“福特”號（CVN-78）是美國下一代核動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)新技術之一，但在近期開展的海上測試中卻出現(xiàn)了意外故障，導致其在5天內(nèi)無法進行艦載機彈射作業(yè)，為該艦實戰(zhàn)部署進程蒙上了陰影。
完成大規(guī)模飛機上艦試驗
從2017年7月服役后的首次海上阻攔著艦和彈射起飛，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。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(zhàn)斗攻擊機和E-2D“先進鷹眼”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，開始進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艦，認證了50名艦載機飛行員，其中包括“福特”號艦長卡明斯上校。截至目前，“福特”號航母已使用電磁彈射器和先進攔阻裝置進行了3480次彈射和攔阻。
同時，“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，實施了完整的軍械調(diào)運流程，通過先進武器升降機將數(shù)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(zhàn)斗機的近距空中支援和空對地訓練任務。
“福特”號的先進武器升降機在最近的海上任務中進行了1300多次循環(huán)，成功運送176枚惰性炸彈，為艦載機聯(lián)隊的飛行任務提供彈藥支持。截至目前，先進武器升降機累計循環(huán)次數(shù)已超過1萬次。而美國《大眾機械》網(wǎng)站2019年11月6日報道稱，“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，在航行期間成功實施了預定的指揮控制行動，并與“福特”號航母、“杜魯門”航母打擊群以及更高層級指揮部協(xié)調(diào)。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就是艦隊操作人員使用“福特”號的系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)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(zhàn)試驗、進入艦隊時，做好支持作戰(zhàn)人員的準備。
6月2日，“福特”號航母電磁彈射器的動力單元發(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(jié)束后，“福特”號航母按計劃返回港口，繼續(xù)進行交付后測試和試驗。
電磁彈射器具有諸多優(yōu)點
美國海軍6月8日發(fā)表聲明稱，“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(xiàn)連接電磁彈射器供能系統(tǒng)和艦船發(fā)電系統(tǒng)的電磁彈射器能源管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障。經(jīng)過上艦的電磁彈射器技術專家和艦員數(shù)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)上是一臺直線感應電動機，通過給直線電動機通以足夠強的電力并對其進行精確控制，產(chǎn)生合適的推力，帶動艦載機在限定距離內(nèi)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：
一是構(gòu)成相對簡單，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(shù)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，使用時用蒸汽推動牽引飛機的彈射梭，以270公里/小時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類似，由電力驅(qū)動并通過導軌實現(xiàn)，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，可減重二三百噸，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，艦載機的日出動量可由原來的120架次增加到160架次，其最大日出動量也由原來的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(diào)節(jié)，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(diào)節(jié)彈射力的大小，以適應不同類型的飛機，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可能會傷及龍骨。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(nèi)將飛機的速度迅速提高到296公里／小時。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(wěn)升空，避免了蒸汽彈射器的顛簸之苦。
目前，世界上現(xiàn)役的美國海軍10艘尼米茲級航母和法國海軍“戴高樂”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，因而技術相對成熟。其實，美國海軍航母在最初安裝蒸汽彈射器進行艦載機彈射時，也曾經(jīng)發(fā)生過很多故障甚至機毀人亡的重大事故。在航母彈射技術發(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(zhàn)艦艇全電力推進的發(fā)展趨勢相吻合。
能否按計劃實戰(zhàn)部署還有待觀察
美軍研發(fā)的航母電磁彈射器由三大主要部件構(gòu)成，分別是直線同步電動機、盤式交流發(fā)電機和大功率數(shù)字循環(huán)變頻器，其中主體是直線同步電動機。應當說，電磁彈射器的技術原理相對簡單明了，但技術實現(xiàn)難度較大，主要是缺少大量的艦上彈射實踐，因而還需要進行不斷驗證。
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，通過調(diào)節(jié)能量的電子元件進入直線電動機，這些部件安裝在飛行甲板的下方。電能使得直線電動機推動滑塊在彈射導軌上以約333公里／小時的速度前進，直到滑塊到達導軌終點停下。“福特”號2017年7月服役后，電磁彈射器開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(zhàn)能力，使其盡快成為真正可以海上作戰(zhàn)的航空母艦。而電磁彈射器可靠性是影響航母戰(zhàn)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年來一直在進行各種試驗而尚未形成作戰(zhàn)能力，2019年10月完成試航后維修／有限可用性維修，現(xiàn)在處于為期18個月的交付后測試和試驗階段的中期，計劃在2021年開展全艦沖擊試驗和后續(xù)維護，在2023年或2024年完成首次部署，但這一目標能否如期實現(xiàn)還有待觀察。（立文）
（來源：中國青年報）
