【軍事博評】William:英國海軍新航母和海軍危機 (上)

2017-12-15 12:20:25
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

HMS Queen Elizabeth(維基百科圖片)

作為三艘無敵級輕型反潛航母的替代艦,英國國防部於1994年左右提出未來航母研究,至1998年時,多年來被視為「航母殺手」的工黨政府,上台一年就將研究計劃正式「升格」成新航母計劃,且一開始便走4至5萬噸的中重型方案,一建更是兩艘。可以說,和大部分放棄常規航母後便不曾再擁有的國家不同,經過二十年,英國又奇蹟似的再次迎來中重型航母計劃。這就是上星期四(12月7日)服役的伊利沙伯女王號航空母艦(以下簡稱伊艦)的濫觴。

英國人在冷戰結束後,為何又重回中重型航母的行列?這必須由福克蘭群島戰爭講起。英國可說是整個冷戰中唯一將輕型直升機 / 垂直起降支援戰機航母投入高強度地區戰爭的西方國家。輕型直升機航母是1970年代早期開始發展的反潛 / 登陸支援用航空母艦,排水量通常在25000噸以下,配備的直升機及垂直升降戰鬥機通常不會超過30架(無敵級只有21架)。在整個北約海軍架構中,這種航母多用於大西洋反潛 / 船團護衛作戰,以及登陸支援等,需要有超級航母作中、遠距離支援,方能發揮應有作戰能力。福島戰爭經驗顯示,無敵級面對反潛戰時尚可應付,但面對敵方岸基空軍多波次(即使是小規模)的進攻,要維持空防仍力不從心,甚至無法有效保護防空圈最外圍的艦隻。故增強持續執勤能力是當務之急,但這就不能不涉及載機量及噸位的上升了。

另方面,後冷戰的國防需要也是新航母出現的契機。時值波斯尼亞戰爭結束沒多久,英國意識到作為北約的重要成員國,將來不但要負責更多南歐與近東的中小規模軍事衝突(當年南斯拉夫地區再次被視為歐洲火葯桶,誰知過不了幾年這火葯桶就沒有火了),同時也可能要應付諸如第一次波斯灣戰爭的大規模衝突;另方面,新近成立的工黨政府也是親歐洲派,想在歐洲內外問題上取得更大影響力。時值1992年英國匯率危機後的經濟好境,政府也認為國防政策應以外交方略為先(例如維和、干涉作戰,或者在北約 / 歐洲對外行動中取得更高的領过地位),而不是以節約財政資源為先。這些要求都反映在1998年的戰略防衛評估報告 (Strategic Defense Review,SDR)當中。在防衛政策出現顯著轉變下,海軍規模不一定要更大,但在火力持續性、遠距離對陸攻擊能力、登陸作戰能力及出勤率上均需更為出色。在這重要題綱下,新航母便需要更強的持續作戰能力。

在福島戰訓與防務政策需要下,新航母被要求擁有大約50架作戰飛機的操作能力,而且首日最大出擊要求為最多100至120次,幾乎是無敵級的3倍,並能連續高強度作戰大約一星期。另方面,候選艦載機已不再局限於獵鷹了,而是第四代(F-18E、EF-2000艦載型或法國的陣風)、第五代戰鬥機(F-35B / C,以及當時尚未選定機型的FOAS(1)),以及皇家海軍未曾擁有的E-2C預警及空中管制機。CVF的候選艦型亦多達7種。及後,基於採購及維修成本考慮,英方於2003年11月正式確認法國THALES集團的STOVL航母方案作為正式設計方案,同時加入BAE的大量設計修改。

至於2003年至2017年之間的發展,伊利沙伯女王級的基本性能及姊妹艦威爾斯親王號的進度,在下就不再詳述了,大量中英文資料均可作很好的參考。不過,就個人而言,伊艦有以下五大特點,足可讓其在現代航母發展史上佔一席位。

 強大的可持續發展性(改裝潛力)

CVF當初主要選型是CATOBAR、STOBAR及STOVL三型(2),而最終選型可是三者融合一起:雖然最終只操作F-35B短場及垂直起降攻擊戰機,但仍保留全平甲板設計及斜角甲板(跳台是更輕巧,且拆卸更方便的類型),甲板下亦預留安裝電磁彈射器及攔阻索的空間,以便在有需要及有資金時,在一年時間內改裝成STOBAR甚至CATOBAR航母(2),並具備操作常規起降無人攻擊機的能力;另方面,由於保留了大甲板,伊利沙伯級現時就算只是STOVL,仍能操作最多達50架各型作戰飛機,極限搭載量甚至多達70架(當然,這是運飛機時用),作戰時的甲板機隊調動更為靈活。

亦因為其有預留作為常規起降母艦的設計,法國原打算在採購PA-2型航母時直接採用伊艦設計並在法國建造,不過金融海嘯後法國經濟日差,計劃最終於2013年7月被取消了。

雙艦島:

1952年型艦隊航母草案

在所有已服役的航空母艦中,除最早期在船艏船艉兩端硬塞飛行甲板的暴怒號(HMS FURIOUS),航母的艦島只有三種設計:一個是平甲板型(艦橋置於船艏位置,甲板上沒有任何艦島,以日本二戰輕空母為代表)、伸縮艦島設計(部分平甲板型航母會加裝伸縮艦橋,作為起降指揮中心,如三甲板時代的赤城及加賀),以及單艦島設計,其中單艦橋佔了絕大多數。不過歷史上英國曾多次嘗試過雙艦島設計,就在下所知分別是1920年的鷹號、1945年的馬爾他級航母,以及1952年型艦隊航母。然而,以上計劃不是改回常規設計,就直接取消建造。所以,伊艦可說是史上首次採用雙艦島的航空母艦。

雙艦島設計主要針對一個矛盾:航海艦橋需要靠向前方,方便航海操作,但艦載機起降調度的航空艦橋需更靠向中後段,方便艦載機降落及甲板指揮。戰前200多米的航母不是問題,較長而窄的艦島就夠了,但戰後大型航母超過250米,又加上斜角甲板,艦載機調度更複雜,而兩艦橋的位置優勢不同,硬要裝在一個建築上就可能變得太巨大,不但增加重心高度,更可能造成亂流,影響噴射艦載機起降。美國的方法是犧牲一定的操作性,將兩個艦橋盡量壓縮並裝在一個艦島上,同時將艦島其他功能搬到飛行甲板下的艙室;英國則反其道而行,將艦島分成兩個,一來方便常規航母的排氣道佈局,二來後面裝有航空艦橋的艦島可造得更小,減少對降落的影響,三來兩個艦島也有利損管,因為設計上每個艦島都有另一個艦島功能的備份,故一個艦島中彈也不會令航母功能全失。

全電推進:

簡單的全電推進配置圖,不同的是伊艦是用2台燃氣渦輪機加4台柴油機發電,而引擎的電動機是在船體內直接推動大軸的

全電推進是指艦上內燃機以發電方式驅動電動機,再推動艦隻前進。這種推進系統並非新鮮,事實上1920年代美國就以早期電動推進系統作為戰列艦與大型航母的動力。然而30年代大推力蒸氣渦輪機及柴油機的發展,令早期電動推進系統在效率上比了下去,才停止發展多年。

新世代綜合電力推進系統(IPS / IEP),是指燃氣渦輪發電機及柴油發電機先發電,透過綜合配電盤及電網,按需要分別輸往由先進感應電動機組成的推進系統,以及其他艦上設施。除更為省油外,該推進系統在調控航速及調配電力需求上更具靈活性,而且在不需要波箱及離合器就可以以一部燃氣渦輪發電機同時驅動數台電動引擎推進,省卻更多機械維修工夫,對出勤效率甚有裨益。

另方面,全電推進更容許伊艦有更大的電力供應,而且充裕程度大到有空間驅動電磁彈射及電磁攔阻索系統(3),為日後可能的改裝提供更大的電力冗餘。

獨立作戰能力:

美國的重型航母由於是航母戰鬥群的中心,護衛艦隻至少包括數條神盾巡洋艦及驅逐艦,加上自身帶有艦載預警機,無論火力還是空中偵察 / 指揮能力都勝人一籌,航母本身也有其他軍艦及預警機提供空中情報,故自身不需要太多雷達。事實上一般超級航母只配備SPS-48三座標雷達及SPS-49 L波段遠程警戒雷達已很足夠,火力亦盡量壓縮至只裝北約海麻雀點防空導彈及方陣近迫快砲 / RAM近防導彈。

然而,對英國海軍而言,護航艦隊早已今非昔比:一艘伊艦在最理想狀態最多只配備兩條45型防空驅逐艦及2至3艘23型巡防艦,如果沒有北約其他國家或美國海軍的防空艦加入編隊,這防空及反反艦導彈的能力其實較弱。為此,本艦的雷達與預留火力配置亦甚為「高級」:S1850M型相控陣遠程三座標警戒雷達,997型相控陣中距離海空搜索雷達,3台方陣1B型近迫快砲,並預留32管垂直發射器的裝配位罝,若非因預算問題,其防空火力約相當於2/3艘45型。就算沒有北約預警機隊的支援,依靠EH-101的預警型在危險方向前出預警及防空值班的F-35B,仍可擁有不弱的空中監察及防空/反反艦飛彈能力

另外值得留意的是,本艦除配備海軍航空隊的飛機,亦能讓皇家空軍的直升機大舉進駐,包括CH-47及阿帕奇,甚至可以隨時變身成直升機兩棲攻擊艦,配合不同的任務需要。

組合方式:

有趣的是,伊艦應該是第一艘以大分段形式建造的西方海軍重型航空母艦。普遍而言,海軍軍艦的主船體都是同一間廠建造的(或者同型艦分兩間甚至三間廠建造),但現時西方海軍軍艦訂單不太多,為保留不同船廠的造船及營運能力,部分大型軍艦會分兩間廠建造,然後接合一起(例如意大利加武爾伯爵號航空母艦,不過情況有點不同,兩間船廠同屬同一個集團,分建目的是維持兩船廠的建造能力)。

停工時的烏里揚洛夫斯克號照片,左下角是其大型組件

第一個以大分段形式建造重型航母是蘇聯的庫茲涅佐夫級。庫級與未完成的烏里揚洛夫斯克號,主船身分成上下半部,由船艏到船艉7至8個大型組件(共十多個),在船台隔鄰的工場上先建造,建好後再吊到船塢進行組裝。這方式優秀之處在於工場的建造環境更為穩定,而且可以多件同時開工,加快造船速度。

然而,英國今次採取了更激進的造船方法:大分段多地建造,並運到同一船塢組裝。這主要因為這是英國史上僅見的超級工程,為讓英國主要造船業均能得益,也為了加快建造速度(參與的船廠都有巨型室內工作場,可在完全受控的環境下建造巨型組件)。其中,BAE及BABOCK合共三大廠房,各建造一個長度接近80公尺的巨型分段。這應該是軍艦史上最巨大的單件分段了。這種大分段製作的優勢在於船體大部分精密焊接工作可不需於露天完成,焊接質量受到進一步的保障,不受氣溫及水氣影響,船身亦更為堅固,變相亦進一步減少塢期(5)

當然,伊艦並非沒有弱點,例如英國的全電推進系統雖較美國更為成熟,但45型在運用當中仍出現過較嚴重的故障,故伊艦的動力系統其實仍存在隱患,且本級艦當初為控制成本,動力實有不足,若修改成STOBAR或CATOBAR,航速方面亦稍慢,對飛機起飛會構成一定困難;另外,現時的構形相較STOBAR甚至CATOBAR,其實嚴重局限作戰飛機的選型,最重要的是無法選用E-2D固定翼預警機(6),空中監控能力受到相當大的影響,而F-35B現階段在進行空中作戰任務時,必須外掛紅外線格鬥飛彈,亦破壞其隱身性能(而且B型由於較重,翼載較高,機動能力較A及C型低,用於防空作戰,似乎較不適合);

再者,為減省成本,相對於美軍超級航母及俄國庫茲里索夫級,伊艦似乎沒有使用水下防雷隔艙設計,對於超過60000噸的重型艦隻而言,其水下防護似乎是個隱憂。

至於本艦與英國海軍危機的關係,就請聽下回分解了。

註1:Future Offensive Air System,是英國90年代的隱身攻擊戰機發展計劃,下圖是其中一個參考機型。最後英國選擇將計劃改成參與美國聯合打擊飛機計劃(JSF,即今日的F-35),從而取得隱身空中攻擊能力。

註2:CATOBAR:彈射起飛攔阻索降落,代表作是美國歷代超級航母;STOBAR:滑躍起飛攔阻索降落,代表作是俄國庫茲里索夫級;STOVL:垂直起飛及降落,代表作是俄國基輔級及英國無敵級。

註3:有趣/無奈的是,設計成改裝冗餘度高的其中一個次要原因,是方便如果要變賣時,能輕易改裝至符合買家要求,而法國在取消PA-2航空母艦後,一直有呼聲要求購買威爾斯親王號(汗)……

註4:軍迷往往有誤解,以為電磁彈射(或類似的電磁軌道砲之類的武器)需要核動力才能搞妥,事實上,只要維持足夠的電力供應以及配電設施,中型航母(通常只配備兩條彈射器)使用電彈仍是遊刃有餘的;全電推進系統正正有這好處。

註5:有趣的是,上海的江南造船廠亦對這種大分段建造設計甚感興趣,早幾年為向軍方展示航母建造能力,曾自製一個1:1.5的大型航母分段。估計剛剛開工的003型常規航母,亦採取這種建造設計。

註6:事實上,很多艦載機經過調整後,亦可在STOBAR航母上使用,尤其是推重比或者升力系數較高的飛機更為適合(當然,載荷有多少影響,美國似乎甚少公佈);另一方面,E-2系列亦適合滑躍起飛,而且更重的E-2D型(鷹眼2000)十多年前亦做過評估,結論也是可用的,只是如在滑躍階段其中一引擎突然失效,飛機有較大機會墜海。

發佈於 軍事博評
By 2017-12-15

手機分享本文: