威尔士亲王号航母首航,比女王号有什么改动吗
威尔士亲王号作为伊丽莎白女王级航母的二号舰,技术特点基本完全相同,包括首次使用的分离式“双舰岛”设计,“滑跳式甲板”结合“电磁弹射器”的新概念,主力F-35B舰载机使用弹射方式升空,可大幅增加该机的机身载重。航母的圆滑形状舰艏及前舰岛上方的整流罩均有助于降低风阻,而且外观线条大幅简化,堪称是未来航母隐身考虑的先驱。但由于英国皇家海军预算不足,航母并未采用昂贵的核反应堆,而是较便宜的柴油机及发电机组,因此造价将比美国尼米兹级便宜许多。
威尔士亲王号两个大型的岛形上层建筑位于右舷,烟囱与岛形上层建筑结合安装。双舰岛将分担岛式上层建筑的功能,靠近舰艏的前部舰岛装有柱式桅杆,主要安装有航海、导航、远程探测和警戒、编队通信设备以及远程雷达旋转天线,将担负航母航行驾驶等指挥控制任务;后部舰岛上主要安装有航空指挥、舰机通信、电子对抗等设备,最明显的是相控阵雷达和可倾斜放倒的封闭式主桅杆,主要担负舰载机飞行控制和航空管制任务。同美国航母一样,舰长和司令部职权及战位分置。每座舰岛内部都设有武器升降机,舰岛和右舷边之间有一过道,可以转运武器弹药,互不干涉影响,这种设计可以有效降低单一舰岛受创后导致丧失全部作战能力的风险,两座舰岛间还有多余空间设置一部大型升降机。
威尔士亲王号作战飞机停放区域位于左舷飞行甲板处,双舰岛布局减小了岛式上层建筑的体积和占用飞行甲板的面积,减少了飞行甲板上空的气旋,提高了下层甲板空间布置的灵活性,而且后舰岛上的飞行控制中心位于调控飞机着陆的更佳位置。威尔士亲王号的双舰岛设计可以让燃气轮机的布置更加合理,由于航母配置了2台燃气轮机,每台燃气轮机都需要有较大体积的进排气管道。设置2个舰岛,每个舰岛下面可以布置1台,对应的管道可以分别布置在各自对应的舰岛内部,占用的飞行甲板下面的空间也较少。另外燃气轮机的进气和排气系统相对比较复杂,如果缺少优化设计,像无敌级航母那样高大的烟囱会导致航母上层建筑体型庞大,飞行甲板也非常狭窄。
从另一个角度来说,航母舰岛上需要配置多种雷达、通信系统及电子战系统天线,这些如果都安装在一个面积不大的舰岛顶部,会存在电磁兼容问题,双舰岛则会避免出现这种问题,不至于让多种电子设备相互干扰。这种设计还可以有效降低单一舰岛受创后导致航母丧失全部作战能力的风险。此外,双舰岛设计时还考虑了降低雷达信号特征的隐身性能要求,其外观总的来说是下面水平截面小,上面截面大,明显呈现出倾斜度,舰岛上半截还部分呈现出金字塔状。这有利于进一步降低飞行甲板的占用面积,并让后舰岛内排出的烟气向舰体一侧涌出。
威尔士亲王号的飞行甲板总面积约16000平方米,涂有防滑抗热涂装,舰首设有一个仰角12度的滑跃甲板,起飞区长约162米,宽18米,跑道末端设有一个导流板,防止飞机起飞时,伤及甲板工作人员,整个飞行甲板规划有六个直升机起降点;如果将整个飞行甲板的260m纵深都作为起飞助跑距离,则能让固定翼飞机在满载情况下起飞。滑跃甲板为英国航空母舰一贯的设计,只占据飞行甲板前端的一半,另一半用于停放飞机。作为英国第二代滑跃起飞、垂直降落型航母的伊丽莎白女王级,沿袭了许多无敌级航空母舰的设计理念,再加上使用美国制造的具有极佳短距起飞能力的F-35B战斗机,使该级航母的起降效率和作战能力十分突出。
威尔士亲王号的飞行甲板配置两座舷侧升降机,均位于右舷,一座设在两舰岛之间,另一座位于舰尾右侧。设置舷侧升降机可以不占用起飞区和着舰区,有利于提高航母运行效率。两座升降机的载重能力为70吨级,一次可以运送2架F-35B战斗机,能在60秒内将飞机从机库运送至飞行甲板。另外舷侧升降机内侧开口大,外侧开口小,有利于减少航母上浪,与传统舷侧升降机相比,还有利于增加舰体强度或者降低设计难度。虽然进出机库不如美国或法国航母方便,但考虑到载机不多、作战强度不是很大的情况下,此种设计完全可以接受。威尔士亲王号从底舱至上层建筑共划分为14层甲板,其中主舰体内有9层,自艏向艉由18道水密隔舱分割成19个水密舱段。舰体中上部靠上位置是下甲板机库,长约163米,宽约26米,层高约7.1米,面积约4200平方米,设有20个飞机修护区,能容纳24架F-35B和10架EH-101“灰背隼”直升机,或者26架海鹞系列战斗机,或是45架“海王”等级的中型直升机。
伊丽莎白女王级被要求能在15分钟内让24架航空器起飞,24分钟内回收24架航空器。为了提高舰载机的出动架次率,航母甲板作业将采用“一站式补给、武器装填”概念,在甲板上设置几个类似汽车维修的“地沟”,飞机可以在一处同时完成燃料补给、挂载弹药等作业,这样有利于节省甲板空间和作业时间,而无敌级航母都是分别在基础完成这些作业的。
威尔士亲王号航空母舰使用燃气轮机,采用IFEP综合电力推进系统,虽然与传统的蒸汽轮机、机械传动相比,这种动力系统在功率方面还有差距,但在系统占舰内体积比例、动力系统重量、动力分配灵活性等方面有很大优势,此外综合电力推进系统更容易实现自动化,操作灵活,同时也为将来使用电磁弹射系统提供了可能。舰体上两个轮机舱分开布置,每个舰岛下设置一个,相距较远,这样可缩短烟道,而且有利于提高航母的生存能力。
威尔士亲王号主机采用了两台单机功率36兆瓦的MT30燃气轮机,未来该燃气轮机的功率有望提高到40兆瓦,MT30燃气轮机还采用了模块化结构,更换时可连同外壳一起取出,换上备用发动机即可;维修时不需拆卸整机,且各模块的设计均已预设了安装时的平衡校准,拆卸、换装模块后无须重新校正,因此扣除冷机时间外,平均修理时间仅为4小时,大幅度节约了工时。威尔士亲王号巡航动力采用了两台单机功率11兆瓦的16V38B柴油机组,发电机组为两台单机功率9兆瓦的12V38B柴油发电机组,主动力更大输出功率在108兆瓦以上,其中80兆瓦用于驱动四台感应电动机。威尔士亲王号的更大航速约为27节,虽然更高航速低于航母一般应具备的30节左右航速的标准,但是能够满足装备弹射器的常规航母起降飞机的要求,对于短距滑跃起飞而言也不是问题。
威尔士亲王号的推进装置为双轴双5叶大侧斜螺旋桨,每轴由两个电动机驱动,两电动机可单独分割操作,需要高功率输出时则串联使用。航母虽然依旧采用传统的轴系来驱动舰体,但其轴系较短,不再像常规舰只那样依赖长轴系连接整套动力系统,取消了传统的主机舱、巡航柴油机舱和齿轮箱舱,推进电机、轴系和舵系都集中在艇艉三个相对不大的纵向水密舱段内。由于动力系统的创新,使设计人员更合理地安排各种舱室和机电设备等,合理的燃料舱布置使该舰的燃油装载量满足10000海里/18节的续航力要求。
威尔士亲王号航空母舰的电子系统与武器装备碍于预算拮据而相当精简。其舰身没有直接用于防御的装甲,在重要部位可能有加厚钢板和凯夫拉复合材料,以防弹片造成的损伤。单舰点防御自卫武器包括三座美制MK-15 Block 1B密集阵近程防御武器系统,以及四座DS30B型30毫米舰炮。此外,还将配备小型垂直导弹发射系统,可发射4-8枚“紫菀”系列防空导弹或改进型“海麻雀”导弹。[15]舰上还将布置箔条、诱饵以及电子干扰装备等软杀伤装备。
威尔士亲王号最多能容纳36至40架F-35战斗机,机库最多可容纳两个中队共25架F-35B型。舰载机有多种编制,在平时状态下,舰上编制一个中队9至12架F-35战斗机、4架加装MASC的预警直升机与6架1“灰背隼”EH-101直升机,,并另外配置1至2架通用直升机执行垂直补给或海面搜救任务;在危机时期或北约重要演习中,伊丽莎白女王级将采用“打击编制”,搭载两个中队共30架F-35战斗机、4架MASC预警直升机和6架EH-101直升机。在实际作战时,伊丽莎白女王级将把对敌国陆地打击能力提升到更大,搭在两个中队共36架F-35B战斗机以及4架MASC预警机,不搭载EH-101直升机;在两栖突击模式下,舰上全部装载直升机,可选择混合编组(18架EH-101直升机、6架CH-47运输直升机、6架AH-64武装直升机、4架监视海洋用的UAV无人机或“守望者”无人侦察机) 或25架CH-47支奴干运输直升机,必要时甚至可让美国V-22“鱼鹰”倾转翼飞机起降。
威尔士亲王号预警机还没有确定,美国的E-2C“鹰眼”改进型由于没有弹射器和拦阻索,暂时无法使用;“灰背隼”直升机预警型的高空性能和飞行速度不能满足作战需求;V-22“鱼鹰”倾转翼飞机的派生型还处于研制阶段。因此英国没有可满足要求的早期预警机,此外,英国海军没有舰载空中加油机和电子战飞机,这种情况下,F-35B的作战性能将大打折扣。伊丽莎白女王级舰载机的设计运用能力是每日平均最多起降约150架次。计算标准是每次攻击的周期2小时,由12架战机编成的攻击部队,每天出动12波次。在搭载36架F-35B的情况下,伊丽莎白女王级在作战首日必须出动108架次的战斗机,接近美国九万吨航母的平均每日出击架次;接下来的10天维持每天平均72架次,再下来的20天仍可维持每日36架次;总计在开战的前五天内,伊丽莎白女王级最多能出动396架次,而无敌级则只能出动50至60架次。
威尔士亲王号航空母舰主雷达使用997型“工匠”中程三坐标多功能雷达,该雷达还包含有45型驱逐舰上安装的“桑普森”多功能雷达的电子子系统,其设计可靠性更强,并降低了维护需求;将采用泰雷兹集团生产的S1850M远程电子扫描搜索雷达作为主要对空雷达,还将安装 *** ART-L多用途雷达,超电子系列2500型电光学系统(EOS)和声光导航信号系统。对于航母而言最重要的战斗力要素还是舰载机,而不是舰上搭载的其他武器或电子系统,因此电子武装系统只要能满足航空母舰作战的基本要求即可。为了更大幅度地降低人力需求,航母尽可能提高自动化程度,使用更多机械设施来减少弹药搬运/挂载作业所需的人力。同时也在舰上人员的日常管理方面采用了许多 *** ,例如机械化的仓储设施、将厨房减少为一个、同时为军官与士兵供餐、以可重复使用的杯子盛装饮料而不供应易开罐以减少垃圾。
威尔士亲王号航空母舰继承了伊丽莎白女王级的“滑跃起飞、垂直降落”,虽然可用的固定翼飞机受到限制,且无法搭载固定翼预警机。但F-35B战斗机的隐身性能、先进电子系统、强大的武器搭载能力以及航母预留的加装弹射器和拦阻装置的设计则基本解决了这个问题。受经济问题困扰,英国计划在威尔士亲王号上先装备直升机,而暂不配备固定翼飞机,这样就使其变成了一艘超大号的两栖攻击舰。这样的配置可以在短期提升英国的远洋投送能力,又能锻炼舰员,为将来变身“航空母舰”打下基础。