改造航母的那些事儿
■李由之
前不久，有外媒报道，英国皇家海军计划将在伊丽莎白女王级航母上安装弹射器。众所周知，伊丽莎白女王级航母是一种大型滑跃式航母，目前搭载的是F-35B垂直起降舰载机。不过，英国皇家海军似乎并不满足搭载F-35B，准备引进常规弹射起飞和拦阻降落的F-35C舰载机或F/A-18E/F“超级大黄蜂”舰载机。
目前，英国皇家海军已经公布初步改装设计图。从图纸可见，该级航母的改造工程量不小——将舰艏的滑跃甲板整体拆除，采取安装平甲板、加装弹射器和拦阻装置、重新调整航母起降指挥系统等一系列措施。但该方案能否顺利实施，还得看英国的财政预算和军工企业的执行情况。
航母的发展，需要跟上现代战争加速演进的步伐。无论是改旧舰还是造新船，成为一些国家发展航母绕不开的话题。直到今天，拥有航母的国家并不多，能够实施航母改造的国家同样屈指可数。在这项复杂的系统工程中，弹射系统、舱室模块、武器系统、动力系统等配套设施和技术都需要一一解决。
航母的改造既需要强大的国力作后盾，更需要完整又雄厚的工业实力作支撑。动辄几十亿甚至上百亿的资金投入，让很多国家只能权衡利弊、综合考量，走出适合本国国情的发展道路。相比造一艘航母，改造航母有多难？一些国家为何宁可造一艘新航母也不选择改造？改造航母成效如何？请看本期“军工T型台”。
英国皇家海军伊丽莎白女王级航母。 资料照片
看点一 弹射系统加装
张弓搭箭费思量
此次伊丽莎白女王级航母升级的最大看点，是计划加装弹射器和拦阻系统。从滑跃式改为弹射式，这种改造在英国尚属首次。
弹射起飞，优势在哪？对比舰载机常用的3种起飞方式：垂直起飞和滑跃起飞时，会限制舰载机起飞重量，且出动率较低；而弹射起飞的舰载机，能以几乎满油满弹的状态起飞，最大限度发挥出舰载机的作战效能。那么，弹射器加装，需要过哪几关？
一是技术关。无论是蒸汽弹射器还是电磁弹射器，都对国家工业制造水平要求很高。开口气缸和储气罐，是蒸汽弹射技术绕不开的两个研发难题。弹射器的开口气缸，不仅需要承受巨大的蒸汽压力，还要确保开缝处的绝对密封；储气罐则需要具备良好的蠕变性能和抗拉强度，必须采用耐高温特种合金钢。而电磁弹射器可以在短时间内释放出巨大电能并转换成机械能，这是普通发电机难以做到的。再则储能设备、耐高温材料等一系列技术也十分复杂，让绝大多数国家望而却步。
二是资金关。当技术难以突破瓶颈时，花钱引进似乎是一种选择，但所需资金一般国家难以承受。主打自主国防政策的法国，在改进“戴高乐”号航母时，却只能选择从美国引进弹射器，耗资达数十亿美元。如果把拆除成本和拦阻装置都算上，其费用几乎可以重新造一艘航母。有放就有收，拦阻索是拦阻系统的标配。舰载机着舰时，飞行速度大约为300公里/小时，拦阻索在被勾住的瞬间，会产生上百吨的拉力。这几根不起眼的绳索需要“刚柔并济”，才能在两三秒内让舰载机稳稳停下。所以说，美军航母上一根拦阻索要价150万美元，也就不足为奇了。
三是操作关。除了甲板上的拦阻索，甲板下也有一整套系统与之相连，堪称吸收飞机冲击力的“幕后功臣”。在舰体内部加装这套系统，需要重新规划线路和空间布置，工程量十分庞大。美国“中途岛”号航母曾改造2年，安装了3部蒸汽弹射器，舰艏2部弹射器可以正常使用，斜角飞行甲板上的1部弹射器利用率并不高。这是因为在航母设计之初并没有安装弹射器的准备。而伊丽莎白女王级航母在论证研究阶段，预留了舰艏前部弹射器和舰艉拦阻索的空间，是此次航母改造的有利条件。
看点二 舱室模块改造
牵一发而动全身
航母设计之初，科研人员已经规划好了每个舱室的用途和结构框架，航母承力结构也会经过复杂的计算和模拟过程。一旦设计定型后，哪怕是局部改装都必须考虑航母整体结构稳定性，可谓牵一发而动全身。以此次伊丽莎白女王级航母甲板由滑跃式改弹射式为例，其滑跃式甲板是一个整体模块设计，安装拆解起来都相对方便。
试想如果没有预留充足空间，改造难度可想而知。印度海军“维克拉玛蒂亚”号航母最大特点是舰岛过于靠近舰体中部。这是因为其前身“戈尔什科夫”号航母是直升机航母，配置了大量导弹和火炮，飞行甲板成为附带品。印度不得不在这艘二手航母上进行改造，耗费了几十亿美元。
航母很庞大，可搭载上千名船员，说它是一座小城镇也不为过。然而，即便再大的航母，每一寸空间都十分宝贵。在有限的空间里，要把各类人员和武器装备安排妥当，保证训练、指挥、作战、后勤等各个系统正常运转，可谓庞大又繁琐。一旦设备出现问题，代价是致命的。二战时期，日本“信浓”号航母服役后首次出航，仅航行17个小时便被美军舰4枚鱼雷击沉，是世界上最短命的航母。究其原因，“信浓”号航母是由未建造完成的“信浓”号战列舰改装而来。作为“半截子”工程，前期没有做好设计规划，甚至有些舱室的门还未安装就草草派上战场，被击中后舰体大量进水，最终折戟沉沙。
虽说航母改造复杂，但一些国家探索出适合本国国情的发展之路。伊朗国产“莫克兰”号战舰，被外界评论是伊朗直升机航母。这艘直升机航母由伊朗本国一艘巨型油轮改装而来，在甲板上搭建平台供直升机起降，这或许会为一些国家改造航母提供经验思路。
看点三 武器库升级
门槛多工程量大
航母上的武器库种类很多，其中，舰载机作为航母的战斗核心，是航母改造升级的重要一环。一些军事强国自行研制国产舰载机以满足本国海军特定作战需要，而大多数国家只能通过购买世界军贸市场上的货架产品嫁接到本国航母上。那么，制造舰载机有哪些技术门槛？
机体结构强度高。舰载机的起降距离非常短，舰载机要在3秒内从静止加速到起飞速度，又在拦阻索制动下从时速约300公里减速至静止状态，其机体强度必须能够承受高速飞行带来的巨大冲击力。舰载机的起落架系统也要能够承受弹射器的巨大推力，研制难度比普通战机更具挑战性。
动力系统推力大。普通陆基战机起飞依托机场跑道，滑跑距离长，瞬时推力不需要太大。而舰载机需要在较短的起飞距离内获得足够推力，这对战机动力系统要求非常高。一般来说，舰载机上的航空发动机推重比要比其他机种高得多，各国都是拿出研发的最强发动机产品装配在舰载机上。
材料工艺制造难。舰载机工作在高湿高盐高酸的海洋环境中，会加速机体结构老化，影响发动机、飞行雷达、电子器件等设备正常工作。设计师要在结构设计、防腐措施、材料和工艺选择等方面进行综合考量，延长舰载机的使用寿命。舰载机满足了结构强度、发动机推力和耐腐蚀等方面要求，必然会以牺牲航程和载弹量为代价，这两项数据恰恰是舰载机战斗力的重要指标。
为搭载更多新型武器系统，伊丽莎白女王级航母还要进行大改造——舰艏的起飞坡道是为F-35B量身定制的，需要改装才能适合起飞无人机和其他机型，配套设施的加装会加大工程量；舰艉安装拦阻索，需要重新调整航母起降指挥系统，更新为能够指挥战机弹射起飞、拦阻降落的新系统……这一件件工程都不是短期能够完成的。
看点四 动力系统改进
技术复杂代价高
拥有性能好的动力系统是航母改造绕不开的话题，其可靠性和稳定性直接关系到航母作战能力。航母业内有这么一句话，航母跑得越快越好。高速航行状态下的航母，会为舰载机创造强劲的甲板风，有利于舰载机安全高效起飞。降落时，航母航行在茫茫大海上，犹如一片飘零的树叶。持续的高速逆风可降低着舰速度和飞行员操作难度，提高飞行安全性。
那么，升级动力系统，工程量有多大？通常来讲，一艘8万吨的常规动力航母，动力总功率相当于一个能为20万人城镇供电供暖的热电厂。如何在满足航母空间结构设计的前提下，把重型设备放进去，是一大挑战。
不同国家有各自现实考虑。美军“乔治·华盛顿”号航母宁可切割舰体，也要换装新的核动力系统。反观“戴高乐”号核动力航母，法国海军没有为它单独研制核反应堆，而是将2艘法国导弹核潜艇的K-15型反应堆直接搬上了航母。虽然节省了设计经费，但“戴高乐”号的航速不足30节。一旦出现故障，维修难度也很大。
与常规动力航母相比，核动力航母持续高速航行能力更强，技术更复杂。核反应堆功率体积比例与航母布局的关系、核燃料纯度与控制技术的平衡以及安全和应急冷却系统的设计，都是棘手难题。所用的燃料不同，动力装置不同，航母总体设计和布局也截然不同。美国小鹰级航母改造成企业级航母，工程量十分庞大。舰上取消了常规动力所需的粗大又笨重的进气管道和烟囱，留有较大的飞行甲板空间，以增加舰载机数量。全舰按照小鹰级航母布置，将8座重油锅炉直接更换成8座反应堆，航速最高可达35节。但这种设计十分浪费空间，导致企业级航母舰身中段几乎被轮机设备占满，改装费用完全可以重新建造一艘新航母。
