印度與俄羅斯的航母交易就像肥皂劇一樣充滿懸念與驚奇,夾雜著跌宕起伏的恩愛情仇。幾度漲價風波,讓外界對印度這艘新航母喜劇性的劇情變化充滿了興趣,很多軍事評論家似乎並不看好這筆交易,也不看好這艘戰艦的威懾力。本文並不想介紹這艘航母的全部,僅以其飛行甲板的設計變遷來剖析這艘跨越世紀、跨越國際的戰艦改裝工程。 從這艘戰艦的曆次設計變遷中,我們能夠清楚地看到俄羅斯不同於常規的短距起飛攔阻降落技術的日益成熟,設計手段更加理性和先進。正是有了這樣的技術進步,才給被西方壟斷的航母技術打開了一線天窗,為所有有海洋夢想的國家找到了另一條發展航母的途徑。考慮到僅存的三艘“基輔”級航母有兩艘停泊在中國的海岸,印度和俄羅斯的經曆,可能對中國的航母發展有著不容低估的現實意義。 普京的精明 普京1994年訪問印度時突然提出將“戈爾什科夫”號航母“免費”贈送給印度,震驚了全世界。表麵上看,這似乎是普京用來推銷俄係列飛機和挽救其岌岌可危的軍事工業的商業噓頭,或者是用來提升俄羅斯國民信心的政治手段,但實際上,普京的這個突然舉動並非一時頭腦發熱,而是經過深思熟慮後才做出的。 1990年,印度向英國尋求未來航母的可能性,希望能在1995年以後購買一批英國計劃退役的“海鷂”式戰鬥機,同時購買即將在1998年退役的“無敵”號航母,以替代準備退役的老航母“維克蘭特”號 - 這艘航母1989年以後就已基本失去戰鬥力,常年在港口進行維護。英國在1992年正式拒絕了印度的要求,因為CVF計劃的延遲以及F-35B計劃的調整,使得“無敵”號航母需要延壽服役到2010年以後,所以不可能滿足印度的需求(注:由於經費不足,“無敵”號於2005年8月舊退役,比原計劃提前了許多)。 無奈之下,印度將目光投向俄羅斯,希望可以購買“瓦良格”或者“庫茲涅佐夫”號,但俄羅斯海軍當時確實沒有什麽合適的軍艦可以銷售給印度 - “庫茲涅佐夫”號在1992年還沒有正式形成戰鬥力,俄羅斯海軍自身還將其當作旗幟般寶貝著,失去它等於失去航母艦隊的整個發展方向,因此絕對不可能出讓給印度。建造了75%的“瓦良格”號倒是一個必須要解決的問題,這艘航母當時正停放在烏克蘭尼古拉耶夫船廠。烏克蘭政府宣稱該航母是他們的財產,希望俄羅斯政府支付這艘航母前期建造的費用(約12億美元),並為後續的建造提供約10億美元的工程費用。這個官司在兩國政府間糾纏了好幾年,很多原來為這艘航母提供設備的工廠都因蘇聯解體而破產、關閉或轉行,還有很多設備供應商在波羅的海三國以及白俄羅斯等國家。很顯然,俄羅斯己經沒有能力將這艘航母繼續建造完成,印度的希望又破滅了。 但就在這個時候,俄羅斯海軍的萎縮讓蘇聯時代建造的三艘“基輔”級航母麵臨退役的命運 - “基輔”號、“新羅西斯克”號、“明斯克”號在1990年到1992年間陸續退役,嚴重缺乏費用的海軍將這些軍艦按照廢舊鋼鐵的價格處理給西方的拆船廠,而中國則通過轉手獲得其中的“基輔”號和“明斯克”號,並將其改建成主題公園。至於唯一在役的“戈爾什科夫”號,俄羅斯原打算保留自用,但是經費的缺乏讓該航母嚴重缺乏保養,而一場意外的火災又燒毀了它的大部分主動力係統和一些內部艙室,必須進行一次耗資數億的大修才有可能讓這艘航母再次發揮作用。然而,當時的俄羅斯海軍連辦公室的電費與士兵的工資都無力支付,根本不可能有錢來大修這樣一艘大艦,於是俄羅斯海軍萌發了將其處理掉的念頭。 普京敏感地意識到再拆賣廢鐵毫無意義,這艘外形很完整的航母應該還有更高的殘留價值。它建造時正逢蘇聯航母設計從混合型轉向專用型的階段,負責總體設計的涅瓦設計局在原“基輔”級的艦體與動力結構的基礎上研究過多個純航母的設計草案,設計方案與傳統“基輔”級的差異有98%以上,集中在飛行甲板和機庫甲板。他們甚至研究過在“戈爾什科夫”號中期大修時直接改裝成接近“庫茲涅佐夫”號那樣的純航母的可能性。這些工作在蘇聯時代都留有完整係統的正式圖紙,並做了大量的實驗和研究工作。普京谘詢了設計局與造船部的官員,他們都認為可以用較小的代價讓這艘航母複活,並與“庫茲涅佐夫”號保持相似的航空係統。得到專家的支持後,普京給印度的提議依據的是一份4000多頁的詳細計劃書,他邀請印度專家對這艘航母以及“庫茲涅佐夫”號進行訪問考察,並邀請印度海軍派遣飛行員到“庫茲涅佐夫”號上參與飛行訓練。 俄羅斯意外伸出的橄欖枝讓印度心動不己,而且俄羅斯提出的報價比印度對未來航母係統的預算要低得多,同時還附帶解決了印度航母上艦載機性能過於低下的問題,俄羅斯提供的米格-29K遠遠優於“海鷂”式飛機。因此在經過大約6個月的緊張磋商後,俄羅斯與印度達成協議:印度同意支付8億美金用於改裝“戈爾什科夫”號航母,另外支付16億美金訂購28架米格-29K戰鬥機(注:印度還將支付7700萬美金用於建造兩架全新的米格一29K戰鬥機,用於航母的適航與飛機的現代化改進)。1996年,“戈爾什科夫”號航母被拖入北德文斯克船廠進行改裝工作。至此,俄印實現了雙贏 - 俄羅斯成功處理掉一個大包袱,減少了費用支出,並獲得一項向俄企業投入超過20多億美元的巨額合同,而印度則獲得一個完美的未來航母發展戰略,並以比建造一艘新航母低大約60%的費用獲得了一艘頂尖水平的中型航母,可以說雙方都心滿意足。 商業博棄背後的技術抉擇 俄印航母交易中最值得關注的是俄提供給印度的艦載機並不是俄海軍使用的蘇一33重型艦載戰鬥機,而是還沒完成試驗、且在1992年俄海軍競標中敗北的米格-29K中型艦載戰鬥機。有些觀察家認為俄羅斯此舉可能是為了控製航母技術的擴散,不提供威力過度的武器,避免引起地區武力失衡。還有人認為這是普京的平衡手腕 - 蘇霍伊設計局獲得了俄羅斯空軍和海軍以及中國、印度、越南、埃塞俄比亞等國的訂貨,而米格設計局則瀕臨破產倒閉的邊緣,俄羅斯為了挽救米格設計局才極力向印度推薦米格-29K。事實真是如此麽?工程師們給了我們另外一個答案:不是俄羅斯有意控製,而是技術上不得不作出這樣的選擇。 “戈爾什科夫”號設計之初是按照“基輔”級的航空係統來構建整個航母結構的,而“基輔”級的標準艦載機雅克-38M垂直/短距起降戰鬥機最大起飛重量隻有11噸,降落重量僅有8噸,起落架對甲板的衝擊不到4.5米/秒。作為“基輔”級的最後一艘,“戈爾什科夫”號原計劃在90年代中後期更換蘇聯新一代超音速垂直/短距起降戰鬥機雅克-141(注:蘇聯崩潰後雅克-141的研發下馬了),因此結構上也考慮了可以使用最大起飛重量約20噸、降落重量約15噸、起落架衝擊4.5米/秒的艦載機。但如果更換為“庫茲涅佐夫”號的航空係統模式,也就是采用最大起飛重量達到32噸、降落重量達到24噸,垂直衝擊速度達6.1米/秒的蘇一33戰鬥機,那麽將遠遠超過艦體結構和甲板承力設計允許的上限。 涅瓦設計局的設計師們經過計算發現,如果要把“戈爾什科夫”號的結構增強到“庫茲涅佐夫”號的水平,改裝費用和時間都會增加30%以上,且需要全麵進行結構施工,比重新造一艘新艦還麻煩。而米格一29K在蘇聯時代已經完成了約95%以上的航母飛行試驗,其最大起飛重量不超過22.4噸(飛行試驗時不超過17.7噸),降落重量13.3噸,垂直衝擊大約為6.1米/秒,尺度和重量與原設計的雅克-141 (19.5噸最大起飛重量,15.8噸降落重量)很類似,對甲板的衝擊在設計強度範圍內,隻需要小幅度的改進就能滿足使用,對成本的影響可以承受。因此,俄羅斯建議印度采購米格-29K,並承諾其與印度空軍裝備的100多架米格-29A/SD有大量的零件可以通用,有利於減少成本。 印度當時欣然接受了俄方的建議,原因是印度海軍認為俄羅斯提供的米格-29K在技戰術性能上遠遠超出了其原先對未來艦載機的期望。例如米格-29K的飛行速度可達2.1馬赫,而印度自研的未來艦載機NLCA僅有1.6馬赫;再如米格-29K的留空能力幾乎是NLCA的2倍(1500公裏任務半徑)。另外,選擇米格-29K還牽涉到印度自行設計的航母。就當時的設計方案,印度的國產航母還沒有脫離輕型航母的範圍,排水量不大於2.8萬噸,使用米格-29K這樣大小的飛機還可以接受,像蘇-33這樣的重型艦載機則是不現實的。 當然,印度海軍也不是完全認同俄羅斯的推薦,他們對米格一29K提出了一些新要求,比如更好的飛行穩定性,更好的航電係統和武器係統,更大的起飛重量等。為此,印度另外向俄羅斯米格設計局支付了約2億美元的研製費用,用於整合更先進的西方航電設備和俄羅斯最新的導彈武器。估計就在這個時候,法國的達索公司已經將目光投向了印度,準備來個一鳴驚人,用“陣風”取代米格-29K。法國人成功了,笑到了最後。 飛行甲板布局的設計演進 航母設計技術中最為精華的部分就是飛行甲板的設計,尤其是不依賴彈射裝置的短距起飛/攔阻降落模式的航母,甲板設計和布局直接影響著航母的整體運行能力和戰鬥潛力。與1950年開始成熟的常規航母相比,短距起飛/攔阻降落技術發展隻有大約20年左右的時間,沒有經曆過較多的工程實例和使用驗證,設計的優化還完全依靠設計師的設計能力和思維水平。 西方應用短距起飛主要是配合垂直降落係統使用,和蘇聯模式沒有相互借鑒的意義,而美國公布的70年代末到80年代中期發展和驗證的短距起飛/攔阻降落模式的航母資料都經過處理,要麽非常粗糙,要麽過於前衛。前蘇聯在1982 - 1989年間投入了巨大的人力物力,組織了上千架次的起降試驗,參與試驗的飛機包括米格-23,米格-27、蘇-25、蘇-27、米格-29等。1982年,前蘇聯造船部門提出第一份以1143船體為藍本的設計方案。這個名為1143.4.2的改進設計方案與1143“基輔”級航母前甲板上堆滿重型武器大不相同,采用了全通的飛行甲板,艦體中後部甲板寬度大幅度增加,布置了一長一短兩個起飛點,並有斜角降落甲板和攔阻索。 值得注意的是,這個設計方案沒有采用當時正在發展中的躍飛甲板技術,艦載機還是以雅克-141為藍本,隻是具有了起降低速固定翼飛機的能力。這個方案的設計背景是:第一條蒸汽彈射器已經運行了約20次,米格-23A艦載機己經完成研製,試驗用的米格-23LL已進行了約200小時的起降試驗,為研發艦載機提供了試驗數據。更先進的米格-29也已開始試飛,蘇共中央已經同意米格設計局的要求,直接用米格-29K替代米格-23A作為艦載機。米格-29K在最大設計重量(17.7噸)時滑跑距離不超過300米,在航母上有甲板風時能夠在不足200米的距離內正常滑跑起飛,不用借助彈射器和躍飛甲板。不過,1143.4.2的設計還是比較保守,仍然未敢輕易放棄蘇聯海軍傳統的重型反艦武器((6座雙聯SS-N-12重型反艦導彈及其專用的裝填吊車被安置在右舷的延伸島上麵),但大型艦隊區域防空導彈被取消了,隻保留了1143.4.1上麵為數眾多的SA-N-9近程防空導彈。 盡管1143.4.2方案較為粗糙,但已經建立了基本的設計,即在“基輔”級艦體和島型建築的布置位置相對固定的基礎上,明確了甲板和跑道的基本布局,斜向降落跑道和反斜向交叉的長起飛點設計構思基本成形。不過,1143.4.2方案存在一個很大的問題:“基輔”級的水線構型設計中,設備重量分布基本均衡,而1143.4.2方案在基本保持“基輔”級的水線構型基礎上,拆除了航母前部甲板的大量武器和設備,使得艦體前部重量載荷至少減少了4000噸以上,而艦體中後部分不僅增加了導彈設備,還大大拓寬了甲板寬度,增加了飛機等設備的擺放,後部載荷增加不小於3000噸,設備重量分布變得不再均衡。此外,1143.4.2方案將甲板加寬也導致橫搖的穩性下降。如果按照1143.4.2方案來建造新航母,那麽縱向載荷不均勻和橫搖穩性問題可以通過設備和分艙調配的方式來平衡,但是用該方案來改造一艘老航母就不容易解決縱向載荷不均勻和橫搖穩性的問題了。 為此,涅瓦設計局又提出了一個簡化的設計草案,盡量不動甲板輪廓線,僅為必需設備少量添加甲板外挑部分,保持原有穩定性和艦型。這個設計成本低,見效快,對甲板和艦體改動小,需要增加的結構不多,工程量也最小,沒有改變“戈爾什科夫”號修長而狹窄的艦首,隻是直接堆疊上15度躍飛甲板,設計一個兩點串列起飛跑道。 最初俄羅斯向印度推薦的方案就是這個簡化的、名為1143.4.6的設計草案。不過審核發現這個設計也有一些弊病:第一個缺點是起飛跑道經過主升降機,有較大的危險性,起飛時容易導致偏航(在有彈射器導引時,偏航沒什麽大不了,但對自由滑跑來說,偏航卻是很嚴重的問題。一旦升降機出現故障或有操作,會嚴重阻滯起飛的操作)和爆胎。第二個缺點在於必須改動後升降機的位置給攔阻索讓位,改動後的後升降機處於降落區的引段,此位置有大約13%左右的複飛會碰撞到它,這不僅要求升降機隨時進行剛性閉鎖,同時要求升降機有數百噸的耐衝擊和承載能力,這顯然是危險而難以實現的。第三個缺點是這種布局雖然對於出動和起飛非常便利,一次最大可以連續出動超過7架固定翼飛機,但卻是飛行員的噩夢,因為這種布局前甲板空間狹小,降落時前甲板停機區最多隻能容納5 - 6架飛機,並且由於主升降機的位置,而不可能實現飛機降落後快速送入機庫,也就是說航母單波最大出動架次不超過6架。以常規航母攜帶飛機數量來說,一般隻需要攜帶發動兩波次出動的飛機就可以了,也就是說這種布局的最大載機數被限製在12架。對於一艘4.5萬噸的航母來說,這個載機數量有點太少了。俄羅斯最初的宣傳稱改進過後的航母可以載機16 - 22架,顯然這種布局沒有達標。 印度人航母運行經驗豐富,很快就發現了這些問題,因此這個方案被放棄。印度此時深感改裝一艘航母並不容易。鑒於設計方案主要來源於涅瓦設計局,因此印度人邀請涅瓦設計局擔任航母改裝工程的主要監理和技術谘詢服務,並在改造費用之外支付了約2000萬美金,請涅瓦設計局提供新的完整的施工圖紙。與此同時,印度還花費22萬美金聘請DCN的設計顧問對設計草案進行技術審核。 印度的積極努力是卓有成效的,在涅瓦設計局的主持下,新的設計方案隻用了不到20天就出台了。該設計方案更加細致和貼切,它基本不改動“戈爾什科夫”號航母原有的升降機和島型建築,將躍飛甲板向前挑出約8米,降落甲板向後延長約2米,起飛區也加以延長,新起飛跑道長度超過195米,這適合在印度洋高溫度、高濕度的運作條件下使飛機儲備起飛動能。左舷增加的甲板麵積是考慮橫搖穩性的極限下增加的最大麵積。為了照顧起飛的跑道方向和人員操作,甲板增加的寬度作了一個很巧妙的修型,保證有足夠的操作空間,斜角甲板的降落跑道被向左側移動了一點距離,讓開前麵的主升降機,可以確保相互間的操作無幹擾。右舷甲板也加寬了,增加了艦島前的甲板空間(做法是把原來的艦島建築拆到最大底線,然後向右舷加寬甲板),這個設計主要是為了避免前案中降落回收停機數量過低的問題。島後甲板加寬則是為了讓停機整備區的飛機與後升降機的工作互不幹擾,還可以增加一架飛機的擺放位置,提高出動架次率。 最終完成的設計方案比俄羅斯早先向印度承諾的戰鬥能力還要優越,可以在機庫中存放14架米格-29K戰鬥機和6架直升機,並能在飛行甲板上永久性存放12架米格-29K和4架直升機,全艦最多可攜帶飛機數量達到36架,高密度時能達到40架,而最初俄羅斯向印度承諾的是32架飛機。很明顯,這種改裝相當於將“戈爾什科夫”號的戰鬥力提升了20%。單次最大出動率從7架戰鬥機提高到13架,最大攻擊能力提高近83% - 甲板使用效率基本達到法國“戴高樂”航母的水平。對於一艘改裝航母來說,這是一個非常了不起的成績。 除此之外,涅瓦設計局還大刀闊斧地拆去了“戈爾什科夫”號的大部分上部結構、約22.1%的下層甲板艙室、部分原設計中的裝甲帶以及一切不必要的電子設備和內部線纜(航母的主要戰術性能應該由飛機來實現,裝備過於複雜的係統不一定有效),僅僅保留了2 - 4個近程反導攔截係統的位置以及基本的導航雷達和電子戰設備的安裝位置。經過這些改裝後,“戈爾什科夫”號的人員編製從原來的1635人下降到1200人(注:人員的減少就意味著費用的減少)。 目前,俄羅斯在結構方麵的改進工作己基本完成,進入了設備安裝和調試階段。俄羅斯有專門的網站對這個項目的進度發布了詳細的照片,許多技術細節慢慢浮現,外界,包括中國,因此有機會對這艘航母進行仔細的觀察和審評了。 |
印度與俄羅斯的航母交易就像肥皂劇一樣充滿懸念與驚奇,夾雜著跌宕起伏的恩愛情仇。幾度漲價風波,讓外界對印度這艘新航母喜劇性的劇情變化充滿了興趣,很多軍事評論家似乎並不看好這筆交易,也不看好這艘戰艦的威懾力。本文並不想介紹這艘航母的全部,僅以其飛行甲板的設計變遷來剖析這艘跨越世紀、跨越國際的戰艦改裝工程。 從這艘戰艦的曆次設計變遷中,我們能夠清楚地看到俄羅斯不同於常規的短距起飛攔阻降落技術的日益成熟,設計手段更加理性和先進。正是有了這樣的技術進步,才給被西方壟斷的航母技術打開了一線天窗,為所有有海洋夢想的國家找到了另一條發展航母的途徑。考慮到僅存的三艘“基輔”級航母有兩艘停泊在中國的海岸,印度和俄羅斯的經曆,可能對中國的航母發展有著不容低估的現實意義。 普京的精明 普京1994年訪問印度時突然提出將“戈爾什科夫”號航母“免費”贈送給印度,震驚了全世界。表麵上看,這似乎是普京用來推銷俄係列飛機和挽救其岌岌可危的軍事工業的商業噓頭,或者是用來提升俄羅斯國民信心的政治手段,但實際上,普京的這個突然舉動並非一時頭腦發熱,而是經過深思熟慮後才做出的。 1990年,印度向英國尋求未來航母的可能性,希望能在1995年以後購買一批英國計劃退役的“海鷂”式戰鬥機,同時購買即將在1998年退役的“無敵”號航母,以替代準備退役的老航母“維克蘭特”號 - 這艘航母1989年以後就已基本失去戰鬥力,常年在港口進行維護。英國在1992年正式拒絕了印度的要求,因為CVF計劃的延遲以及F-35B計劃的調整,使得“無敵”號航母需要延壽服役到2010年以後,所以不可能滿足印度的需求(注:由於經費不足,“無敵”號於2005年8月舊退役,比原計劃提前了許多)。 無奈之下,印度將目光投向俄羅斯,希望可以購買“瓦良格”或者“庫茲涅佐夫”號,但俄羅斯海軍當時確實沒有什麽合適的軍艦可以銷售給印度 - “庫茲涅佐夫”號在1992年還沒有正式形成戰鬥力,俄羅斯海軍自身還將其當作旗幟般寶貝著,失去它等於失去航母艦隊的整個發展方向,因此絕對不可能出讓給印度。建造了75%的“瓦良格”號倒是一個必須要解決的問題,這艘航母當時正停放在烏克蘭尼古拉耶夫船廠。烏克蘭政府宣稱該航母是他們的財產,希望俄羅斯政府支付這艘航母前期建造的費用(約12億美元),並為後續的建造提供約10億美元的工程費用。這個官司在兩國政府間糾纏了好幾年,很多原來為這艘航母提供設備的工廠都因蘇聯解體而破產、關閉或轉行,還有很多設備供應商在波羅的海三國以及白俄羅斯等國家。很顯然,俄羅斯己經沒有能力將這艘航母繼續建造完成,印度的希望又破滅了。 但就在這個時候,俄羅斯海軍的萎縮讓蘇聯時代建造的三艘“基輔”級航母麵臨退役的命運 - “基輔”號、“新羅西斯克”號、“明斯克”號在1990年到1992年間陸續退役,嚴重缺乏費用的海軍將這些軍艦按照廢舊鋼鐵的價格處理給西方的拆船廠,而中國則通過轉手獲得其中的“基輔”號和“明斯克”號,並將其改建成主題公園。至於唯一在役的“戈爾什科夫”號,俄羅斯原打算保留自用,但是經費的缺乏讓該航母嚴重缺乏保養,而一場意外的火災又燒毀了它的大部分主動力係統和一些內部艙室,必須進行一次耗資數億的大修才有可能讓這艘航母再次發揮作用。然而,當時的俄羅斯海軍連辦公室的電費與士兵的工資都無力支付,根本不可能有錢來大修這樣一艘大艦,於是俄羅斯海軍萌發了將其處理掉的念頭。 普京敏感地意識到再拆賣廢鐵毫無意義,這艘外形很完整的航母應該還有更高的殘留價值。它建造時正逢蘇聯航母設計從混合型轉向專用型的階段,負責總體設計的涅瓦設計局在原“基輔”級的艦體與動力結構的基礎上研究過多個純航母的設計草案,設計方案與傳統“基輔”級的差異有98%以上,集中在飛行甲板和機庫甲板。他們甚至研究過在“戈爾什科夫”號中期大修時直接改裝成接近“庫茲涅佐夫”號那樣的純航母的可能性。這些工作在蘇聯時代都留有完整係統的正式圖紙,並做了大量的實驗和研究工作。普京谘詢了設計局與造船部的官員,他們都認為可以用較小的代價讓這艘航母複活,並與“庫茲涅佐夫”號保持相似的航空係統。得到專家的支持後,普京給印度的提議依據的是一份4000多頁的詳細計劃書,他邀請印度專家對這艘航母以及“庫茲涅佐夫”號進行訪問考察,並邀請印度海軍派遣飛行員到“庫茲涅佐夫”號上參與飛行訓練。 俄羅斯意外伸出的橄欖枝讓印度心動不己,而且俄羅斯提出的報價比印度對未來航母係統的預算要低得多,同時還附帶解決了印度航母上艦載機性能過於低下的問題,俄羅斯提供的米格-29K遠遠優於“海鷂”式飛機。因此在經過大約6個月的緊張磋商後,俄羅斯與印度達成協議:印度同意支付8億美金用於改裝“戈爾什科夫”號航母,另外支付16億美金訂購28架米格-29K戰鬥機(注:印度還將支付7700萬美金用於建造兩架全新的米格一29K戰鬥機,用於航母的適航與飛機的現代化改進)。1996年,“戈爾什科夫”號航母被拖入北德文斯克船廠進行改裝工作。至此,俄印實現了雙贏 - 俄羅斯成功處理掉一個大包袱,減少了費用支出,並獲得一項向俄企業投入超過20多億美元的巨額合同,而印度則獲得一個完美的未來航母發展戰略,並以比建造一艘新航母低大約60%的費用獲得了一艘頂尖水平的中型航母,可以說雙方都心滿意足。 商業博棄背後的技術抉擇 俄印航母交易中最值得關注的是俄提供給印度的艦載機並不是俄海軍使用的蘇一33重型艦載戰鬥機,而是還沒完成試驗、且在1992年俄海軍競標中敗北的米格-29K中型艦載戰鬥機。有些觀察家認為俄羅斯此舉可能是為了控製航母技術的擴散,不提供威力過度的武器,避免引起地區武力失衡。還有人認為這是普京的平衡手腕 - 蘇霍伊設計局獲得了俄羅斯空軍和海軍以及中國、印度、越南、埃塞俄比亞等國的訂貨,而米格設計局則瀕臨破產倒閉的邊緣,俄羅斯為了挽救米格設計局才極力向印度推薦米格-29K。事實真是如此麽?工程師們給了我們另外一個答案:不是俄羅斯有意控製,而是技術上不得不作出這樣的選擇。 “戈爾什科夫”號設計之初是按照“基輔”級的航空係統來構建整個航母結構的,而“基輔”級的標準艦載機雅克-38M垂直/短距起降戰鬥機最大起飛重量隻有11噸,降落重量僅有8噸,起落架對甲板的衝擊不到4.5米/秒。作為“基輔”級的最後一艘,“戈爾什科夫”號原計劃在90年代中後期更換蘇聯新一代超音速垂直/短距起降戰鬥機雅克-141(注:蘇聯崩潰後雅克-141的研發下馬了),因此結構上也考慮了可以使用最大起飛重量約20噸、降落重量約15噸、起落架衝擊4.5米/秒的艦載機。但如果更換為“庫茲涅佐夫”號的航空係統模式,也就是采用最大起飛重量達到32噸、降落重量達到24噸,垂直衝擊速度達6.1米/秒的蘇一33戰鬥機,那麽將遠遠超過艦體結構和甲板承力設計允許的上限。 涅瓦設計局的設計師們經過計算發現,如果要把“戈爾什科夫”號的結構增強到“庫茲涅佐夫”號的水平,改裝費用和時間都會增加30%以上,且需要全麵進行結構施工,比重新造一艘新艦還麻煩。而米格一29K在蘇聯時代已經完成了約95%以上的航母飛行試驗,其最大起飛重量不超過22.4噸(飛行試驗時不超過17.7噸),降落重量13.3噸,垂直衝擊大約為6.1米/秒,尺度和重量與原設計的雅克-141 (19.5噸最大起飛重量,15.8噸降落重量)很類似,對甲板的衝擊在設計強度範圍內,隻需要小幅度的改進就能滿足使用,對成本的影響可以承受。因此,俄羅斯建議印度采購米格-29K,並承諾其與印度空軍裝備的100多架米格-29A/SD有大量的零件可以通用,有利於減少成本。 印度當時欣然接受了俄方的建議,原因是印度海軍認為俄羅斯提供的米格-29K在技戰術性能上遠遠超出了其原先對未來艦載機的期望。例如米格-29K的飛行速度可達2.1馬赫,而印度自研的未來艦載機NLCA僅有1.6馬赫;再如米格-29K的留空能力幾乎是NLCA的2倍(1500公裏任務半徑)。另外,選擇米格-29K還牽涉到印度自行設計的航母。就當時的設計方案,印度的國產航母還沒有脫離輕型航母的範圍,排水量不大於2.8萬噸,使用米格-29K這樣大小的飛機還可以接受,像蘇-33這樣的重型艦載機則是不現實的。 當然,印度海軍也不是完全認同俄羅斯的推薦,他們對米格一29K提出了一些新要求,比如更好的飛行穩定性,更好的航電係統和武器係統,更大的起飛重量等。為此,印度另外向俄羅斯米格設計局支付了約2億美元的研製費用,用於整合更先進的西方航電設備和俄羅斯最新的導彈武器。估計就在這個時候,法國的達索公司已經將目光投向了印度,準備來個一鳴驚人,用“陣風”取代米格-29K。法國人成功了,笑到了最後。 飛行甲板布局的設計演進 航母設計技術中最為精華的部分就是飛行甲板的設計,尤其是不依賴彈射裝置的短距起飛/攔阻降落模式的航母,甲板設計和布局直接影響著航母的整體運行能力和戰鬥潛力。與1950年開始成熟的常規航母相比,短距起飛/攔阻降落技術發展隻有大約20年左右的時間,沒有經曆過較多的工程實例和使用驗證,設計的優化還完全依靠設計師的設計能力和思維水平。 西方應用短距起飛主要是配合垂直降落係統使用,和蘇聯模式沒有相互借鑒的意義,而美國公布的70年代末到80年代中期發展和驗證的短距起飛/攔阻降落模式的航母資料都經過處理,要麽非常粗糙,要麽過於前衛。前蘇聯在1982 - 1989年間投入了巨大的人力物力,組織了上千架次的起降試驗,參與試驗的飛機包括米格-23,米格-27、蘇-25、蘇-27、米格-29等。1982年,前蘇聯造船部門提出第一份以1143船體為藍本的設計方案。這個名為1143.4.2的改進設計方案與1143“基輔”級航母前甲板上堆滿重型武器大不相同,采用了全通的飛行甲板,艦體中後部甲板寬度大幅度增加,布置了一長一短兩個起飛點,並有斜角降落甲板和攔阻索。 值得注意的是,這個設計方案沒有采用當時正在發展中的躍飛甲板技術,艦載機還是以雅克-141為藍本,隻是具有了起降低速固定翼飛機的能力。這個方案的設計背景是:第一條蒸汽彈射器已經運行了約20次,米格-23A艦載機己經完成研製,試驗用的米格-23LL已進行了約200小時的起降試驗,為研發艦載機提供了試驗數據。更先進的米格-29也已開始試飛,蘇共中央已經同意米格設計局的要求,直接用米格-29K替代米格-23A作為艦載機。米格-29K在最大設計重量(17.7噸)時滑跑距離不超過300米,在航母上有甲板風時能夠在不足200米的距離內正常滑跑起飛,不用借助彈射器和躍飛甲板。不過,1143.4.2的設計還是比較保守,仍然未敢輕易放棄蘇聯海軍傳統的重型反艦武器((6座雙聯SS-N-12重型反艦導彈及其專用的裝填吊車被安置在右舷的延伸島上麵),但大型艦隊區域防空導彈被取消了,隻保留了1143.4.1上麵為數眾多的SA-N-9近程防空導彈。 盡管1143.4.2方案較為粗糙,但已經建立了基本的設計,即在“基輔”級艦體和島型建築的布置位置相對固定的基礎上,明確了甲板和跑道的基本布局,斜向降落跑道和反斜向交叉的長起飛點設計構思基本成形。不過,1143.4.2方案存在一個很大的問題:“基輔”級的水線構型設計中,設備重量分布基本均衡,而1143.4.2方案在基本保持“基輔”級的水線構型基礎上,拆除了航母前部甲板的大量武器和設備,使得艦體前部重量載荷至少減少了4000噸以上,而艦體中後部分不僅增加了導彈設備,還大大拓寬了甲板寬度,增加了飛機等設備的擺放,後部載荷增加不小於3000噸,設備重量分布變得不再均衡。此外,1143.4.2方案將甲板加寬也導致橫搖的穩性下降。如果按照1143.4.2方案來建造新航母,那麽縱向載荷不均勻和橫搖穩性問題可以通過設備和分艙調配的方式來平衡,但是用該方案來改造一艘老航母就不容易解決縱向載荷不均勻和橫搖穩性的問題了。 為此,涅瓦設計局又提出了一個簡化的設計草案,盡量不動甲板輪廓線,僅為必需設備少量添加甲板外挑部分,保持原有穩定性和艦型。這個設計成本低,見效快,對甲板和艦體改動小,需要增加的結構不多,工程量也最小,沒有改變“戈爾什科夫”號修長而狹窄的艦首,隻是直接堆疊上15度躍飛甲板,設計一個兩點串列起飛跑道。 最初俄羅斯向印度推薦的方案就是這個簡化的、名為1143.4.6的設計草案。不過審核發現這個設計也有一些弊病:第一個缺點是起飛跑道經過主升降機,有較大的危險性,起飛時容易導致偏航(在有彈射器導引時,偏航沒什麽大不了,但對自由滑跑來說,偏航卻是很嚴重的問題。一旦升降機出現故障或有操作,會嚴重阻滯起飛的操作)和爆胎。第二個缺點在於必須改動後升降機的位置給攔阻索讓位,改動後的後升降機處於降落區的引段,此位置有大約13%左右的複飛會碰撞到它,這不僅要求升降機隨時進行剛性閉鎖,同時要求升降機有數百噸的耐衝擊和承載能力,這顯然是危險而難以實現的。第三個缺點是這種布局雖然對於出動和起飛非常便利,一次最大可以連續出動超過7架固定翼飛機,但卻是飛行員的噩夢,因為這種布局前甲板空間狹小,降落時前甲板停機區最多隻能容納5 - 6架飛機,並且由於主升降機的位置,而不可能實現飛機降落後快速送入機庫,也就是說航母單波最大出動架次不超過6架。以常規航母攜帶飛機數量來說,一般隻需要攜帶發動兩波次出動的飛機就可以了,也就是說這種布局的最大載機數被限製在12架。對於一艘4.5萬噸的航母來說,這個載機數量有點太少了。俄羅斯最初的宣傳稱改進過後的航母可以載機16 - 22架,顯然這種布局沒有達標。 印度人航母運行經驗豐富,很快就發現了這些問題,因此這個方案被放棄。印度此時深感改裝一艘航母並不容易。鑒於設計方案主要來源於涅瓦設計局,因此印度人邀請涅瓦設計局擔任航母改裝工程的主要監理和技術谘詢服務,並在改造費用之外支付了約2000萬美金,請涅瓦設計局提供新的完整的施工圖紙。與此同時,印度還花費22萬美金聘請DCN的設計顧問對設計草案進行技術審核。 印度的積極努力是卓有成效的,在涅瓦設計局的主持下,新的設計方案隻用了不到20天就出台了。該設計方案更加細致和貼切,它基本不改動“戈爾什科夫”號航母原有的升降機和島型建築,將躍飛甲板向前挑出約8米,降落甲板向後延長約2米,起飛區也加以延長,新起飛跑道長度超過195米,這適合在印度洋高溫度、高濕度的運作條件下使飛機儲備起飛動能。左舷增加的甲板麵積是考慮橫搖穩性的極限下增加的最大麵積。為了照顧起飛的跑道方向和人員操作,甲板增加的寬度作了一個很巧妙的修型,保證有足夠的操作空間,斜角甲板的降落跑道被向左側移動了一點距離,讓開前麵的主升降機,可以確保相互間的操作無幹擾。右舷甲板也加寬了,增加了艦島前的甲板空間(做法是把原來的艦島建築拆到最大底線,然後向右舷加寬甲板),這個設計主要是為了避免前案中降落回收停機數量過低的問題。島後甲板加寬則是為了讓停機整備區的飛機與後升降機的工作互不幹擾,還可以增加一架飛機的擺放位置,提高出動架次率。 最終完成的設計方案比俄羅斯早先向印度承諾的戰鬥能力還要優越,可以在機庫中存放14架米格-29K戰鬥機和6架直升機,並能在飛行甲板上永久性存放12架米格-29K和4架直升機,全艦最多可攜帶飛機數量達到36架,高密度時能達到40架,而最初俄羅斯向印度承諾的是32架飛機。很明顯,這種改裝相當於將“戈爾什科夫”號的戰鬥力提升了20%。單次最大出動率從7架戰鬥機提高到13架,最大攻擊能力提高近83% - 甲板使用效率基本達到法國“戴高樂”航母的水平。對於一艘改裝航母來說,這是一個非常了不起的成績。 除此之外,涅瓦設計局還大刀闊斧地拆去了“戈爾什科夫”號的大部分上部結構、約22.1%的下層甲板艙室、部分原設計中的裝甲帶以及一切不必要的電子設備和內部線纜(航母的主要戰術性能應該由飛機來實現,裝備過於複雜的係統不一定有效),僅僅保留了2 - 4個近程反導攔截係統的位置以及基本的導航雷達和電子戰設備的安裝位置。經過這些改裝後,“戈爾什科夫”號的人員編製從原來的1635人下降到1200人(注:人員的減少就意味著費用的減少)。 目前,俄羅斯在結構方麵的改進工作己基本完成,進入了設備安裝和調試階段。俄羅斯有專門的網站對這個項目的進度發布了詳細的照片,許多技術細節慢慢浮現,外界,包括中國,因此有機會對這艘航母進行仔細的觀察和審評了。 |
印度與俄羅斯的航母交易就像肥皂劇一樣充滿懸念與驚奇,夾雜著跌宕起伏的恩愛情仇。幾度漲價風波,讓外界對印度這艘新航母喜劇性的劇情變化充滿了興趣,很多軍事評論家似乎並不看好這筆交易,也不看好這艘戰艦的威懾力。本文並不想介紹這艘航母的全部,僅以其飛行甲板的設計變遷來剖析這艘跨越世紀、跨越國際的戰艦改裝工程。 從這艘戰艦的曆次設計變遷中,我們能夠清楚地看到俄羅斯不同於常規的短距起飛攔阻降落技術的日益成熟,設計手段更加理性和先進。正是有了這樣的技術進步,才給被西方壟斷的航母技術打開了一線天窗,為所有有海洋夢想的國家找到了另一條發展航母的途徑。考慮到僅存的三艘“基輔”級航母有兩艘停泊在中國的海岸,印度和俄羅斯的經曆,可能對中國的航母發展有著不容低估的現實意義。 普京的精明 普京1994年訪問印度時突然提出將“戈爾什科夫”號航母“免費”贈送給印度,震驚了全世界。表麵上看,這似乎是普京用來推銷俄係列飛機和挽救其岌岌可危的軍事工業的商業噓頭,或者是用來提升俄羅斯國民信心的政治手段,但實際上,普京的這個突然舉動並非一時頭腦發熱,而是經過深思熟慮後才做出的。 1990年,印度向英國尋求未來航母的可能性,希望能在1995年以後購買一批英國計劃退役的“海鷂”式戰鬥機,同時購買即將在1998年退役的“無敵”號航母,以替代準備退役的老航母“維克蘭特”號 - 這艘航母1989年以後就已基本失去戰鬥力,常年在港口進行維護。英國在1992年正式拒絕了印度的要求,因為CVF計劃的延遲以及F-35B計劃的調整,使得“無敵”號航母需要延壽服役到2010年以後,所以不可能滿足印度的需求(注:由於經費不足,“無敵”號於2005年8月舊退役,比原計劃提前了許多)。 無奈之下,印度將目光投向俄羅斯,希望可以購買“瓦良格”或者“庫茲涅佐夫”號,但俄羅斯海軍當時確實沒有什麽合適的軍艦可以銷售給印度 - “庫茲涅佐夫”號在1992年還沒有正式形成戰鬥力,俄羅斯海軍自身還將其當作旗幟般寶貝著,失去它等於失去航母艦隊的整個發展方向,因此絕對不可能出讓給印度。建造了75%的“瓦良格”號倒是一個必須要解決的問題,這艘航母當時正停放在烏克蘭尼古拉耶夫船廠。烏克蘭政府宣稱該航母是他們的財產,希望俄羅斯政府支付這艘航母前期建造的費用(約12億美元),並為後續的建造提供約10億美元的工程費用。這個官司在兩國政府間糾纏了好幾年,很多原來為這艘航母提供設備的工廠都因蘇聯解體而破產、關閉或轉行,還有很多設備供應商在波羅的海三國以及白俄羅斯等國家。很顯然,俄羅斯己經沒有能力將這艘航母繼續建造完成,印度的希望又破滅了。 但就在這個時候,俄羅斯海軍的萎縮讓蘇聯時代建造的三艘“基輔”級航母麵臨退役的命運 - “基輔”號、“新羅西斯克”號、“明斯克”號在1990年到1992年間陸續退役,嚴重缺乏費用的海軍將這些軍艦按照廢舊鋼鐵的價格處理給西方的拆船廠,而中國則通過轉手獲得其中的“基輔”號和“明斯克”號,並將其改建成主題公園。至於唯一在役的“戈爾什科夫”號,俄羅斯原打算保留自用,但是經費的缺乏讓該航母嚴重缺乏保養,而一場意外的火災又燒毀了它的大部分主動力係統和一些內部艙室,必須進行一次耗資數億的大修才有可能讓這艘航母再次發揮作用。然而,當時的俄羅斯海軍連辦公室的電費與士兵的工資都無力支付,根本不可能有錢來大修這樣一艘大艦,於是俄羅斯海軍萌發了將其處理掉的念頭。 普京敏感地意識到再拆賣廢鐵毫無意義,這艘外形很完整的航母應該還有更高的殘留價值。它建造時正逢蘇聯航母設計從混合型轉向專用型的階段,負責總體設計的涅瓦設計局在原“基輔”級的艦體與動力結構的基礎上研究過多個純航母的設計草案,設計方案與傳統“基輔”級的差異有98%以上,集中在飛行甲板和機庫甲板。他們甚至研究過在“戈爾什科夫”號中期大修時直接改裝成接近“庫茲涅佐夫”號那樣的純航母的可能性。這些工作在蘇聯時代都留有完整係統的正式圖紙,並做了大量的實驗和研究工作。普京谘詢了設計局與造船部的官員,他們都認為可以用較小的代價讓這艘航母複活,並與“庫茲涅佐夫”號保持相似的航空係統。得到專家的支持後,普京給印度的提議依據的是一份4000多頁的詳細計劃書,他邀請印度專家對這艘航母以及“庫茲涅佐夫”號進行訪問考察,並邀請印度海軍派遣飛行員到“庫茲涅佐夫”號上參與飛行訓練。 俄羅斯意外伸出的橄欖枝讓印度心動不己,而且俄羅斯提出的報價比印度對未來航母係統的預算要低得多,同時還附帶解決了印度航母上艦載機性能過於低下的問題,俄羅斯提供的米格-29K遠遠優於“海鷂”式飛機。因此在經過大約6個月的緊張磋商後,俄羅斯與印度達成協議:印度同意支付8億美金用於改裝“戈爾什科夫”號航母,另外支付16億美金訂購28架米格-29K戰鬥機(注:印度還將支付7700萬美金用於建造兩架全新的米格一29K戰鬥機,用於航母的適航與飛機的現代化改進)。1996年,“戈爾什科夫”號航母被拖入北德文斯克船廠進行改裝工作。至此,俄印實現了雙贏 - 俄羅斯成功處理掉一個大包袱,減少了費用支出,並獲得一項向俄企業投入超過20多億美元的巨額合同,而印度則獲得一個完美的未來航母發展戰略,並以比建造一艘新航母低大約60%的費用獲得了一艘頂尖水平的中型航母,可以說雙方都心滿意足。 商業博棄背後的技術抉擇 俄印航母交易中最值得關注的是俄提供給印度的艦載機並不是俄海軍使用的蘇一33重型艦載戰鬥機,而是還沒完成試驗、且在1992年俄海軍競標中敗北的米格-29K中型艦載戰鬥機。有些觀察家認為俄羅斯此舉可能是為了控製航母技術的擴散,不提供威力過度的武器,避免引起地區武力失衡。還有人認為這是普京的平衡手腕 - 蘇霍伊設計局獲得了俄羅斯空軍和海軍以及中國、印度、越南、埃塞俄比亞等國的訂貨,而米格設計局則瀕臨破產倒閉的邊緣,俄羅斯為了挽救米格設計局才極力向印度推薦米格-29K。事實真是如此麽?工程師們給了我們另外一個答案:不是俄羅斯有意控製,而是技術上不得不作出這樣的選擇。 “戈爾什科夫”號設計之初是按照“基輔”級的航空係統來構建整個航母結構的,而“基輔”級的標準艦載機雅克-38M垂直/短距起降戰鬥機最大起飛重量隻有11噸,降落重量僅有8噸,起落架對甲板的衝擊不到4.5米/秒。作為“基輔”級的最後一艘,“戈爾什科夫”號原計劃在90年代中後期更換蘇聯新一代超音速垂直/短距起降戰鬥機雅克-141(注:蘇聯崩潰後雅克-141的研發下馬了),因此結構上也考慮了可以使用最大起飛重量約20噸、降落重量約15噸、起落架衝擊4.5米/秒的艦載機。但如果更換為“庫茲涅佐夫”號的航空係統模式,也就是采用最大起飛重量達到32噸、降落重量達到24噸,垂直衝擊速度達6.1米/秒的蘇一33戰鬥機,那麽將遠遠超過艦體結構和甲板承力設計允許的上限。 涅瓦設計局的設計師們經過計算發現,如果要把“戈爾什科夫”號的結構增強到“庫茲涅佐夫”號的水平,改裝費用和時間都會增加30%以上,且需要全麵進行結構施工,比重新造一艘新艦還麻煩。而米格一29K在蘇聯時代已經完成了約95%以上的航母飛行試驗,其最大起飛重量不超過22.4噸(飛行試驗時不超過17.7噸),降落重量13.3噸,垂直衝擊大約為6.1米/秒,尺度和重量與原設計的雅克-141 (19.5噸最大起飛重量,15.8噸降落重量)很類似,對甲板的衝擊在設計強度範圍內,隻需要小幅度的改進就能滿足使用,對成本的影響可以承受。因此,俄羅斯建議印度采購米格-29K,並承諾其與印度空軍裝備的100多架米格-29A/SD有大量的零件可以通用,有利於減少成本。 印度當時欣然接受了俄方的建議,原因是印度海軍認為俄羅斯提供的米格-29K在技戰術性能上遠遠超出了其原先對未來艦載機的期望。例如米格-29K的飛行速度可達2.1馬赫,而印度自研的未來艦載機NLCA僅有1.6馬赫;再如米格-29K的留空能力幾乎是NLCA的2倍(1500公裏任務半徑)。另外,選擇米格-29K還牽涉到印度自行設計的航母。就當時的設計方案,印度的國產航母還沒有脫離輕型航母的範圍,排水量不大於2.8萬噸,使用米格-29K這樣大小的飛機還可以接受,像蘇-33這樣的重型艦載機則是不現實的。 當然,印度海軍也不是完全認同俄羅斯的推薦,他們對米格一29K提出了一些新要求,比如更好的飛行穩定性,更好的航電係統和武器係統,更大的起飛重量等。為此,印度另外向俄羅斯米格設計局支付了約2億美元的研製費用,用於整合更先進的西方航電設備和俄羅斯最新的導彈武器。估計就在這個時候,法國的達索公司已經將目光投向了印度,準備來個一鳴驚人,用“陣風”取代米格-29K。法國人成功了,笑到了最後。 飛行甲板布局的設計演進 航母設計技術中最為精華的部分就是飛行甲板的設計,尤其是不依賴彈射裝置的短距起飛/攔阻降落模式的航母,甲板設計和布局直接影響著航母的整體運行能力和戰鬥潛力。與1950年開始成熟的常規航母相比,短距起飛/攔阻降落技術發展隻有大約20年左右的時間,沒有經曆過較多的工程實例和使用驗證,設計的優化還完全依靠設計師的設計能力和思維水平。 西方應用短距起飛主要是配合垂直降落係統使用,和蘇聯模式沒有相互借鑒的意義,而美國公布的70年代末到80年代中期發展和驗證的短距起飛/攔阻降落模式的航母資料都經過處理,要麽非常粗糙,要麽過於前衛。前蘇聯在1982 - 1989年間投入了巨大的人力物力,組織了上千架次的起降試驗,參與試驗的飛機包括米格-23,米格-27、蘇-25、蘇-27、米格-29等。1982年,前蘇聯造船部門提出第一份以1143船體為藍本的設計方案。這個名為1143.4.2的改進設計方案與1143“基輔”級航母前甲板上堆滿重型武器大不相同,采用了全通的飛行甲板,艦體中後部甲板寬度大幅度增加,布置了一長一短兩個起飛點,並有斜角降落甲板和攔阻索。 值得注意的是,這個設計方案沒有采用當時正在發展中的躍飛甲板技術,艦載機還是以雅克-141為藍本,隻是具有了起降低速固定翼飛機的能力。這個方案的設計背景是:第一條蒸汽彈射器已經運行了約20次,米格-23A艦載機己經完成研製,試驗用的米格-23LL已進行了約200小時的起降試驗,為研發艦載機提供了試驗數據。更先進的米格-29也已開始試飛,蘇共中央已經同意米格設計局的要求,直接用米格-29K替代米格-23A作為艦載機。米格-29K在最大設計重量(17.7噸)時滑跑距離不超過300米,在航母上有甲板風時能夠在不足200米的距離內正常滑跑起飛,不用借助彈射器和躍飛甲板。不過,1143.4.2的設計還是比較保守,仍然未敢輕易放棄蘇聯海軍傳統的重型反艦武器((6座雙聯SS-N-12重型反艦導彈及其專用的裝填吊車被安置在右舷的延伸島上麵),但大型艦隊區域防空導彈被取消了,隻保留了1143.4.1上麵為數眾多的SA-N-9近程防空導彈。 盡管1143.4.2方案較為粗糙,但已經建立了基本的設計,即在“基輔”級艦體和島型建築的布置位置相對固定的基礎上,明確了甲板和跑道的基本布局,斜向降落跑道和反斜向交叉的長起飛點設計構思基本成形。不過,1143.4.2方案存在一個很大的問題:“基輔”級的水線構型設計中,設備重量分布基本均衡,而1143.4.2方案在基本保持“基輔”級的水線構型基礎上,拆除了航母前部甲板的大量武器和設備,使得艦體前部重量載荷至少減少了4000噸以上,而艦體中後部分不僅增加了導彈設備,還大大拓寬了甲板寬度,增加了飛機等設備的擺放,後部載荷增加不小於3000噸,設備重量分布變得不再均衡。此外,1143.4.2方案將甲板加寬也導致橫搖的穩性下降。如果按照1143.4.2方案來建造新航母,那麽縱向載荷不均勻和橫搖穩性問題可以通過設備和分艙調配的方式來平衡,但是用該方案來改造一艘老航母就不容易解決縱向載荷不均勻和橫搖穩性的問題了。 為此,涅瓦設計局又提出了一個簡化的設計草案,盡量不動甲板輪廓線,僅為必需設備少量添加甲板外挑部分,保持原有穩定性和艦型。這個設計成本低,見效快,對甲板和艦體改動小,需要增加的結構不多,工程量也最小,沒有改變“戈爾什科夫”號修長而狹窄的艦首,隻是直接堆疊上15度躍飛甲板,設計一個兩點串列起飛跑道。 最初俄羅斯向印度推薦的方案就是這個簡化的、名為1143.4.6的設計草案。不過審核發現這個設計也有一些弊病:第一個缺點是起飛跑道經過主升降機,有較大的危險性,起飛時容易導致偏航(在有彈射器導引時,偏航沒什麽大不了,但對自由滑跑來說,偏航卻是很嚴重的問題。一旦升降機出現故障或有操作,會嚴重阻滯起飛的操作)和爆胎。第二個缺點在於必須改動後升降機的位置給攔阻索讓位,改動後的後升降機處於降落區的引段,此位置有大約13%左右的複飛會碰撞到它,這不僅要求升降機隨時進行剛性閉鎖,同時要求升降機有數百噸的耐衝擊和承載能力,這顯然是危險而難以實現的。第三個缺點是這種布局雖然對於出動和起飛非常便利,一次最大可以連續出動超過7架固定翼飛機,但卻是飛行員的噩夢,因為這種布局前甲板空間狹小,降落時前甲板停機區最多隻能容納5 - 6架飛機,並且由於主升降機的位置,而不可能實現飛機降落後快速送入機庫,也就是說航母單波最大出動架次不超過6架。以常規航母攜帶飛機數量來說,一般隻需要攜帶發動兩波次出動的飛機就可以了,也就是說這種布局的最大載機數被限製在12架。對於一艘4.5萬噸的航母來說,這個載機數量有點太少了。俄羅斯最初的宣傳稱改進過後的航母可以載機16 - 22架,顯然這種布局沒有達標。 印度人航母運行經驗豐富,很快就發現了這些問題,因此這個方案被放棄。印度此時深感改裝一艘航母並不容易。鑒於設計方案主要來源於涅瓦設計局,因此印度人邀請涅瓦設計局擔任航母改裝工程的主要監理和技術谘詢服務,並在改造費用之外支付了約2000萬美金,請涅瓦設計局提供新的完整的施工圖紙。與此同時,印度還花費22萬美金聘請DCN的設計顧問對設計草案進行技術審核。 印度的積極努力是卓有成效的,在涅瓦設計局的主持下,新的設計方案隻用了不到20天就出台了。該設計方案更加細致和貼切,它基本不改動“戈爾什科夫”號航母原有的升降機和島型建築,將躍飛甲板向前挑出約8米,降落甲板向後延長約2米,起飛區也加以延長,新起飛跑道長度超過195米,這適合在印度洋高溫度、高濕度的運作條件下使飛機儲備起飛動能。左舷增加的甲板麵積是考慮橫搖穩性的極限下增加的最大麵積。為了照顧起飛的跑道方向和人員操作,甲板增加的寬度作了一個很巧妙的修型,保證有足夠的操作空間,斜角甲板的降落跑道被向左側移動了一點距離,讓開前麵的主升降機,可以確保相互間的操作無幹擾。右舷甲板也加寬了,增加了艦島前的甲板空間(做法是把原來的艦島建築拆到最大底線,然後向右舷加寬甲板),這個設計主要是為了避免前案中降落回收停機數量過低的問題。島後甲板加寬則是為了讓停機整備區的飛機與後升降機的工作互不幹擾,還可以增加一架飛機的擺放位置,提高出動架次率。 最終完成的設計方案比俄羅斯早先向印度承諾的戰鬥能力還要優越,可以在機庫中存放14架米格-29K戰鬥機和6架直升機,並能在飛行甲板上永久性存放12架米格-29K和4架直升機,全艦最多可攜帶飛機數量達到36架,高密度時能達到40架,而最初俄羅斯向印度承諾的是32架飛機。很明顯,這種改裝相當於將“戈爾什科夫”號的戰鬥力提升了20%。單次最大出動率從7架戰鬥機提高到13架,最大攻擊能力提高近83% - 甲板使用效率基本達到法國“戴高樂”航母的水平。對於一艘改裝航母來說,這是一個非常了不起的成績。 除此之外,涅瓦設計局還大刀闊斧地拆去了“戈爾什科夫”號的大部分上部結構、約22.1%的下層甲板艙室、部分原設計中的裝甲帶以及一切不必要的電子設備和內部線纜(航母的主要戰術性能應該由飛機來實現,裝備過於複雜的係統不一定有效),僅僅保留了2 - 4個近程反導攔截係統的位置以及基本的導航雷達和電子戰設備的安裝位置。經過這些改裝後,“戈爾什科夫”號的人員編製從原來的1635人下降到1200人(注:人員的減少就意味著費用的減少)。 目前,俄羅斯在結構方麵的改進工作己基本完成,進入了設備安裝和調試階段。俄羅斯有專門的網站對這個項目的進度發布了詳細的照片,許多技術細節慢慢浮現,外界,包括中國,因此有機會對這艘航母進行仔細的觀察和審評了。 |
印度與俄羅斯的航母交易就像肥皂劇一樣充滿懸念與驚奇,夾雜著跌宕起伏的恩愛情仇。幾度漲價風波,讓外界對印度這艘新航母喜劇性的劇情變化充滿了興趣,很多軍事評論家似乎並不看好這筆交易,也不看好這艘戰艦的威懾力。本文並不想介紹這艘航母的全部,僅以其飛行甲板的設計變遷來剖析這艘跨越世紀、跨越國際的戰艦改裝工程。 從這艘戰艦的曆次設計變遷中,我們能夠清楚地看到俄羅斯不同於常規的短距起飛攔阻降落技術的日益成熟,設計手段更加理性和先進。正是有了這樣的技術進步,才給被西方壟斷的航母技術打開了一線天窗,為所有有海洋夢想的國家找到了另一條發展航母的途徑。考慮到僅存的三艘“基輔”級航母有兩艘停泊在中國的海岸,印度和俄羅斯的經曆,可能對中國的航母發展有著不容低估的現實意義。 普京的精明 普京1994年訪問印度時突然提出將“戈爾什科夫”號航母“免費”贈送給印度,震驚了全世界。表麵上看,這似乎是普京用來推銷俄係列飛機和挽救其岌岌可危的軍事工業的商業噓頭,或者是用來提升俄羅斯國民信心的政治手段,但實際上,普京的這個突然舉動並非一時頭腦發熱,而是經過深思熟慮後才做出的。 1990年,印度向英國尋求未來航母的可能性,希望能在1995年以後購買一批英國計劃退役的“海鷂”式戰鬥機,同時購買即將在1998年退役的“無敵”號航母,以替代準備退役的老航母“維克蘭特”號 - 這艘航母1989年以後就已基本失去戰鬥力,常年在港口進行維護。英國在1992年正式拒絕了印度的要求,因為CVF計劃的延遲以及F-35B計劃的調整,使得“無敵”號航母需要延壽服役到2010年以後,所以不可能滿足印度的需求(注:由於經費不足,“無敵”號於2005年8月舊退役,比原計劃提前了許多)。 無奈之下,印度將目光投向俄羅斯,希望可以購買“瓦良格”或者“庫茲涅佐夫”號,但俄羅斯海軍當時確實沒有什麽合適的軍艦可以銷售給印度 - “庫茲涅佐夫”號在1992年還沒有正式形成戰鬥力,俄羅斯海軍自身還將其當作旗幟般寶貝著,失去它等於失去航母艦隊的整個發展方向,因此絕對不可能出讓給印度。建造了75%的“瓦良格”號倒是一個必須要解決的問題,這艘航母當時正停放在烏克蘭尼古拉耶夫船廠。烏克蘭政府宣稱該航母是他們的財產,希望俄羅斯政府支付這艘航母前期建造的費用(約12億美元),並為後續的建造提供約10億美元的工程費用。這個官司在兩國政府間糾纏了好幾年,很多原來為這艘航母提供設備的工廠都因蘇聯解體而破產、關閉或轉行,還有很多設備供應商在波羅的海三國以及白俄羅斯等國家。很顯然,俄羅斯己經沒有能力將這艘航母繼續建造完成,印度的希望又破滅了。 但就在這個時候,俄羅斯海軍的萎縮讓蘇聯時代建造的三艘“基輔”級航母麵臨退役的命運 - “基輔”號、“新羅西斯克”號、“明斯克”號在1990年到1992年間陸續退役,嚴重缺乏費用的海軍將這些軍艦按照廢舊鋼鐵的價格處理給西方的拆船廠,而中國則通過轉手獲得其中的“基輔”號和“明斯克”號,並將其改建成主題公園。至於唯一在役的“戈爾什科夫”號,俄羅斯原打算保留自用,但是經費的缺乏讓該航母嚴重缺乏保養,而一場意外的火災又燒毀了它的大部分主動力係統和一些內部艙室,必須進行一次耗資數億的大修才有可能讓這艘航母再次發揮作用。然而,當時的俄羅斯海軍連辦公室的電費與士兵的工資都無力支付,根本不可能有錢來大修這樣一艘大艦,於是俄羅斯海軍萌發了將其處理掉的念頭。 普京敏感地意識到再拆賣廢鐵毫無意義,這艘外形很完整的航母應該還有更高的殘留價值。它建造時正逢蘇聯航母設計從混合型轉向專用型的階段,負責總體設計的涅瓦設計局在原“基輔”級的艦體與動力結構的基礎上研究過多個純航母的設計草案,設計方案與傳統“基輔”級的差異有98%以上,集中在飛行甲板和機庫甲板。他們甚至研究過在“戈爾什科夫”號中期大修時直接改裝成接近“庫茲涅佐夫”號那樣的純航母的可能性。這些工作在蘇聯時代都留有完整係統的正式圖紙,並做了大量的實驗和研究工作。普京谘詢了設計局與造船部的官員,他們都認為可以用較小的代價讓這艘航母複活,並與“庫茲涅佐夫”號保持相似的航空係統。得到專家的支持後,普京給印度的提議依據的是一份4000多頁的詳細計劃書,他邀請印度專家對這艘航母以及“庫茲涅佐夫”號進行訪問考察,並邀請印度海軍派遣飛行員到“庫茲涅佐夫”號上參與飛行訓練。 俄羅斯意外伸出的橄欖枝讓印度心動不己,而且俄羅斯提出的報價比印度對未來航母係統的預算要低得多,同時還附帶解決了印度航母上艦載機性能過於低下的問題,俄羅斯提供的米格-29K遠遠優於“海鷂”式飛機。因此在經過大約6個月的緊張磋商後,俄羅斯與印度達成協議:印度同意支付8億美金用於改裝“戈爾什科夫”號航母,另外支付16億美金訂購28架米格-29K戰鬥機(注:印度還將支付7700萬美金用於建造兩架全新的米格一29K戰鬥機,用於航母的適航與飛機的現代化改進)。1996年,“戈爾什科夫”號航母被拖入北德文斯克船廠進行改裝工作。至此,俄印實現了雙贏 - 俄羅斯成功處理掉一個大包袱,減少了費用支出,並獲得一項向俄企業投入超過20多億美元的巨額合同,而印度則獲得一個完美的未來航母發展戰略,並以比建造一艘新航母低大約60%的費用獲得了一艘頂尖水平的中型航母,可以說雙方都心滿意足。 商業博棄背後的技術抉擇 俄印航母交易中最值得關注的是俄提供給印度的艦載機並不是俄海軍使用的蘇一33重型艦載戰鬥機,而是還沒完成試驗、且在1992年俄海軍競標中敗北的米格-29K中型艦載戰鬥機。有些觀察家認為俄羅斯此舉可能是為了控製航母技術的擴散,不提供威力過度的武器,避免引起地區武力失衡。還有人認為這是普京的平衡手腕 - 蘇霍伊設計局獲得了俄羅斯空軍和海軍以及中國、印度、越南、埃塞俄比亞等國的訂貨,而米格設計局則瀕臨破產倒閉的邊緣,俄羅斯為了挽救米格設計局才極力向印度推薦米格-29K。事實真是如此麽?工程師們給了我們另外一個答案:不是俄羅斯有意控製,而是技術上不得不作出這樣的選擇。 “戈爾什科夫”號設計之初是按照“基輔”級的航空係統來構建整個航母結構的,而“基輔”級的標準艦載機雅克-38M垂直/短距起降戰鬥機最大起飛重量隻有11噸,降落重量僅有8噸,起落架對甲板的衝擊不到4.5米/秒。作為“基輔”級的最後一艘,“戈爾什科夫”號原計劃在90年代中後期更換蘇聯新一代超音速垂直/短距起降戰鬥機雅克-141(注:蘇聯崩潰後雅克-141的研發下馬了),因此結構上也考慮了可以使用最大起飛重量約20噸、降落重量約15噸、起落架衝擊4.5米/秒的艦載機。但如果更換為“庫茲涅佐夫”號的航空係統模式,也就是采用最大起飛重量達到32噸、降落重量達到24噸,垂直衝擊速度達6.1米/秒的蘇一33戰鬥機,那麽將遠遠超過艦體結構和甲板承力設計允許的上限。 涅瓦設計局的設計師們經過計算發現,如果要把“戈爾什科夫”號的結構增強到“庫茲涅佐夫”號的水平,改裝費用和時間都會增加30%以上,且需要全麵進行結構施工,比重新造一艘新艦還麻煩。而米格一29K在蘇聯時代已經完成了約95%以上的航母飛行試驗,其最大起飛重量不超過22.4噸(飛行試驗時不超過17.7噸),降落重量13.3噸,垂直衝擊大約為6.1米/秒,尺度和重量與原設計的雅克-141 (19.5噸最大起飛重量,15.8噸降落重量)很類似,對甲板的衝擊在設計強度範圍內,隻需要小幅度的改進就能滿足使用,對成本的影響可以承受。因此,俄羅斯建議印度采購米格-29K,並承諾其與印度空軍裝備的100多架米格-29A/SD有大量的零件可以通用,有利於減少成本。 印度當時欣然接受了俄方的建議,原因是印度海軍認為俄羅斯提供的米格-29K在技戰術性能上遠遠超出了其原先對未來艦載機的期望。例如米格-29K的飛行速度可達2.1馬赫,而印度自研的未來艦載機NLCA僅有1.6馬赫;再如米格-29K的留空能力幾乎是NLCA的2倍(1500公裏任務半徑)。另外,選擇米格-29K還牽涉到印度自行設計的航母。就當時的設計方案,印度的國產航母還沒有脫離輕型航母的範圍,排水量不大於2.8萬噸,使用米格-29K這樣大小的飛機還可以接受,像蘇-33這樣的重型艦載機則是不現實的。 當然,印度海軍也不是完全認同俄羅斯的推薦,他們對米格一29K提出了一些新要求,比如更好的飛行穩定性,更好的航電係統和武器係統,更大的起飛重量等。為此,印度另外向俄羅斯米格設計局支付了約2億美元的研製費用,用於整合更先進的西方航電設備和俄羅斯最新的導彈武器。估計就在這個時候,法國的達索公司已經將目光投向了印度,準備來個一鳴驚人,用“陣風”取代米格-29K。法國人成功了,笑到了最後。 飛行甲板布局的設計演進 航母設計技術中最為精華的部分就是飛行甲板的設計,尤其是不依賴彈射裝置的短距起飛/攔阻降落模式的航母,甲板設計和布局直接影響著航母的整體運行能力和戰鬥潛力。與1950年開始成熟的常規航母相比,短距起飛/攔阻降落技術發展隻有大約20年左右的時間,沒有經曆過較多的工程實例和使用驗證,設計的優化還完全依靠設計師的設計能力和思維水平。 西方應用短距起飛主要是配合垂直降落係統使用,和蘇聯模式沒有相互借鑒的意義,而美國公布的70年代末到80年代中期發展和驗證的短距起飛/攔阻降落模式的航母資料都經過處理,要麽非常粗糙,要麽過於前衛。前蘇聯在1982 - 1989年間投入了巨大的人力物力,組織了上千架次的起降試驗,參與試驗的飛機包括米格-23,米格-27、蘇-25、蘇-27、米格-29等。1982年,前蘇聯造船部門提出第一份以1143船體為藍本的設計方案。這個名為1143.4.2的改進設計方案與1143“基輔”級航母前甲板上堆滿重型武器大不相同,采用了全通的飛行甲板,艦體中後部甲板寬度大幅度增加,布置了一長一短兩個起飛點,並有斜角降落甲板和攔阻索。 值得注意的是,這個設計方案沒有采用當時正在發展中的躍飛甲板技術,艦載機還是以雅克-141為藍本,隻是具有了起降低速固定翼飛機的能力。這個方案的設計背景是:第一條蒸汽彈射器已經運行了約20次,米格-23A艦載機己經完成研製,試驗用的米格-23LL已進行了約200小時的起降試驗,為研發艦載機提供了試驗數據。更先進的米格-29也已開始試飛,蘇共中央已經同意米格設計局的要求,直接用米格-29K替代米格-23A作為艦載機。米格-29K在最大設計重量(17.7噸)時滑跑距離不超過300米,在航母上有甲板風時能夠在不足200米的距離內正常滑跑起飛,不用借助彈射器和躍飛甲板。不過,1143.4.2的設計還是比較保守,仍然未敢輕易放棄蘇聯海軍傳統的重型反艦武器((6座雙聯SS-N-12重型反艦導彈及其專用的裝填吊車被安置在右舷的延伸島上麵),但大型艦隊區域防空導彈被取消了,隻保留了1143.4.1上麵為數眾多的SA-N-9近程防空導彈。 盡管1143.4.2方案較為粗糙,但已經建立了基本的設計,即在“基輔”級艦體和島型建築的布置位置相對固定的基礎上,明確了甲板和跑道的基本布局,斜向降落跑道和反斜向交叉的長起飛點設計構思基本成形。不過,1143.4.2方案存在一個很大的問題:“基輔”級的水線構型設計中,設備重量分布基本均衡,而1143.4.2方案在基本保持“基輔”級的水線構型基礎上,拆除了航母前部甲板的大量武器和設備,使得艦體前部重量載荷至少減少了4000噸以上,而艦體中後部分不僅增加了導彈設備,還大大拓寬了甲板寬度,增加了飛機等設備的擺放,後部載荷增加不小於3000噸,設備重量分布變得不再均衡。此外,1143.4.2方案將甲板加寬也導致橫搖的穩性下降。如果按照1143.4.2方案來建造新航母,那麽縱向載荷不均勻和橫搖穩性問題可以通過設備和分艙調配的方式來平衡,但是用該方案來改造一艘老航母就不容易解決縱向載荷不均勻和橫搖穩性的問題了。 為此,涅瓦設計局又提出了一個簡化的設計草案,盡量不動甲板輪廓線,僅為必需設備少量添加甲板外挑部分,保持原有穩定性和艦型。這個設計成本低,見效快,對甲板和艦體改動小,需要增加的結構不多,工程量也最小,沒有改變“戈爾什科夫”號修長而狹窄的艦首,隻是直接堆疊上15度躍飛甲板,設計一個兩點串列起飛跑道。 最初俄羅斯向印度推薦的方案就是這個簡化的、名為1143.4.6的設計草案。不過審核發現這個設計也有一些弊病:第一個缺點是起飛跑道經過主升降機,有較大的危險性,起飛時容易導致偏航(在有彈射器導引時,偏航沒什麽大不了,但對自由滑跑來說,偏航卻是很嚴重的問題。一旦升降機出現故障或有操作,會嚴重阻滯起飛的操作)和爆胎。第二個缺點在於必須改動後升降機的位置給攔阻索讓位,改動後的後升降機處於降落區的引段,此位置有大約13%左右的複飛會碰撞到它,這不僅要求升降機隨時進行剛性閉鎖,同時要求升降機有數百噸的耐衝擊和承載能力,這顯然是危險而難以實現的。第三個缺點是這種布局雖然對於出動和起飛非常便利,一次最大可以連續出動超過7架固定翼飛機,但卻是飛行員的噩夢,因為這種布局前甲板空間狹小,降落時前甲板停機區最多隻能容納5 - 6架飛機,並且由於主升降機的位置,而不可能實現飛機降落後快速送入機庫,也就是說航母單波最大出動架次不超過6架。以常規航母攜帶飛機數量來說,一般隻需要攜帶發動兩波次出動的飛機就可以了,也就是說這種布局的最大載機數被限製在12架。對於一艘4.5萬噸的航母來說,這個載機數量有點太少了。俄羅斯最初的宣傳稱改進過後的航母可以載機16 - 22架,顯然這種布局沒有達標。 印度人航母運行經驗豐富,很快就發現了這些問題,因此這個方案被放棄。印度此時深感改裝一艘航母並不容易。鑒於設計方案主要來源於涅瓦設計局,因此印度人邀請涅瓦設計局擔任航母改裝工程的主要監理和技術谘詢服務,並在改造費用之外支付了約2000萬美金,請涅瓦設計局提供新的完整的施工圖紙。與此同時,印度還花費22萬美金聘請DCN的設計顧問對設計草案進行技術審核。 印度的積極努力是卓有成效的,在涅瓦設計局的主持下,新的設計方案隻用了不到20天就出台了。該設計方案更加細致和貼切,它基本不改動“戈爾什科夫”號航母原有的升降機和島型建築,將躍飛甲板向前挑出約8米,降落甲板向後延長約2米,起飛區也加以延長,新起飛跑道長度超過195米,這適合在印度洋高溫度、高濕度的運作條件下使飛機儲備起飛動能。左舷增加的甲板麵積是考慮橫搖穩性的極限下增加的最大麵積。為了照顧起飛的跑道方向和人員操作,甲板增加的寬度作了一個很巧妙的修型,保證有足夠的操作空間,斜角甲板的降落跑道被向左側移動了一點距離,讓開前麵的主升降機,可以確保相互間的操作無幹擾。右舷甲板也加寬了,增加了艦島前的甲板空間(做法是把原來的艦島建築拆到最大底線,然後向右舷加寬甲板),這個設計主要是為了避免前案中降落回收停機數量過低的問題。島後甲板加寬則是為了讓停機整備區的飛機與後升降機的工作互不幹擾,還可以增加一架飛機的擺放位置,提高出動架次率。 最終完成的設計方案比俄羅斯早先向印度承諾的戰鬥能力還要優越,可以在機庫中存放14架米格-29K戰鬥機和6架直升機,並能在飛行甲板上永久性存放12架米格-29K和4架直升機,全艦最多可攜帶飛機數量達到36架,高密度時能達到40架,而最初俄羅斯向印度承諾的是32架飛機。很明顯,這種改裝相當於將“戈爾什科夫”號的戰鬥力提升了20%。單次最大出動率從7架戰鬥機提高到13架,最大攻擊能力提高近83% - 甲板使用效率基本達到法國“戴高樂”航母的水平。對於一艘改裝航母來說,這是一個非常了不起的成績。 除此之外,涅瓦設計局還大刀闊斧地拆去了“戈爾什科夫”號的大部分上部結構、約22.1%的下層甲板艙室、部分原設計中的裝甲帶以及一切不必要的電子設備和內部線纜(航母的主要戰術性能應該由飛機來實現,裝備過於複雜的係統不一定有效),僅僅保留了2 - 4個近程反導攔截係統的位置以及基本的導航雷達和電子戰設備的安裝位置。經過這些改裝後,“戈爾什科夫”號的人員編製從原來的1635人下降到1200人(注:人員的減少就意味著費用的減少)。 目前,俄羅斯在結構方麵的改進工作己基本完成,進入了設備安裝和調試階段。俄羅斯有專門的網站對這個項目的進度發布了詳細的照片,許多技術細節慢慢浮現,外界,包括中國,因此有機會對這艘航母進行仔細的觀察和審評了。 |
印度與俄羅斯的航母交易就像肥皂劇一樣充滿懸念與驚奇,夾雜著跌宕起伏的恩愛情仇。幾度漲價風波,讓外界對印度這艘新航母喜劇性的劇情變化充滿了興趣,很多軍事評論家似乎並不看好這筆交易,也不看好這艘戰艦的威懾力。本文並不想介紹這艘航母的全部,僅以其飛行甲板的設計變遷來剖析這艘跨越世紀、跨越國際的戰艦改裝工程。 從這艘戰艦的曆次設計變遷中,我們能夠清楚地看到俄羅斯不同於常規的短距起飛攔阻降落技術的日益成熟,設計手段更加理性和先進。正是有了這樣的技術進步,才給被西方壟斷的航母技術打開了一線天窗,為所有有海洋夢想的國家找到了另一條發展航母的途徑。考慮到僅存的三艘“基輔”級航母有兩艘停泊在中國的海岸,印度和俄羅斯的經曆,可能對中國的航母發展有著不容低估的現實意義。 普京的精明 普京1994年訪問印度時突然提出將“戈爾什科夫”號航母“免費”贈送給印度,震驚了全世界。表麵上看,這似乎是普京用來推銷俄係列飛機和挽救其岌岌可危的軍事工業的商業噓頭,或者是用來提升俄羅斯國民信心的政治手段,但實際上,普京的這個突然舉動並非一時頭腦發熱,而是經過深思熟慮後才做出的。 1990年,印度向英國尋求未來航母的可能性,希望能在1995年以後購買一批英國計劃退役的“海鷂”式戰鬥機,同時購買即將在1998年退役的“無敵”號航母,以替代準備退役的老航母“維克蘭特”號 - 這艘航母1989年以後就已基本失去戰鬥力,常年在港口進行維護。英國在1992年正式拒絕了印度的要求,因為CVF計劃的延遲以及F-35B計劃的調整,使得“無敵”號航母需要延壽服役到2010年以後,所以不可能滿足印度的需求(注:由於經費不足,“無敵”號於2005年8月舊退役,比原計劃提前了許多)。 無奈之下,印度將目光投向俄羅斯,希望可以購買“瓦良格”或者“庫茲涅佐夫”號,但俄羅斯海軍當時確實沒有什麽合適的軍艦可以銷售給印度 - “庫茲涅佐夫”號在1992年還沒有正式形成戰鬥力,俄羅斯海軍自身還將其當作旗幟般寶貝著,失去它等於失去航母艦隊的整個發展方向,因此絕對不可能出讓給印度。建造了75%的“瓦良格”號倒是一個必須要解決的問題,這艘航母當時正停放在烏克蘭尼古拉耶夫船廠。烏克蘭政府宣稱該航母是他們的財產,希望俄羅斯政府支付這艘航母前期建造的費用(約12億美元),並為後續的建造提供約10億美元的工程費用。這個官司在兩國政府間糾纏了好幾年,很多原來為這艘航母提供設備的工廠都因蘇聯解體而破產、關閉或轉行,還有很多設備供應商在波羅的海三國以及白俄羅斯等國家。很顯然,俄羅斯己經沒有能力將這艘航母繼續建造完成,印度的希望又破滅了。 但就在這個時候,俄羅斯海軍的萎縮讓蘇聯時代建造的三艘“基輔”級航母麵臨退役的命運 - “基輔”號、“新羅西斯克”號、“明斯克”號在1990年到1992年間陸續退役,嚴重缺乏費用的海軍將這些軍艦按照廢舊鋼鐵的價格處理給西方的拆船廠,而中國則通過轉手獲得其中的“基輔”號和“明斯克”號,並將其改建成主題公園。至於唯一在役的“戈爾什科夫”號,俄羅斯原打算保留自用,但是經費的缺乏讓該航母嚴重缺乏保養,而一場意外的火災又燒毀了它的大部分主動力係統和一些內部艙室,必須進行一次耗資數億的大修才有可能讓這艘航母再次發揮作用。然而,當時的俄羅斯海軍連辦公室的電費與士兵的工資都無力支付,根本不可能有錢來大修這樣一艘大艦,於是俄羅斯海軍萌發了將其處理掉的念頭。 普京敏感地意識到再拆賣廢鐵毫無意義,這艘外形很完整的航母應該還有更高的殘留價值。它建造時正逢蘇聯航母設計從混合型轉向專用型的階段,負責總體設計的涅瓦設計局在原“基輔”級的艦體與動力結構的基礎上研究過多個純航母的設計草案,設計方案與傳統“基輔”級的差異有98%以上,集中在飛行甲板和機庫甲板。他們甚至研究過在“戈爾什科夫”號中期大修時直接改裝成接近“庫茲涅佐夫”號那樣的純航母的可能性。這些工作在蘇聯時代都留有完整係統的正式圖紙,並做了大量的實驗和研究工作。普京谘詢了設計局與造船部的官員,他們都認為可以用較小的代價讓這艘航母複活,並與“庫茲涅佐夫”號保持相似的航空係統。得到專家的支持後,普京給印度的提議依據的是一份4000多頁的詳細計劃書,他邀請印度專家對這艘航母以及“庫茲涅佐夫”號進行訪問考察,並邀請印度海軍派遣飛行員到“庫茲涅佐夫”號上參與飛行訓練。 俄羅斯意外伸出的橄欖枝讓印度心動不己,而且俄羅斯提出的報價比印度對未來航母係統的預算要低得多,同時還附帶解決了印度航母上艦載機性能過於低下的問題,俄羅斯提供的米格-29K遠遠優於“海鷂”式飛機。因此在經過大約6個月的緊張磋商後,俄羅斯與印度達成協議:印度同意支付8億美金用於改裝“戈爾什科夫”號航母,另外支付16億美金訂購28架米格-29K戰鬥機(注:印度還將支付7700萬美金用於建造兩架全新的米格一29K戰鬥機,用於航母的適航與飛機的現代化改進)。1996年,“戈爾什科夫”號航母被拖入北德文斯克船廠進行改裝工作。至此,俄印實現了雙贏 - 俄羅斯成功處理掉一個大包袱,減少了費用支出,並獲得一項向俄企業投入超過20多億美元的巨額合同,而印度則獲得一個完美的未來航母發展戰略,並以比建造一艘新航母低大約60%的費用獲得了一艘頂尖水平的中型航母,可以說雙方都心滿意足。 商業博棄背後的技術抉擇 俄印航母交易中最值得關注的是俄提供給印度的艦載機並不是俄海軍使用的蘇一33重型艦載戰鬥機,而是還沒完成試驗、且在1992年俄海軍競標中敗北的米格-29K中型艦載戰鬥機。有些觀察家認為俄羅斯此舉可能是為了控製航母技術的擴散,不提供威力過度的武器,避免引起地區武力失衡。還有人認為這是普京的平衡手腕 - 蘇霍伊設計局獲得了俄羅斯空軍和海軍以及中國、印度、越南、埃塞俄比亞等國的訂貨,而米格設計局則瀕臨破產倒閉的邊緣,俄羅斯為了挽救米格設計局才極力向印度推薦米格-29K。事實真是如此麽?工程師們給了我們另外一個答案:不是俄羅斯有意控製,而是技術上不得不作出這樣的選擇。 “戈爾什科夫”號設計之初是按照“基輔”級的航空係統來構建整個航母結構的,而“基輔”級的標準艦載機雅克-38M垂直/短距起降戰鬥機最大起飛重量隻有11噸,降落重量僅有8噸,起落架對甲板的衝擊不到4.5米/秒。作為“基輔”級的最後一艘,“戈爾什科夫”號原計劃在90年代中後期更換蘇聯新一代超音速垂直/短距起降戰鬥機雅克-141(注:蘇聯崩潰後雅克-141的研發下馬了),因此結構上也考慮了可以使用最大起飛重量約20噸、降落重量約15噸、起落架衝擊4.5米/秒的艦載機。但如果更換為“庫茲涅佐夫”號的航空係統模式,也就是采用最大起飛重量達到32噸、降落重量達到24噸,垂直衝擊速度達6.1米/秒的蘇一33戰鬥機,那麽將遠遠超過艦體結構和甲板承力設計允許的上限。 涅瓦設計局的設計師們經過計算發現,如果要把“戈爾什科夫”號的結構增強到“庫茲涅佐夫”號的水平,改裝費用和時間都會增加30%以上,且需要全麵進行結構施工,比重新造一艘新艦還麻煩。而米格一29K在蘇聯時代已經完成了約95%以上的航母飛行試驗,其最大起飛重量不超過22.4噸(飛行試驗時不超過17.7噸),降落重量13.3噸,垂直衝擊大約為6.1米/秒,尺度和重量與原設計的雅克-141 (19.5噸最大起飛重量,15.8噸降落重量)很類似,對甲板的衝擊在設計強度範圍內,隻需要小幅度的改進就能滿足使用,對成本的影響可以承受。因此,俄羅斯建議印度采購米格-29K,並承諾其與印度空軍裝備的100多架米格-29A/SD有大量的零件可以通用,有利於減少成本。 印度當時欣然接受了俄方的建議,原因是印度海軍認為俄羅斯提供的米格-29K在技戰術性能上遠遠超出了其原先對未來艦載機的期望。例如米格-29K的飛行速度可達2.1馬赫,而印度自研的未來艦載機NLCA僅有1.6馬赫;再如米格-29K的留空能力幾乎是NLCA的2倍(1500公裏任務半徑)。另外,選擇米格-29K還牽涉到印度自行設計的航母。就當時的設計方案,印度的國產航母還沒有脫離輕型航母的範圍,排水量不大於2.8萬噸,使用米格-29K這樣大小的飛機還可以接受,像蘇-33這樣的重型艦載機則是不現實的。 當然,印度海軍也不是完全認同俄羅斯的推薦,他們對米格一29K提出了一些新要求,比如更好的飛行穩定性,更好的航電係統和武器係統,更大的起飛重量等。為此,印度另外向俄羅斯米格設計局支付了約2億美元的研製費用,用於整合更先進的西方航電設備和俄羅斯最新的導彈武器。估計就在這個時候,法國的達索公司已經將目光投向了印度,準備來個一鳴驚人,用“陣風”取代米格-29K。法國人成功了,笑到了最後。 飛行甲板布局的設計演進 航母設計技術中最為精華的部分就是飛行甲板的設計,尤其是不依賴彈射裝置的短距起飛/攔阻降落模式的航母,甲板設計和布局直接影響著航母的整體運行能力和戰鬥潛力。與1950年開始成熟的常規航母相比,短距起飛/攔阻降落技術發展隻有大約20年左右的時間,沒有經曆過較多的工程實例和使用驗證,設計的優化還完全依靠設計師的設計能力和思維水平。 西方應用短距起飛主要是配合垂直降落係統使用,和蘇聯模式沒有相互借鑒的意義,而美國公布的70年代末到80年代中期發展和驗證的短距起飛/攔阻降落模式的航母資料都經過處理,要麽非常粗糙,要麽過於前衛。前蘇聯在1982 - 1989年間投入了巨大的人力物力,組織了上千架次的起降試驗,參與試驗的飛機包括米格-23,米格-27、蘇-25、蘇-27、米格-29等。1982年,前蘇聯造船部門提出第一份以1143船體為藍本的設計方案。這個名為1143.4.2的改進設計方案與1143“基輔”級航母前甲板上堆滿重型武器大不相同,采用了全通的飛行甲板,艦體中後部甲板寬度大幅度增加,布置了一長一短兩個起飛點,並有斜角降落甲板和攔阻索。 值得注意的是,這個設計方案沒有采用當時正在發展中的躍飛甲板技術,艦載機還是以雅克-141為藍本,隻是具有了起降低速固定翼飛機的能力。這個方案的設計背景是:第一條蒸汽彈射器已經運行了約20次,米格-23A艦載機己經完成研製,試驗用的米格-23LL已進行了約200小時的起降試驗,為研發艦載機提供了試驗數據。更先進的米格-29也已開始試飛,蘇共中央已經同意米格設計局的要求,直接用米格-29K替代米格-23A作為艦載機。米格-29K在最大設計重量(17.7噸)時滑跑距離不超過300米,在航母上有甲板風時能夠在不足200米的距離內正常滑跑起飛,不用借助彈射器和躍飛甲板。不過,1143.4.2的設計還是比較保守,仍然未敢輕易放棄蘇聯海軍傳統的重型反艦武器((6座雙聯SS-N-12重型反艦導彈及其專用的裝填吊車被安置在右舷的延伸島上麵),但大型艦隊區域防空導彈被取消了,隻保留了1143.4.1上麵為數眾多的SA-N-9近程防空導彈。 盡管1143.4.2方案較為粗糙,但已經建立了基本的設計,即在“基輔”級艦體和島型建築的布置位置相對固定的基礎上,明確了甲板和跑道的基本布局,斜向降落跑道和反斜向交叉的長起飛點設計構思基本成形。不過,1143.4.2方案存在一個很大的問題:“基輔”級的水線構型設計中,設備重量分布基本均衡,而1143.4.2方案在基本保持“基輔”級的水線構型基礎上,拆除了航母前部甲板的大量武器和設備,使得艦體前部重量載荷至少減少了4000噸以上,而艦體中後部分不僅增加了導彈設備,還大大拓寬了甲板寬度,增加了飛機等設備的擺放,後部載荷增加不小於3000噸,設備重量分布變得不再均衡。此外,1143.4.2方案將甲板加寬也導致橫搖的穩性下降。如果按照1143.4.2方案來建造新航母,那麽縱向載荷不均勻和橫搖穩性問題可以通過設備和分艙調配的方式來平衡,但是用該方案來改造一艘老航母就不容易解決縱向載荷不均勻和橫搖穩性的問題了。 為此,涅瓦設計局又提出了一個簡化的設計草案,盡量不動甲板輪廓線,僅為必需設備少量添加甲板外挑部分,保持原有穩定性和艦型。這個設計成本低,見效快,對甲板和艦體改動小,需要增加的結構不多,工程量也最小,沒有改變“戈爾什科夫”號修長而狹窄的艦首,隻是直接堆疊上15度躍飛甲板,設計一個兩點串列起飛跑道。 最初俄羅斯向印度推薦的方案就是這個簡化的、名為1143.4.6的設計草案。不過審核發現這個設計也有一些弊病:第一個缺點是起飛跑道經過主升降機,有較大的危險性,起飛時容易導致偏航(在有彈射器導引時,偏航沒什麽大不了,但對自由滑跑來說,偏航卻是很嚴重的問題。一旦升降機出現故障或有操作,會嚴重阻滯起飛的操作)和爆胎。第二個缺點在於必須改動後升降機的位置給攔阻索讓位,改動後的後升降機處於降落區的引段,此位置有大約13%左右的複飛會碰撞到它,這不僅要求升降機隨時進行剛性閉鎖,同時要求升降機有數百噸的耐衝擊和承載能力,這顯然是危險而難以實現的。第三個缺點是這種布局雖然對於出動和起飛非常便利,一次最大可以連續出動超過7架固定翼飛機,但卻是飛行員的噩夢,因為這種布局前甲板空間狹小,降落時前甲板停機區最多隻能容納5 - 6架飛機,並且由於主升降機的位置,而不可能實現飛機降落後快速送入機庫,也就是說航母單波最大出動架次不超過6架。以常規航母攜帶飛機數量來說,一般隻需要攜帶發動兩波次出動的飛機就可以了,也就是說這種布局的最大載機數被限製在12架。對於一艘4.5萬噸的航母來說,這個載機數量有點太少了。俄羅斯最初的宣傳稱改進過後的航母可以載機16 - 22架,顯然這種布局沒有達標。 印度人航母運行經驗豐富,很快就發現了這些問題,因此這個方案被放棄。印度此時深感改裝一艘航母並不容易。鑒於設計方案主要來源於涅瓦設計局,因此印度人邀請涅瓦設計局擔任航母改裝工程的主要監理和技術谘詢服務,並在改造費用之外支付了約2000萬美金,請涅瓦設計局提供新的完整的施工圖紙。與此同時,印度還花費22萬美金聘請DCN的設計顧問對設計草案進行技術審核。 印度的積極努力是卓有成效的,在涅瓦設計局的主持下,新的設計方案隻用了不到20天就出台了。該設計方案更加細致和貼切,它基本不改動“戈爾什科夫”號航母原有的升降機和島型建築,將躍飛甲板向前挑出約8米,降落甲板向後延長約2米,起飛區也加以延長,新起飛跑道長度超過195米,這適合在印度洋高溫度、高濕度的運作條件下使飛機儲備起飛動能。左舷增加的甲板麵積是考慮橫搖穩性的極限下增加的最大麵積。為了照顧起飛的跑道方向和人員操作,甲板增加的寬度作了一個很巧妙的修型,保證有足夠的操作空間,斜角甲板的降落跑道被向左側移動了一點距離,讓開前麵的主升降機,可以確保相互間的操作無幹擾。右舷甲板也加寬了,增加了艦島前的甲板空間(做法是把原來的艦島建築拆到最大底線,然後向右舷加寬甲板),這個設計主要是為了避免前案中降落回收停機數量過低的問題。島後甲板加寬則是為了讓停機整備區的飛機與後升降機的工作互不幹擾,還可以增加一架飛機的擺放位置,提高出動架次率。 最終完成的設計方案比俄羅斯早先向印度承諾的戰鬥能力還要優越,可以在機庫中存放14架米格-29K戰鬥機和6架直升機,並能在飛行甲板上永久性存放12架米格-29K和4架直升機,全艦最多可攜帶飛機數量達到36架,高密度時能達到40架,而最初俄羅斯向印度承諾的是32架飛機。很明顯,這種改裝相當於將“戈爾什科夫”號的戰鬥力提升了20%。單次最大出動率從7架戰鬥機提高到13架,最大攻擊能力提高近83% - 甲板使用效率基本達到法國“戴高樂”航母的水平。對於一艘改裝航母來說,這是一個非常了不起的成績。 除此之外,涅瓦設計局還大刀闊斧地拆去了“戈爾什科夫”號的大部分上部結構、約22.1%的下層甲板艙室、部分原設計中的裝甲帶以及一切不必要的電子設備和內部線纜(航母的主要戰術性能應該由飛機來實現,裝備過於複雜的係統不一定有效),僅僅保留了2 - 4個近程反導攔截係統的位置以及基本的導航雷達和電子戰設備的安裝位置。經過這些改裝後,“戈爾什科夫”號的人員編製從原來的1635人下降到1200人(注:人員的減少就意味著費用的減少)。 目前,俄羅斯在結構方麵的改進工作己基本完成,進入了設備安裝和調試階段。俄羅斯有專門的網站對這個項目的進度發布了詳細的照片,許多技術細節慢慢浮現,外界,包括中國,因此有機會對這艘航母進行仔細的觀察和審評了。 |
印度與俄羅斯的航母交易就像肥皂劇一樣充滿懸念與驚奇,夾雜著跌宕起伏的恩愛情仇。幾度漲價風波,讓外界對印度這艘新航母喜劇性的劇情變化充滿了興趣,很多軍事評論家似乎並不看好這筆交易,也不看好這艘戰艦的威懾力。本文並不想介紹這艘航母的全部,僅以其飛行甲板的設計變遷來剖析這艘跨越世紀、跨越國際的戰艦改裝工程。 從這艘戰艦的曆次設計變遷中,我們能夠清楚地看到俄羅斯不同於常規的短距起飛攔阻降落技術的日益成熟,設計手段更加理性和先進。正是有了這樣的技術進步,才給被西方壟斷的航母技術打開了一線天窗,為所有有海洋夢想的國家找到了另一條發展航母的途徑。考慮到僅存的三艘“基輔”級航母有兩艘停泊在中國的海岸,印度和俄羅斯的經曆,可能對中國的航母發展有著不容低估的現實意義。 普京的精明 普京1994年訪問印度時突然提出將“戈爾什科夫”號航母“免費”贈送給印度,震驚了全世界。表麵上看,這似乎是普京用來推銷俄係列飛機和挽救其岌岌可危的軍事工業的商業噓頭,或者是用來提升俄羅斯國民信心的政治手段,但實際上,普京的這個突然舉動並非一時頭腦發熱,而是經過深思熟慮後才做出的。 1990年,印度向英國尋求未來航母的可能性,希望能在1995年以後購買一批英國計劃退役的“海鷂”式戰鬥機,同時購買即將在1998年退役的“無敵”號航母,以替代準備退役的老航母“維克蘭特”號 - 這艘航母1989年以後就已基本失去戰鬥力,常年在港口進行維護。英國在1992年正式拒絕了印度的要求,因為CVF計劃的延遲以及F-35B計劃的調整,使得“無敵”號航母需要延壽服役到2010年以後,所以不可能滿足印度的需求(注:由於經費不足,“無敵”號於2005年8月舊退役,比原計劃提前了許多)。 無奈之下,印度將目光投向俄羅斯,希望可以購買“瓦良格”或者“庫茲涅佐夫”號,但俄羅斯海軍當時確實沒有什麽合適的軍艦可以銷售給印度 - “庫茲涅佐夫”號在1992年還沒有正式形成戰鬥力,俄羅斯海軍自身還將其當作旗幟般寶貝著,失去它等於失去航母艦隊的整個發展方向,因此絕對不可能出讓給印度。建造了75%的“瓦良格”號倒是一個必須要解決的問題,這艘航母當時正停放在烏克蘭尼古拉耶夫船廠。烏克蘭政府宣稱該航母是他們的財產,希望俄羅斯政府支付這艘航母前期建造的費用(約12億美元),並為後續的建造提供約10億美元的工程費用。這個官司在兩國政府間糾纏了好幾年,很多原來為這艘航母提供設備的工廠都因蘇聯解體而破產、關閉或轉行,還有很多設備供應商在波羅的海三國以及白俄羅斯等國家。很顯然,俄羅斯己經沒有能力將這艘航母繼續建造完成,印度的希望又破滅了。 但就在這個時候,俄羅斯海軍的萎縮讓蘇聯時代建造的三艘“基輔”級航母麵臨退役的命運 - “基輔”號、“新羅西斯克”號、“明斯克”號在1990年到1992年間陸續退役,嚴重缺乏費用的海軍將這些軍艦按照廢舊鋼鐵的價格處理給西方的拆船廠,而中國則通過轉手獲得其中的“基輔”號和“明斯克”號,並將其改建成主題公園。至於唯一在役的“戈爾什科夫”號,俄羅斯原打算保留自用,但是經費的缺乏讓該航母嚴重缺乏保養,而一場意外的火災又燒毀了它的大部分主動力係統和一些內部艙室,必須進行一次耗資數億的大修才有可能讓這艘航母再次發揮作用。然而,當時的俄羅斯海軍連辦公室的電費與士兵的工資都無力支付,根本不可能有錢來大修這樣一艘大艦,於是俄羅斯海軍萌發了將其處理掉的念頭。 普京敏感地意識到再拆賣廢鐵毫無意義,這艘外形很完整的航母應該還有更高的殘留價值。它建造時正逢蘇聯航母設計從混合型轉向專用型的階段,負責總體設計的涅瓦設計局在原“基輔”級的艦體與動力結構的基礎上研究過多個純航母的設計草案,設計方案與傳統“基輔”級的差異有98%以上,集中在飛行甲板和機庫甲板。他們甚至研究過在“戈爾什科夫”號中期大修時直接改裝成接近“庫茲涅佐夫”號那樣的純航母的可能性。這些工作在蘇聯時代都留有完整係統的正式圖紙,並做了大量的實驗和研究工作。普京谘詢了設計局與造船部的官員,他們都認為可以用較小的代價讓這艘航母複活,並與“庫茲涅佐夫”號保持相似的航空係統。得到專家的支持後,普京給印度的提議依據的是一份4000多頁的詳細計劃書,他邀請印度專家對這艘航母以及“庫茲涅佐夫”號進行訪問考察,並邀請印度海軍派遣飛行員到“庫茲涅佐夫”號上參與飛行訓練。 俄羅斯意外伸出的橄欖枝讓印度心動不己,而且俄羅斯提出的報價比印度對未來航母係統的預算要低得多,同時還附帶解決了印度航母上艦載機性能過於低下的問題,俄羅斯提供的米格-29K遠遠優於“海鷂”式飛機。因此在經過大約6個月的緊張磋商後,俄羅斯與印度達成協議:印度同意支付8億美金用於改裝“戈爾什科夫”號航母,另外支付16億美金訂購28架米格-29K戰鬥機(注:印度還將支付7700萬美金用於建造兩架全新的米格一29K戰鬥機,用於航母的適航與飛機的現代化改進)。1996年,“戈爾什科夫”號航母被拖入北德文斯克船廠進行改裝工作。至此,俄印實現了雙贏 - 俄羅斯成功處理掉一個大包袱,減少了費用支出,並獲得一項向俄企業投入超過20多億美元的巨額合同,而印度則獲得一個完美的未來航母發展戰略,並以比建造一艘新航母低大約60%的費用獲得了一艘頂尖水平的中型航母,可以說雙方都心滿意足。 商業博棄背後的技術抉擇 俄印航母交易中最值得關注的是俄提供給印度的艦載機並不是俄海軍使用的蘇一33重型艦載戰鬥機,而是還沒完成試驗、且在1992年俄海軍競標中敗北的米格-29K中型艦載戰鬥機。有些觀察家認為俄羅斯此舉可能是為了控製航母技術的擴散,不提供威力過度的武器,避免引起地區武力失衡。還有人認為這是普京的平衡手腕 - 蘇霍伊設計局獲得了俄羅斯空軍和海軍以及中國、印度、越南、埃塞俄比亞等國的訂貨,而米格設計局則瀕臨破產倒閉的邊緣,俄羅斯為了挽救米格設計局才極力向印度推薦米格-29K。事實真是如此麽?工程師們給了我們另外一個答案:不是俄羅斯有意控製,而是技術上不得不作出這樣的選擇。 “戈爾什科夫”號設計之初是按照“基輔”級的航空係統來構建整個航母結構的,而“基輔”級的標準艦載機雅克-38M垂直/短距起降戰鬥機最大起飛重量隻有11噸,降落重量僅有8噸,起落架對甲板的衝擊不到4.5米/秒。作為“基輔”級的最後一艘,“戈爾什科夫”號原計劃在90年代中後期更換蘇聯新一代超音速垂直/短距起降戰鬥機雅克-141(注:蘇聯崩潰後雅克-141的研發下馬了),因此結構上也考慮了可以使用最大起飛重量約20噸、降落重量約15噸、起落架衝擊4.5米/秒的艦載機。但如果更換為“庫茲涅佐夫”號的航空係統模式,也就是采用最大起飛重量達到32噸、降落重量達到24噸,垂直衝擊速度達6.1米/秒的蘇一33戰鬥機,那麽將遠遠超過艦體結構和甲板承力設計允許的上限。 涅瓦設計局的設計師們經過計算發現,如果要把“戈爾什科夫”號的結構增強到“庫茲涅佐夫”號的水平,改裝費用和時間都會增加30%以上,且需要全麵進行結構施工,比重新造一艘新艦還麻煩。而米格一29K在蘇聯時代已經完成了約95%以上的航母飛行試驗,其最大起飛重量不超過22.4噸(飛行試驗時不超過17.7噸),降落重量13.3噸,垂直衝擊大約為6.1米/秒,尺度和重量與原設計的雅克-141 (19.5噸最大起飛重量,15.8噸降落重量)很類似,對甲板的衝擊在設計強度範圍內,隻需要小幅度的改進就能滿足使用,對成本的影響可以承受。因此,俄羅斯建議印度采購米格-29K,並承諾其與印度空軍裝備的100多架米格-29A/SD有大量的零件可以通用,有利於減少成本。 印度當時欣然接受了俄方的建議,原因是印度海軍認為俄羅斯提供的米格-29K在技戰術性能上遠遠超出了其原先對未來艦載機的期望。例如米格-29K的飛行速度可達2.1馬赫,而印度自研的未來艦載機NLCA僅有1.6馬赫;再如米格-29K的留空能力幾乎是NLCA的2倍(1500公裏任務半徑)。另外,選擇米格-29K還牽涉到印度自行設計的航母。就當時的設計方案,印度的國產航母還沒有脫離輕型航母的範圍,排水量不大於2.8萬噸,使用米格-29K這樣大小的飛機還可以接受,像蘇-33這樣的重型艦載機則是不現實的。 當然,印度海軍也不是完全認同俄羅斯的推薦,他們對米格一29K提出了一些新要求,比如更好的飛行穩定性,更好的航電係統和武器係統,更大的起飛重量等。為此,印度另外向俄羅斯米格設計局支付了約2億美元的研製費用,用於整合更先進的西方航電設備和俄羅斯最新的導彈武器。估計就在這個時候,法國的達索公司已經將目光投向了印度,準備來個一鳴驚人,用“陣風”取代米格-29K。法國人成功了,笑到了最後。 飛行甲板布局的設計演進 航母設計技術中最為精華的部分就是飛行甲板的設計,尤其是不依賴彈射裝置的短距起飛/攔阻降落模式的航母,甲板設計和布局直接影響著航母的整體運行能力和戰鬥潛力。與1950年開始成熟的常規航母相比,短距起飛/攔阻降落技術發展隻有大約20年左右的時間,沒有經曆過較多的工程實例和使用驗證,設計的優化還完全依靠設計師的設計能力和思維水平。 西方應用短距起飛主要是配合垂直降落係統使用,和蘇聯模式沒有相互借鑒的意義,而美國公布的70年代末到80年代中期發展和驗證的短距起飛/攔阻降落模式的航母資料都經過處理,要麽非常粗糙,要麽過於前衛。前蘇聯在1982 - 1989年間投入了巨大的人力物力,組織了上千架次的起降試驗,參與試驗的飛機包括米格-23,米格-27、蘇-25、蘇-27、米格-29等。1982年,前蘇聯造船部門提出第一份以1143船體為藍本的設計方案。這個名為1143.4.2的改進設計方案與1143“基輔”級航母前甲板上堆滿重型武器大不相同,采用了全通的飛行甲板,艦體中後部甲板寬度大幅度增加,布置了一長一短兩個起飛點,並有斜角降落甲板和攔阻索。 值得注意的是,這個設計方案沒有采用當時正在發展中的躍飛甲板技術,艦載機還是以雅克-141為藍本,隻是具有了起降低速固定翼飛機的能力。這個方案的設計背景是:第一條蒸汽彈射器已經運行了約20次,米格-23A艦載機己經完成研製,試驗用的米格-23LL已進行了約200小時的起降試驗,為研發艦載機提供了試驗數據。更先進的米格-29也已開始試飛,蘇共中央已經同意米格設計局的要求,直接用米格-29K替代米格-23A作為艦載機。米格-29K在最大設計重量(17.7噸)時滑跑距離不超過300米,在航母上有甲板風時能夠在不足200米的距離內正常滑跑起飛,不用借助彈射器和躍飛甲板。不過,1143.4.2的設計還是比較保守,仍然未敢輕易放棄蘇聯海軍傳統的重型反艦武器((6座雙聯SS-N-12重型反艦導彈及其專用的裝填吊車被安置在右舷的延伸島上麵),但大型艦隊區域防空導彈被取消了,隻保留了1143.4.1上麵為數眾多的SA-N-9近程防空導彈。 盡管1143.4.2方案較為粗糙,但已經建立了基本的設計,即在“基輔”級艦體和島型建築的布置位置相對固定的基礎上,明確了甲板和跑道的基本布局,斜向降落跑道和反斜向交叉的長起飛點設計構思基本成形。不過,1143.4.2方案存在一個很大的問題:“基輔”級的水線構型設計中,設備重量分布基本均衡,而1143.4.2方案在基本保持“基輔”級的水線構型基礎上,拆除了航母前部甲板的大量武器和設備,使得艦體前部重量載荷至少減少了4000噸以上,而艦體中後部分不僅增加了導彈設備,還大大拓寬了甲板寬度,增加了飛機等設備的擺放,後部載荷增加不小於3000噸,設備重量分布變得不再均衡。此外,1143.4.2方案將甲板加寬也導致橫搖的穩性下降。如果按照1143.4.2方案來建造新航母,那麽縱向載荷不均勻和橫搖穩性問題可以通過設備和分艙調配的方式來平衡,但是用該方案來改造一艘老航母就不容易解決縱向載荷不均勻和橫搖穩性的問題了。 為此,涅瓦設計局又提出了一個簡化的設計草案,盡量不動甲板輪廓線,僅為必需設備少量添加甲板外挑部分,保持原有穩定性和艦型。這個設計成本低,見效快,對甲板和艦體改動小,需要增加的結構不多,工程量也最小,沒有改變“戈爾什科夫”號修長而狹窄的艦首,隻是直接堆疊上15度躍飛甲板,設計一個兩點串列起飛跑道。 最初俄羅斯向印度推薦的方案就是這個簡化的、名為1143.4.6的設計草案。不過審核發現這個設計也有一些弊病:第一個缺點是起飛跑道經過主升降機,有較大的危險性,起飛時容易導致偏航(在有彈射器導引時,偏航沒什麽大不了,但對自由滑跑來說,偏航卻是很嚴重的問題。一旦升降機出現故障或有操作,會嚴重阻滯起飛的操作)和爆胎。第二個缺點在於必須改動後升降機的位置給攔阻索讓位,改動後的後升降機處於降落區的引段,此位置有大約13%左右的複飛會碰撞到它,這不僅要求升降機隨時進行剛性閉鎖,同時要求升降機有數百噸的耐衝擊和承載能力,這顯然是危險而難以實現的。第三個缺點是這種布局雖然對於出動和起飛非常便利,一次最大可以連續出動超過7架固定翼飛機,但卻是飛行員的噩夢,因為這種布局前甲板空間狹小,降落時前甲板停機區最多隻能容納5 - 6架飛機,並且由於主升降機的位置,而不可能實現飛機降落後快速送入機庫,也就是說航母單波最大出動架次不超過6架。以常規航母攜帶飛機數量來說,一般隻需要攜帶發動兩波次出動的飛機就可以了,也就是說這種布局的最大載機數被限製在12架。對於一艘4.5萬噸的航母來說,這個載機數量有點太少了。俄羅斯最初的宣傳稱改進過後的航母可以載機16 - 22架,顯然這種布局沒有達標。 印度人航母運行經驗豐富,很快就發現了這些問題,因此這個方案被放棄。印度此時深感改裝一艘航母並不容易。鑒於設計方案主要來源於涅瓦設計局,因此印度人邀請涅瓦設計局擔任航母改裝工程的主要監理和技術谘詢服務,並在改造費用之外支付了約2000萬美金,請涅瓦設計局提供新的完整的施工圖紙。與此同時,印度還花費22萬美金聘請DCN的設計顧問對設計草案進行技術審核。 印度的積極努力是卓有成效的,在涅瓦設計局的主持下,新的設計方案隻用了不到20天就出台了。該設計方案更加細致和貼切,它基本不改動“戈爾什科夫”號航母原有的升降機和島型建築,將躍飛甲板向前挑出約8米,降落甲板向後延長約2米,起飛區也加以延長,新起飛跑道長度超過195米,這適合在印度洋高溫度、高濕度的運作條件下使飛機儲備起飛動能。左舷增加的甲板麵積是考慮橫搖穩性的極限下增加的最大麵積。為了照顧起飛的跑道方向和人員操作,甲板增加的寬度作了一個很巧妙的修型,保證有足夠的操作空間,斜角甲板的降落跑道被向左側移動了一點距離,讓開前麵的主升降機,可以確保相互間的操作無幹擾。右舷甲板也加寬了,增加了艦島前的甲板空間(做法是把原來的艦島建築拆到最大底線,然後向右舷加寬甲板),這個設計主要是為了避免前案中降落回收停機數量過低的問題。島後甲板加寬則是為了讓停機整備區的飛機與後升降機的工作互不幹擾,還可以增加一架飛機的擺放位置,提高出動架次率。 最終完成的設計方案比俄羅斯早先向印度承諾的戰鬥能力還要優越,可以在機庫中存放14架米格-29K戰鬥機和6架直升機,並能在飛行甲板上永久性存放12架米格-29K和4架直升機,全艦最多可攜帶飛機數量達到36架,高密度時能達到40架,而最初俄羅斯向印度承諾的是32架飛機。很明顯,這種改裝相當於將“戈爾什科夫”號的戰鬥力提升了20%。單次最大出動率從7架戰鬥機提高到13架,最大攻擊能力提高近83% - 甲板使用效率基本達到法國“戴高樂”航母的水平。對於一艘改裝航母來說,這是一個非常了不起的成績。 除此之外,涅瓦設計局還大刀闊斧地拆去了“戈爾什科夫”號的大部分上部結構、約22.1%的下層甲板艙室、部分原設計中的裝甲帶以及一切不必要的電子設備和內部線纜(航母的主要戰術性能應該由飛機來實現,裝備過於複雜的係統不一定有效),僅僅保留了2 - 4個近程反導攔截係統的位置以及基本的導航雷達和電子戰設備的安裝位置。經過這些改裝後,“戈爾什科夫”號的人員編製從原來的1635人下降到1200人(注:人員的減少就意味著費用的減少)。 目前,俄羅斯在結構方麵的改進工作己基本完成,進入了設備安裝和調試階段。俄羅斯有專門的網站對這個項目的進度發布了詳細的照片,許多技術細節慢慢浮現,外界,包括中國,因此有機會對這艘航母進行仔細的觀察和審評了。 |