的一架E-2C预警机,需要提前1~1.5小时起飞;负责空中掩护的4架F-14,需提前17分钟起飞;一架负责照相侦察的RF-14,需提前15分钟起飞;担负防空火力压制的1架EA-6B和4架F/A-18,需提前8~12分钟起飞;担负主攻任务的6架F/A-18和4架A-6E,从起飞到完成空中编队则需要17分钟。
  另外,弹射器也不能随意使用,还存在必要的维修周期。射器的维修周期决定了航母在作战中可弹射放飞飞机的总架次以及每天的出动架次。弹射器维修周期分海上维修周期、返港维修周期和船厂更换周期三种。以美国制造的C-ll-2型蒸汽弹射器为例,每天弹射次数不超过70次(最大可达150次)。每弹射500次需随舰专门技术人员在海上停飞检修1~2天,每弹射2500次需返回母港检修3~6周,每弹射6000次需返回船厂拆下检修半年。


美海军的大型航母上为提高舰载机的出动效率,除了在舰艏设置弹射起飞甲板外,在舰艏着舰跑道的末端设置2台蒸汽弹射弹射器,兼顾了舰载机的弹射方法任务

  下面,我们再看看阻拦降落对飞机着舰的影响。美国的超级航母在停机区没有停放飞机时,阻拦回收飞机的平均间隔为:白天为每40秒1架,夜间为每1分20秒1架。当停机区停有飞机时,阻拦回收飞机的平均间隔为:白天为1分钟1架,每3架再增加1分钟;夜间为1分20秒1架,每3架再增加2分钟。回收一个由20架飞机组成的攻击波,白天需要约13~26分钟,夜间则需要约25~35分钟。
  使用阻拦索还有两条限制。第一,飞机进场速度不能大于上限。美国海军现役阻拦索的着舰挂钩速度上限为268公里/小时,若大于此速度,会造成钢索端点断裂。第二,飞机拦阻钩应挂在着舰中心线两侧各2~3米内,挂偏后会造成两端液压平衡装置压力失调,需全面调整压力后方可使用。基于上述原因,因受伤而紧急迫降的飞机着舰或海况较差时均易造成回收装置失调,从而影响后续飞机着舰。
  航空母舰在作战时,需要根据任务需求将飞机编组执行任务。在极端情况下,需要在一次出击中尽量投入更多的飞机投入作战。而在一般情况下,舰载机往往是轮流出动。弹射起飞、阻拦降落型航母由于甲板功能区相互限制,起飞作业、降落回收和停放难以同时展开。这导致不同波次飞机之间的起飞、降落、停放作业要分开独立进行。后一波次飞机起飞的时间与前一波次飞机起飞的时间间隔被称为甲板作业周期,它与前一波次飞机的数量和任务时间密切相关,还与舰载机起飞状态和在飞行甲板上摆列方式和状态有关。
  根据作战任务的不同,航母舰载机的起飞状态可分为最大波次出动状态和连续出动状态。若敌方力量十分强大,必须一次出动尽可能多的飞机前去消灭,这就需要采用最大波次攻击。以美国的“尼米兹”级航母为例,该级舰目前最大波次可出动42~46架舰载机,也就是说,出动的42~46架飞机在降落时必须全部停放在飞行甲板前部和右舷。最大波次攻击持续时间可达4小时。
  若敌方威胁较小或己方部队需要持续低强度的火力支援,则可以采用连续出动方式。航母以l~2小时为作业周期,每个周期开始时出动1个波次飞机,并在该作业周期将要结束时回收前一波次的飞机,飞行作业环环相扣,节奏紧凑。由于连续作业的周期较短,每波次飞机仅有十五六架。
  与起飞状态相对应,大型航空母舰的回收状态分为最大波次回收状态和连续回收状态。在最大波次舰载机群降落前,飞行甲板上的所有飞行器需全部进入机库,空出所有停机区、舰艏起飞区和斜角甲板。机群较早降落的飞机停放在舰艏右舷和岛式上层建筑前方的右舷边缘,停满后再停放在舰艏左舷、舰艏中部等区域,待停满后继续停放于岛式上层建筑前、斜角甲板右侧的主停机区,以及岛式上层建筑后的停机区。这期间,斜角甲板作为降落区始终不得停放飞机,也不得有飞机或人员穿过,左舷后部尽量不停飞机,所有飞机都不得进入斜角甲板两边的安全线。以美国的“尼米兹”级航母为例,该级舰目前最大波次可回收42~46架舰载机。由于连续回收状态时每波次飞机数量较少,仅有15架左右,一般先降落的飞机会被牵引到舰艏左舷区域,后降落的舰载机停放在舰艏右舷区域。


飞行甲板上舰载机的停放布列需要有适合于机群起飞或机群降落的几种不同的方案

  除了以上因素外,影响舰载机起降周期的因素还包括其他必要环节。
  飞机在起飞之前,需要维修人员对其进行检修,其他相关人员对飞机进行加油、挂弹、供电、供氧等作业。整备过程中最耗费人力和时间的是加油和挂弹。给一架飞机加油一般需要20分钟,如果要为飞机更换弹药或加挂各种弹药的话,时间会超过半个小时。待飞机整备完成后,飞行员开始进行起飞前检查,之后启动发动机准备起飞。这个过程要在起飞之前10~15分钟内完成。在着舰以后,还需根据需要,来决定是否卸载弹药、燃油,还是补充弹药与燃料。
  在飞机弹射起飞前,一架搜救直升机需要先行起飞,低空盘旋在航母左舷。作战时间较长,或在潜在战区待命时间较长时,需要预警机不间断飞行。由于舰载机太小,不像陆基的大型预警机那样,经过空中加油可以连续飞行十多个小时。因此,需要连续动用航母上的所有预警机。这些都会影响到其他飞机的起飞速率。作战飞机在战斗中受伤、燃油告罄等原因需要迫降,必须尽快腾出飞行甲板。其中一个办法就是赶紧将停留在弹射器附近的飞机弹射起飞,将另外一些飞机牵引至合适的区域。作战飞机在返航途中一旦油料告罄,还要紧急升空一架伙伴加油机实施应急空中加油。
  就航母来说,舰载机的起降要比陆地机场更加困难,尤其是着舰的难度又远超过起飞。即使对于经验丰富的舰载机飞行员来说,着舰都是一件非常困难的事情。气候、海情、航母运动及飞机的状态都会增加着舰的危险性。夜间的降落更为困难。一旦拦阻钩未挂住阻拦索,在条件允许的情况下飞机必须拉起复飞,准备再次进场降落。这在白天的概率约为5%,夜间则高达12%~15%。美国海军飞行医疗学校的飞行心理专家在越南战争期间进行的一些试验表明,在航空母舰夜间作战的警戒值班、弹射起飞、降落等阶段中,出现了更多的表明压力增大的指标,这一阶段的压力之大,甚至超过了最为激烈的作战阶段。
  可见,航母及其舰载机在使用中受到诸多限制。由于航空母舰的空间有限、资源有限,人员数量也受到严格限制。因此,必须严格限定飞机和直升机的数量,否则,将有可能扰乱航母及其舰载机的正常运行,欲速则不达。
  从1991年爆发的海湾战争经验看,美海军航母舰载机弹射起飞曾受到严格控制,飞机的出动率较岸基飞机低。以“肯尼迪”号和“萨拉托加”号航母为例,它们在海上执勤天数分别为196天和217天,平均每天弹射次数为56次和55次。在作战强度最高的“沙漠风暴”行动期间,美海军6艘航母总共出动舰载机18117架次,平均每天弹射放飞70架次,也就是说平均每架飞机每天出动0.82次。整个战争期间出动率最高的是2月26日和27日,分别出动628和606架次,平均每艘航母为105和101架次,每架飞机平均出动率为每日1.2次。在2003年进行的伊拉克战争中,美英两国在海湾地区共部署了6个航母战斗群,航母舰载机400架左右。美英联军飞机平均每天出动飞机约1000架次,其中约有1/3为航母舰载机。也就是说,单架舰载机的出动次数为平均每天1次。
  目前“尼米兹”级航母每天能出动140~160架次舰载机。当然,如果进行充分准备,舰载机的出动频率还是可以大大增加的。在1997年,美国海军曾利用“尼米兹”号航母进行了一场提高舰载机出动频率的演习。舰载机联队飞行员超编25名,甲板工作人员超编200多名,还专门组成一个策划攻击小组,帮助每一个机组减少准备时间。这确实起到很大作用,演习中每架飞机的日出击率达到4.2架次,航母的日出击约220架次,大大超出了通常的作战情况。鉴于此种情况,美国海军要求其新型的“福特”级航母的出动架次率为:12小时任务的一天中,每天至少出动160架次,目标是能够达到220架次,相当于航母舰载机进行两次全体出动攻击;24小时任务的一天中,每天至少出动270架次,目标是达到310架次,相当于进行三次全体出动攻击。与此同时,英国要求其“伊丽莎白女王”级航母在战争第一天能够出动战斗机108架次,远高于“无敌”级一天26架次的频率。
  中型以下航母对舰载机作业的不利影响更多。以法国的“戴高乐”号航母为例,该舰的岛形上层建筑非常靠前,而两部舷侧升降机只能位于舰岛之后。舰载机从机库出来进入弹射位置,需要驶过较长的距离,耽误的时间较多。为了能够弹射起飞重量较大的“阵风”M和E-2C预警机,导致弹射器轨道的长度较长,舰艏的弹射器轨道深入斜角甲板当中。这样,导致舰载机在降落之际,不能同时弹射飞机;反之亦然。再如英国1978年退役的“皇家方舟”号航母,为了增加飞机停放数量,舰艉斜角甲板左侧被增设一块区域,用于停放飞机。该区域一次可以停放两架“鬼怪”式战斗机。相比而言,美国的超级航母可以在该区域停放4架飞机。而轻型航母无论如何也做不到。
  另外,航空母舰使用舰载机升降机的类型也对飞机的起降影响很大。航母舰载机升降机有舷侧升降机和舷内升降机两种。以美国超级航母为代表的舷侧升降机为开放式升降设备,三面被航母机库和舷台结构所包围,一面直接和航母外部空间相连。对舰载机的外形尺寸要求不大严格,只要重量在许可范围之内即可。但舷内升降机因升降机安置在航母两舷之中的飞行甲板之下,周边为航母结构所包围,故舰载机的外形尺寸受到严格限制。一般情况下,一次只能运输1架舰载机。更为不利的是,由于这种升降机所在位置,占用了斜角甲板和舰艏的起飞区域的一部分,对飞机的起降造成严重影响。布置舷内升降机的军舰,基本是中型以下的航空母舰。
  既然舰载机的出动架次和频率一定,盲目增加舰载机数量没有太大意义。反而因舰载机数量太多,不利于在航母上操作。在最大波次出动状态下,重型舰载机和中型舰载机能够出动的飞机也就相差两三架。前文已经说明,中小(轻)型战斗机、攻击机的作战能力无法与重型舰载机相比。因此,多出的两三架飞机无甚意义。由于单位时间内起飞或降落飞机是一定的,那么就需要提高单次起飞的载弹量与航程。其结果就是选择重型舰载机。
  鉴于航空母舰的大小和相关设施的布局和功率,对舰载机的出动影响甚大。因此,为提高舰载机的出动频率,就需要合理规划航空母舰的吨位和外形尺寸,合理布局并改善航母飞行甲板、弹射器、阻拦索等影响舰载机起降效率的设备。

舰载机自身特点对其在飞行甲板上运作的影响
有人说像歼20这样的重型战斗机在航母上不好运作,事情果然如此吗?下面,我们就看看一些典型的舰载机的情况。
  舰载机的外形尺寸主要是指其翼展和机身的长度。舰载机在航母上运作,主要受这两个部件长度的影响。说像歼20这样的重型战斗机在航母上不好运作,是指该机或类似飞机的外形尺寸过大,不利于在航母上运作。历史上,美国、英国和俄罗斯曾经装备过的F-4、F-14、A-6、E-2、“掠夺者”和苏-33等飞机,在航空母舰上服役了好久,并未见到这些飞机在航母上的运作和A-4、“超军旗”等轻型舰载机在航母上的运作有何太大差别。美国海军曾经装备过的AJ、A3D、A-5飞机,以牺牲航母适配性而获得较大的航程与载弹量的做法,只是极少的个案,后来未被采用。
  以美国的超级航母为例,这些庞然大物的弹射器和阻拦索经过合理设计,在运作上与舰载机的重量有关,而与其外形尺寸关系不大。在一次运送两架飞机的情况下,舷侧升降机对所运载的飞行器的宽度影响较大,对飞机的长度影响不大。美国超级航母的舷侧升降机,除了“福莱斯特”级的面积较小外,其余航母使用的升降机,主体部分宽  23.5米、进深长15.9米。飞机舷侧升降机的尺寸较大,即使是机身长度较大,因其可以伸到舷外,故而飞机的翼展是一需要重点考虑的因素。
  为了保证舰载机能够在空间狭小的航空母舰上能够正常运作,在航空母舰刚一出现的时候,有关人员便为其配备了机翼或机身可以折叠的专用飞机。在当代,舰载机的机翼普遍可以折叠。A-6E的翼展为16.15米,机翼折叠后7.72米。F-4的翼展11.7米,折叠机翼后减小为8.41米。F-14最小后掠角翼展19.64米,最大后掠角翼展10.15米。F/A-18含翼尖导弹的翼展12.31米,折叠后翼展8.38米。F/A-18E/F含翼尖导弹的翼展13.62米,折叠后翼展9.94米。E-2的翼展为24.56米,折叠后的翼展8.94米。A-4攻击机的翼展8.38米,不可折叠。由此可见,能够运送两架A-4的舷侧升降机,也可以同时运送两架F/A-18C/D、F-14、A-6等飞机。俄罗斯的苏-33战斗机翼尖带弹翼展为14.948米,折叠后的翼展为7.4米。空速管前伸时的机长为21.19米、空速管放下为19.2米。米格-29K(9.41)翼展11.99米,折叠后翼展7.46米,含空速管机长17.317米。可见,苏-33和米格-29K占用甲板的面积相差不大,尤其是在苏-33的机头雷达罩向上折叠的情况下。据报道,俄罗斯为“库兹涅佐夫”号航母选用的新型舰载战斗机则是米格-29K(9.41)。即用24架米格-29K取代同样数量的苏-33。


歼-15机翼折叠状态

  折叠机翼是解决舰载机适配性的重要措施。必要时,某些飞机除了可以折叠主翼外,还可以折叠垂直尾翼、水平尾翼、尾锥、雷达罩、空速管等部件。例如,英国的“掠夺者”攻击机,在利用英国航母的舷内升降机时,不仅雷达及其整流罩可以折叠,而且尾锥减速板也可以打开。以此方法,来降低飞机的长度。
  以上技术特点,皆是舰载机为适应航母的特殊环境而采取的必要措施。另外,以担负攻击、制空等任务的舰载攻击机和战斗机,在机翼的设计与使用上,还有十分独特的表现。
  舰载机的翼展一般较大,不仅有利于在航母上起降,还有利于在机翼内侧设置挂架。F-4、F-14、F/A-18、A-6、A-7等飞机的翼下挂架安置在固定翼段,折叠段或变后掠翼段则没有挂架,或仅有翼梢挂架用于挂载“响尾蛇”导弹。“超军旗”、雅克-38等飞机也是在内侧翼段挂载武器。同样地,隐形战斗机在保持隐形状态作战前,仅需要在武器舱内安置武器弹药,不需要折叠机翼;如果需要,也是在固定翼段增设挂架。如此,可以避免折叠机翼放下后,过多占用甲板面积。只有在起降前后一段时间,飞机的机翼处于全伸展状态。需要注意的是,A-4、“阵风”M、“鹞”Ⅱ与“海鹞”、LCA等舰载机的机翼不能折叠。因此,大小不同的舰载机对飞行甲板调度的影响,仅剩飞机长度一项指标。可见,除了在起降过程中,重型舰载机和中小型舰载机占用甲板的面积相差不是很大。
  在美国海军,克服机身长度对舰载机适配性的影响,其实有很多方法。航母在进行飞机起降作业时,一些飞机停靠在航母舷侧。为了方便牵引和调头,一般不会垂直于军舰轴线排列,往往会倾斜摆放,尽量缩短纵向长度。只是在航母中部,才会在两舷处垂直于轴线停放。长度较大的飞机,可以将主起落架支柱之后的后机身探出飞行甲板之外。具体的摆放方法,还要结合舰载机的起降状态与方法。以弹射起飞和阻拦降落同时进行的作业状态为例,除了预警机和直升机紧靠舰岛一侧停放外,一些舰载机一般会斜向停靠在舰艏的任何一侧,一些舰载机停放在航母右舷,一些舰载机紧贴斜角甲板右侧斜向摆放,少数舰载机停放在左舷的升降机处。空出斜角甲板和1号或2号弹射器用于起降飞机。再如最大回收状态的舰载机停放方式,所有的舰载机和直升机悉数停放在斜角甲板右侧区域。其中,舰艏区域斜向停放两列飞机,中间再串列一列飞机,军舰中部区域的停放飞机的方式和同时作业状态相同。两个区域之间再填满飞机。从20世纪80年代以来,美国海军不论装备什么样的飞机和直升机,其航母飞行甲板上的舰载机摆列方式没有发生什么变化,舰载机最大可装载数量也没有什么变化。当然,大部分飞行器在飞行甲板停放时,均要折叠机翼或旋翼,或者将变后掠翼飞机以最大后掠角停放。

在过去50年里,舰载机适配性对舰载机数量的影响不大
舰载机的大小,确实能够影响舰载机的搭载数量。这主要因为航空母舰在过去70年内,先后装备过机体庞大的A3D、A-5超大型攻击机,也装备过A-4、“超军旗”、“海鹰”这样的轻型战斗机、攻击机,甚至二战时期遗留的机体较小的活塞式飞机。
  以美国的“中途岛”号航空母舰为例,该级舰刚刚服役之时,其舰载机仍以二战时期设计建造的活塞式飞机为主。载机主要为40架F6F战斗机,42架SB2C-5俯冲轰炸机,18架TBF/TBM鱼雷轰炸机,合计100架。1950年以后,该舰一般搭载48架F4U-4B战斗机或20~36架F9F-5或F7U-1喷气式战斗机,28架AD-4攻击机,搭载飞机总数为64~76架。1955—1957年,经过SCB-110改装之后,可以搭载60架F3H-2、F8U-1、FJ-4B、F9F-5、F4D-1、A-4战斗机和攻击机,12架A3D-1重型攻击机,3架F8U-1P侦察机,4架AD5W预警机,2~3架AJ加油机,1架TF-1运输机。合计有85架飞机。1965年,“中途岛”号可以搭载24架F-4B,28架A-4C/E,12架A-1H/J,9架A3D,2架RF-8A,4架E-1B,两架UH-2直升机。合计81架。经过1986年的最后一次改装之后,开始使用F/A-18替代F-4S和A-7E。在此之前,装备大约76架舰载机,包括F-4S、RF-4B、A-6E、A-7E、EA-6B、E-2C和SH-3直升机。1991年,海湾战争时期的“中途岛”号航母装备有30架F/A-18,14架A-6E,4架EA-6B,4架E-2C,4架KA-6D加油机,6架SH-3H直升机,合计62架。
  “企业”号航母在1963年2月的时候,载机包括14架F-8E,14架F-4B,36架A-4C,12架A-1H,10架A-5A,合计86架。1965年,载机包括  24架F-4B,56架A-4C,3架A-3B,3架RA-3B,3架EA-3B,4架E-1B,3架UH-2直升机。合计96架。1973年12月,“企业”号航母的舰载机有85架。其中包括1个F-14A中队,1个A-7A中队,1个A-6A/B中队,1个RA-5C中队,1个E-2B中队,1个EA-6B中队,以及数架SH-3D直升机。在20世纪60和70年代初,舰载机联队通常包括2个战斗机中队、2个轻型攻击机中队、1个重型(后改为中型)攻击机中队、1个空中预警机中队、1个电子战飞机中队和1个侦察机中队。进入80年代中期,“企业”号采取美国标准的航空母舰舰载机联队组成办法,由以下86架飞机和直升机组成:24架F-14A,24架A-7E,10架A-6E,4架KA-6D,4架EA-6B,4架E-2C,10架S-3A和6架SH-3H直升机。此外,当“企业”号部署在前沿地区时,还通常还配有1~2架EA-3B飞机以执行电子情报任务。到了1995年,随着美海军战略和作战任务的改变,其舰载机联队编成再次发生大的变化。一种“过渡型”舰载机联队包括:20架F-14,20架F/A-18,12架A-6E,4架KA-6D,4架E-2C,4架EA-6B,6架S-3B,8架SH-3或SH-60F反潜直升机,总计为78架。一种“兵力投送型”舰载机联队,是在上述样式的基础上增加4架F/A-18,从而使舰载机联队飞行器总数增加到82架。2000年前后,美国海军舰载机部队标准的航空联队有20架F-14D,36架F/A-18,4架EA-6B,4架E-2C,6架S-3B,2架ES-3A电子侦察机,4架SH-60F和两架HH-60H直升机,合计78架。“企业”号航母舰载机的编成,也采取了这样的方法。在“企业”号航母退役前,该舰共搭载有71架舰载机。包括12架F/A-18F,36架F/A-18A/C/E,4架EA-6B,4架E-2C,9架SH-60B直升机,4架SH-60F直升机,2架HH-60H直升机。
  下面,再看看“尼米兹”级航母的情况。20世纪七八十年代,“尼米兹”号通常由9个舰载机中队组成,载机数量86架。1984年,该舰的舰载机联队包括:24架F-14A,10架A-6E,24架A-7E,4架KA-6D  4架EA-6B,4架E-2C,10架S-3A,6架“海王”反潜直升机,合计86架。l988年,“卡尔•文森”号航母上的舰载机联队的组成与同时期的“企业”号完全相同。参加海湾战争的“罗斯福”号航母,当时编配有20架F-14,19架F/A-18,18架A-6E,5架EA-6B,4架E-2C,8架S-3B,4架KA-6D,6架SH-3H直升机,合计84架。海湾战争之后,“尼米兹”级航母的舰载机联队配置情况,与同期的“企业”号大体一致。
  通过以上介绍,我们可以知道美国海军自从20世纪60年代中期以来,F-4替换F-8的比例为1:1,F-14接替F-4的比例为1:1,F/A-18替换F-4、A-6、A-7的比例为1:1,后来的F/A-18E/F取代F/A-18C和F-14D的比例也是1:1。A-6、A-7替换机体较小的A-4攻击机的比例,接近1:1。需要注意的是,海湾战争前后美国海军舰载机部队之所以减少F-14、A-6、S-3的装备数量,以及目前减少舰载机的搭载数量,与这些飞机的停产、退役和降低军费有关,而非适配性问题所致。俄罗斯近年来打算使用24架米格-29K来替换同等数量的苏-33,其替换比例也是  1:1,说明稍大些的飞机占用甲板面积并不是很大,并不影响舰载机在航母上的操作。下面,我们通过某些航空母舰在其服役期内舰载机数量的变化,看看其作战能力是否受到不利影响。


“库兹涅佐夫”号甲板停放的苏-33和米格-29舰载战斗机

  英国皇家海军“鹰”号航母在1956年11月期间,可以搭载17架“海毒液”战斗机,24架“海鹰”战斗机,9架“飞龙”攻击机,4架“空中袭击者”AEW.1预警机,2架“旋风”直升机,合计56架。1971年,“鹰”号航母的舰载机包括14架“掠夺者”,16架“海雌狐”战斗机,5架“塘鹅”反潜机,5架“海王”直升机,1架“威赛克斯”直升机,合计41架。“皇家方舟”号在服役之初,拥有50架飞行器。包括“海鹰”、“海毒液”、“塘鹅”反潜机、“空中袭击者”AEW.1预警机和几架通用直升机。该舰在服役末期,装备有12架“鬼怪”战斗机、14架“掠夺者”攻击机、4架“塘鹅”Mk3预警机、1架“塘鹅”运输机、6架“海王”Mk1/2反潜直升机和2架“威赛克斯”Mk1搜救直升机,合计39架。
英国航空母舰的飞行甲板远远小于美国的超级航母,舰载机大小的变化,对载机数量影响较大。在两舰的服役期内,看似载机数量减少,但要以出动所有飞机远距离投掷或发射炸弹、导弹的数量看,攻击能力还是大幅增加了。
  美国海军航空母舰的情况与之类似。在大型航母上,像A-4、“海鹞”和米格-29K这样的中、轻型舰载机,仅比重型舰载机多出五六架,其意义不大——不考虑技术进步因素,单以可以发射、投放的空空导弹和炸弹吨数来对比。

中国需要重型舰载战斗机
将来面临的作战环境
中国是个临海不临洋的国家,出入太平洋必须经过第一岛链。我国自改革开放以来,海外贸易和海上交通线对我们越来越重要,关乎中华民族的伟大复兴。其中,伴随石油与政治、军事的关系更加密切,石油已经成为我国面临的重大国家安全问题。目前,中国石油进口主要来自于中东和非洲,大部分需要经由马六甲海峡及相邻的巽他海峡、望加锡海峡运输。进入21世纪,我国已经进入对国际资源依赖与日俱增的时代,国际资源供应的安全与否就成了我国牵一发而动全身的大问题。可以说,谁控制了马六甲海峡,谁就扼住了中国的资源通道。尽管中缅原油管道已于2015年1月底启用,使中国进口中东原油不必再经马六甲海峡,而可自缅甸若开邦马德岛上岸,经该管道输送至中国西南地区,但敌对一方依然可以通过在印度洋上封锁我海上交通线,影响我石油供应。
  我国在经济快速发展的过程中,和周边许多国家的领海争端日益显现。与此同时,亚太地区军备竞赛加剧。美国积极推动重返亚太和由海向陆战略,并借助一些国家和地区试图包围我们。在未来的海上冲突中,美国极有可能和我们发生正面冲突。在所有可能导致中国和其他国家发生大规模战争的因素中,我国的台湾省一直是个不容忽视的潜在根源。
  一旦台海战争爆发,美国人定会从自身利益出发,积极阻挠我国的统一大业。其中之一就是派遣以8艘(个别是双航母)核动力航空母舰为核心的五六支战斗群,在来自驻扎在日本、韩国、关岛等前沿基地作战飞机、补给舰船,以及C4ISR系统等的支持下,全面介入台海战争。在最不利的情况下,中国有可能在太平洋西部海域同一个世界强国,或者是多个国家和地区进行一场较大规模的武装冲突。为了防止这种不利事态的发生,做到不战而屈人之兵,必须加强战备,以多种手段,实现我和平发展的战略目标。
  假如我军在未来的战争中,战术飞机基本以歼10、歼11、歼16和歼轰7等第三代战斗机为主,那么,我们将处于难于应对的危险境地。和大多数第三代战斗机相比,我国第三代战斗机的飞行性能、信息感知能力、机载武器等方面并不落后,个别还有相当优势。因先天不足,上述飞机的雷达散射截面较大。为了降低雷达可探测性、提高生存能力,只能在关键部位采用复合材料、涂敷隐形涂料。即使如此,在面对“标准”、“爱国者”、改进型“海麻雀”等防空导弹组成的防空火力和第四代战斗机面前,生存能力依然堪忧。此外,对手还可以得到“宙斯盾”作战系统和E-2C/D、E-3预警机的信息支援。因此,在这种残酷的作战环境下,若要把我第三代战斗机的作战能力最大程度地发挥出来,还需在改进隐形能力和电子战方面多下工夫。在此方面,我军将要面对的F-22、F-35、F/A-18E/F、F-15E占有相当的优势或部分优势。由此可见,采用传统外形的我军第三代战斗机,如果遇到F-15、F-16、F/A-18  E/F、幻影2000还有胜算的把握,但遇到F-22和F-35等第四代战斗机时,其生存能力不容乐观。
  隐形能力在未来战争中至关重要。在超视距空战中,当作战飞机的雷达散射截面由2平方米减小到0.5平方米时,空战性能将提高2.5倍左右。因此,隐形能力差的飞机,很容易在超视距空战中被击落大部分。在遂行对地(海)攻击时,当作战飞机雷达散射截面降低一个数量级时,其损失将减少60%左右;反之,将面临极大的作战风险。以F-22为代表的第四代战斗机普遍具有超音速巡航的能力。空战中,超音速巡航可保证第四代战斗机快速接敌和占位,从而保证有更多的导弹发射机会。通过对具有超音速巡航能力的战斗机进行的模拟空战表明,当飞行马赫数由0.9增加到1.5时,空战效能可提高1.6倍。届时,美国还将加大F-22的改进力度。这样就使原本对第三代战斗机作战拥有很大交换比的F-22,拥有质的绝对优势。


参加“坚定决心”行动的F-22战斗机

  F-22战斗机除了拥有优异的隐身和超音速巡航能力外,还拥有极佳的信息获取能力。该机装备的AN/APG-77有源相控阵雷达可以瞬时扫描120°的空间范围,而F-15E战斗机使用的AN/APG-70脉冲多普勒雷达需要花费14秒钟的时间扫描同样空域。AN/APG-77可以使用不同部位的发射/接收模块分别执行不同的工作任务,可以同时完成主、被动探测,电子对抗和通信等多种功能。该雷达的探测距离较远,对雷达散射截面为5平方米的典型空中目标的最大探测距离可达296公里。F-22战斗机在近距离格斗中,可以仰仗火控雷达自动锁定在18.5公里内探测到的第一个目标。再以美国空军的主力战斗机F-15C为例,该机换装AN/APG-63(V)2有源相控阵雷达后,快速扫描和多目标跟踪能力都得到了大幅增长,极大提高了飞行员对战场环境的感知能力。由于作用距离的增加,使得增程型AIM-120中距空空导弹的性能得到充分发挥,并能在更大的视场范围内制导多枚空空导弹同时攻击多个目标,包括雷达截面积很小的隐形目标。在这种情况下,我方如若继续使用第三代战斗机与之对抗,其结果不言自明。

中国海军需要重型舰载战斗机
中国神话故事中的孙悟空拥有一根三万六千斤的如意金箍棒;《三国演义》中的武圣人关公手握八十二斤青龙偃月刀,在百万军中取上将首级如探囊取物的张飞手持一挺丈八蛇矛;《隋唐演义》中的第一条好汉李元霸,手持一对儿八百斤擂鼓瓮金锤;《说岳全传》里的小将岳云,手握一对儿八十二斤烂银锤。以上故事表明,一个英雄好汉必须拥有称心如意的兵器。一个拥有雄心壮志、卧薪尝胆的大国,如同古代的上将,非常需要有趁手的兵器。
  中国若要在未来的战争中取得胜利,必须高出对手,最起码能够与之相抗衡。中国的作战环境不同于世界上大多数国家,他们可以让部分作战装备注重经济因素,而我们,必须以能够克敌制胜为标准,走质量建军的发展道路,而不是以数量取胜。这也是当年我国购买苏-27重型战斗机的原因之一。在广阔无垠的海洋上空作战,舰载机的数量将决定战争的胜负。但是,任何国家都不可能装备太多的航空母舰,在一场战役中也不可能出动更多的航空母舰。解决办法就是增加航空母舰的排水量和舰载机的作战能力。为了加强航母的综合作战能力,一艘大型航空母舰需要配备有多用途战斗机、攻击机、预警机、反潜机、电子干扰机、多用途直升机等,还要让部分战斗机、攻击机等飞机承担伙伴加油任务。因此,能够用于攻击敌方航母战斗群或地面目标的飞机并不多。假如需要在某一空域与敌方展开空战,还要派出一定的战斗机前去迎战。在载机数量有限的情况下,就非常需要舰载机拥有足够的载弹量和留空时间。在不突破既有重型舰载机外形尺寸和起飞重量的前提下,舰载机还是越大越好。在不久的将来,美、英、俄等国的航母舰载机均为重型舰载机,韩国、日本也将装备F-35。对付这些飞机的最好方法,就是装备与其旗鼓相当甚至更为优秀的重型战斗机。大型航空母舰就是人民解放军的如意兵器之一,而在大型航空母舰上,一定要配备型号齐全的重型舰载机。
  航空母舰是少数能够在远程机动中,保持作战能力的战略性武器平台,也是在动用常规武器能够形成战略威慑的重要作战平台。以航空母舰及其舰载机为核心的战斗群,具有强大的对空、对海、对陆攻击能力,可以极大提高装备国家的海上作战能力。面对将来残酷的作战环境,积极以攻防兼备为国防政策的我国,在不久的将来势必要装备满载排水量8万吨以上的大型航母和种类齐全的重型舰载机。否则,与中国将要面临的作战环境极不相称。
  在新一代舰载战斗机的选型中,呼声最高的非歼20和歼31莫属。下面,我们结合两者的具体情况来分析一下,究竟哪一种飞机最适合作为舰载战斗机。
  作为我军下一代战斗机的重大工程,歼20在研制过程中,集中使用了中国当代科技的最高成就。该机作为海空军优先发展的战斗机,是我国倾力打造的应对高科技战争的一把利刃。在不久的将来,无论是超视距空战还是近距离格斗,歼20都将是凶悍的空战高手。在遂行空战任务时,歼20采用全权数字控制系统的小涵道比涡扇发动机的总推力以310千牛计算,飞机的推重比约为1.4,正常起飞重量约为23吨。如果是转场飞行或非隐形状态,最大起飞重量将达到35吨以上,此时的最大载弹量将超过10吨。从歼20机体尺寸及空间布置分析,机内满油条件下的作战半径不会低于1500公里,如果携带必要的大容量副油箱,作战半径将会增加到2000公里,转场航程不会低于4500公里,与F-22基本相当。歼20的对地攻击武器主要包括多种精确制导炸弹、小型的空地导弹等。为了进一步增加飞机的航程与续航时间,歼20将装备可收放的受油探管或硬式加油的受油口。


挂载4个副油箱试飞的歼-20原型机

  歼31的状况比较特殊,该机应该是沈飞公司为了保持竞争力和第四代战斗机的研发能力而开发的技术验证机,待时机成熟时也可以将其改为战斗机向国外出口。歼31作为技术验证机,其技术水平次于美国的X-35(歼31的发动机是临时替代品),若要将其发展成为舰载机,还有很多的道路要走,将来也会面临结构超重的问题。而仅仅是发动机一项问题,就可能导致其长期裹足不前。歼20作为海空军优先发展的战斗机,为之配套的能够保证其超音速巡航的高性能发动机,即使是国家重大科技工程项目,也要花费很长的时间来研制。中航工业在力保涡扇10的改进改型、用于大型运输机的高涵道比涡扇发动机、歼20使用的大推力发动机的同时,已经无力再研制一种推力较小、用于歼31并保证其超音速巡航的高性能发动机。将来歼31一旦出口,只能从现有的正在研制的、用于第三代战斗机或教练机的中等推力发动机中作出选择。从以上的对比中,可以明显感到歼20无论是技术成熟度,还是国家财力的支持,都是一款即将列装解放军海空军的一种重型战斗机,而歼31很有可能是一种采购成本较低的外贸型战斗机。


歼31原型机

  隐形飞机因需要设置能够容纳多种武器的武器舱,机体一般较大。而小飞机设置武器舱的难度较大。这就如同我们装修房子一样,如果你不受工程量和资金限制,在主卧、次卧、客厅、餐厅、儿童间、书房、两个卫生间、储藏间等样样拥有,浴缸、床榻、书柜、玄关等一个也不少的情况下,越大的房子越容易设计,选择的余地也越大。如果给你四五十平方米的两居室,就不如180平方米的三室两厅容易装修。从已经公开的照片看,歼20的翼展约为13米,机长约20米。这个外形尺寸和国外的重型战斗机(包括舰载战斗机)的大小一致,在经过必要的改进之后,可以成为一款非常优秀的舰载战斗机。歼20出于隐形需要,在机腹设置了一个主武器舱。目前,该武器舱可以容纳4枚霹雳12中程空空导弹,以后可以容纳6枚中程空空导弹,或2枚中程空空导弹和两枚500公斤的制导炸弹。在进气道外侧,分别有一个可以容纳一枚格斗导弹的小型武器舱。在非隐形状态下,歼20还可以在翼下挂载2~4具大型副油箱,多种对地攻击武器和空空导弹。因机身过小,该机仅仅在机身腹部设置一个武器舱,只能容纳4枚中程空空导弹或2枚250公斤的制导炸弹。在非隐形状态下,亦可以在翼下携带副油箱和多种武器弹药。航空母舰上的舰载机,原先是大小飞机一同使用,现在是尽量简化机型,一机多型。在多用途战斗机基础上研制出电子干扰机、伙伴加油机、侦察机,在一个飞行平台上研发出预警机、反潜机和运输机。如此考虑,也要求主战机型的多用途战斗机为重型战斗机,而非改装空间较小的中型战斗机。



军博展出的中国下一代舰载机模型

  我国新一代的舰载战斗机需要全面压制F-35,对抗F-22。在我航空母舰数量不多的情况下,尤其要讲究舰载机的质量。中国面对的不单是一些小国,更重要的是像美国这样的超级大国。因此,我国的航母战斗群的防护圈尽可能要大,攻击范围尽量要广。如果仅仅装备一种战斗机,稍小些的歼31在大型航母上的装备数量和歼20的数量并无二致,但作战能力相差较大。
  通过以上分析,我们可以相信,不管歼20是否在航母上服役,但有一点是可以肯定的,我国下一代舰载战斗机势必是重型的隐形战斗机,而非歼31或与之类似的中型战斗机。歼15在一定程度上已经预示了中国未来舰载战斗机的外形尺寸和起飞重量。


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