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精确计算常规动力航母与核动力航母的持续作战周期与补给周期
前言:在现代海军序列当中,航空母舰被认为是一个国家海军和整体军事实力的象征。不同于其它作战舰艇,依靠自身的舰载武器打击敌方目标,如反舰导弹、巡航导弹、舰炮和防空导弹等,拥有较强的反舰、防空、反潜和对岸攻击能力。
而航空母舰不同,它几乎不具备反舰、反潜和区域防空能力,仅保留有限的自卫能力,自身的安全由护卫舰艇保障。它的作战利器主要来自于航母舰载机,依靠舰载机在海战中夺取制空权。
简单地说,航空母舰是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇,巨大的甲板使得它可以为舰载机提供起飞和降落能力。与巡洋舰、驱逐舰和护卫舰等排水量只有几千吨到上万吨的主流水面作战舰艇相比,航空母舰的吨位和体型都要大得多,上能够达到10万吨,下也有2—3万吨的排水量。
如美国最新建造的“福特级”核动力航母,其满载排水量就超过了10万吨,我国的辽宁舰和山东舰,俄罗斯的“库兹涅佐夫号”和英国的“伊丽莎白女王”级航空母舰,满载排水量均大于6.5万吨,法国的“戴高乐”号满载排水量则为4万吨左右。
吨位上的不同,使得它们的作战半径、可持续作战能力及综合作战能力也不一样。其中作战半径和航母舰队的护卫舰艇、舰载机有关,以美国“尼米兹级”核动力航母战斗机为例,该航母战斗机的防御半径大约为500公里,依靠舰载机和护卫舰艇的舰载武器,作战半径大约在750-1500公里左右。
而可持续作战能力,则和航母本身的自持力,后勤补给能力有关,航母的吨位越大,能够搭载的舰载武器、油水和其它物资越多,加上充足的后勤保障,可以使得航母舰队能够持续在海面上进行作战,以及远距离奔袭支援或封锁海上通道等。
以下内容,我们将带大家一起分析分析航空母舰的一个重要指标——“可持续作战能力”,看看各个国家的航母可持续作战能力如何,又是如何保障航母能够持续在海上持续作战的。
上面我们已提到,可持续作战能力,则和航母本身的自持力,后勤补给能力有关。我们先来谈一谈航母本身的自持力。
母本身的自持力我们一般是指航母本身在加满油水,舰员所需的物资等后,自离开港口之日算起,在海上的极限自持能力,简单的说就是“航母从离开港口后,所携带油料和生活物资,能够让航母在海上持续航行多久,持续作战多久,直到返回港口,这期间一共持续在海上航行或作战了多长时间(以昼夜为单位),这就是自持力。”
例如我国091型核潜艇403号艇于1986年创造的世界纪录,在不上浮,不补给,不靠岸的情况下在水下连续潜航了90个昼夜,创造了世界纪录,这就是世界核潜艇的极限自持能力。
尽管采用核动力的核潜艇号称无限续航里程,但受制于人类所可承受的极限压力的限制,其他的还有考虑到舰船需要维修保养和故障等因素的影响,无限续航只是理论上的数据。
当然,自持力受多重因素的影响,如舰船本身、海况、训练强度或作战强度都是影响自持力的重要因素。
还有一个重要的影响因素就是所采用的动力,我们都知道,如今航母的动力方式一共分为两种,一种是常规动力航母,一种是核动力航母。相较于核动力而言,常规动力需要燃烧大量的燃料产生水蒸气驱动蒸汽轮机来获得动力。
而核动力装置则不需要燃烧大量的燃料,依靠核反应堆发生核裂变或核聚变链式反应产生热量加热锅炉中的水,产生水蒸气带动汽轮机,从而获得动力,而核反应堆在加注一次燃料后能够持续反应10-25年,甚至是更长的时间,在寿命期内几乎能做到无限续航。常规动力航母一旦燃料耗尽将无法继续航行,此时就需要大型补给舰补给燃料。
就拿俄罗斯的现役的“库兹尼佐夫”号常规动力航母来说,库兹涅佐夫号航空母舰是苏联/俄罗斯第三代1143.5型航空母舰的首舰,也是苏联/俄罗斯史上第一艘真正意义上的航空母舰。
它于1982年4月1日在苏联尼古拉耶夫造船厂(今乌克兰黑海造船厂,已破产)开工建造,1985年12月4日下水,1991年1月21日服役,该航母的满载排水量超过6.5万吨。采用常规动力,动力系统由8台增压锅炉、4台蒸汽轮机、4根传动轴和4个螺旋桨组成,整套动力系统可为航母提供20万匹的马力,最高航速可达30节。
续航力上,根据公开的多个方面数据显示,该航母一次大约需要加注8000吨重油,以18节(1节等于1.852公里/小时,18节等于33.336千米每小时)的经济航速巡航时,续航里程为8500海里(等于15742公里)。
如果按照昼夜(24小时)连续巡航来计算,24小时大约能够航行800公里,15742公里大约需要航行20个昼夜,这就是“库兹尼佐夫”号常规动力航母极限自持力。
如果按照战时的极限航速航行(30节,约等于55.56千米每小时)来计算,续航里程仅为3850海里(约等于7130公里),按照这一个航速和续航能力计算,“库兹尼佐夫”号自身携带的燃料仅够连续航行5.35个昼夜,这就是“库兹尼佐夫”号航母的极速续航能力。
而美国的“尼米兹级”核动力航母和“福特级”核动力航母,就不需要考虑到续航里程问题,仅需要在战时考虑到舰载武器、舰载机油料、淡水和舰员生活物资的消耗等问题。
但在战时,美国的“尼米兹级”核动力航母和“福特级”核动力航母在自持力上的优势并不明显,明显的优势仅在于后勤补给压力比较小,补给所耗费的时间较短。因为高强度作战,对舰载机燃料、淡水、舰载武器和生活物资的消耗都是惊人的。
虽然有核动力的加持,省去了储存重油的空间,但考虑到“尼米兹级”核动力航母的舰员更多,搭载的舰载机更多,舰载机出动效率高于其它航母,光舰载机燃油的消耗就是一个巨大的负担。
就拿舰载机燃油的消耗量来说,尼米兹级核动力航母是一个标准的舰载机配置,一次能够搭载4个中队共48架F18E/F型“大黄蜂”战斗机,一个中队6架EA18G电子战机,一个中队4架E2C舰载预警机,一个中队5架S3B反潜机,其他的还有搜救直升机、预警直升机、反潜直升机、运输机等组成,舰载机总搭载量为80架左右。
据公开的资料显示,“尼米兹级”核动力航母一次大约能够携带9000吨左右的航空燃油,如果按照每架舰载机携带6吨燃油起飞作战,每昼夜出动120架次计算(几乎极限水平),每天需要消耗的燃油就高达720吨。
如果按照每天如此高强度的起飞作战,“尼米兹级”核动力航母携带航空燃油仅能满足10天左右的高强度作战需求。在高强度作战过程中,甚至弹药的消耗速度还要大于燃油的消耗速度,持续高强度的作战时间甚至该要更短。
与此同时,作为一艘远洋作战的大型水面舰艇,不可能在冲突中将所有燃油和弹药消耗殆尽后再进行补给,一旦遇到敌方发起连续攻击,那将面临有枪无弹的局面,即使是有补给的机会,也需要数十个小时才能完成,将极大影响整体作战效率。为此,航空母舰携带的燃油和舰载武器,当消耗到一定量后将会进行补给。
按照美国海军的规定,正常的情况下,航空母舰的燃油储量不能低于50%,而在进入战区前不能低于90%。也就是说,当燃料储存量不足50%时,将会进行补给,以此来进行计算,在高强度作战的情况下,油料几乎每5天左右就需要补给一次。在海外战争中,美国的航母舰队在高强度作战的情况下,平均每艘航母的补给周期大约为3.3天。
所以,不管是采用核动力的航空母舰,还是常规动力航母,都会面临舰载机燃料和武器补给的压力。核动力航母的优势主要在于省去补给所需的时间,相较于常规动力航母而言,核动力航母的补给时间仅有常规动力航母的60%左右,如果常规动力航母补给需要20个小时,那么核动力航母补给时长仅有12个小时。
除此之外,常规动力航母对后勤补给的要求更高,考虑到每次加注的重油需要8000吨,按照战时不低于50%来计算,就以50%进行计算,每次光加注的重油都要4000吨,这几乎是一艘054A型护卫舰的排水量。
另外还要考虑到后续的持续作战补给,每次光需要携带的重油就需要上万吨,这是核动力航母所不需要的。这仅仅计算了航母本身所需的燃料,而一个航母战斗群还有数艘护卫舰艇组成,对后勤的补给要求是不言而喻的。
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