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中國航母“福建”艦第7次海試走出“詭異航跡”,學習美軍完成“全艦抗沖擊試驗”了?

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  新的滬航警已經發布,中國海軍003型航空母艦“福建”艦在完成第七次、為期一周的試航后,將于4月1日返回江南造船廠碼頭。

  

  按照之前“遼寧”艦和“山東”艦的試航頻率,估計“福建”號航母再進行兩三次試航后,就會交付人民海軍,因此我們今年必然能看到“福建”號加入海軍戰斗序列。


此次海試的細節

  而此次“福建”號航母出擊,最引人注目的有三個科目:

  

  其一是眾所周知的,傳言了很長時間,但是一直都沒有實錘的中國首次海上電磁彈射試驗。以“福建”號第五次和第六次試航的情況看,其飛行甲板上已經出現了黑色的輪胎胎印,證明艦載機已經完成了觸艦復飛科目,但是暫時還沒有實施電磁彈射試驗的消息。

  此次“福建”號航母出航,加上國防部新聞發布會上,咱們新聞發言人那抑制不住上揚的嘴角,更是讓外界覺得這次咱們的電磁彈射試驗十拿九穩了。

  

  其二則是根據衛星圖片發現的“福建”號航母的航跡。根據衛星圖片反映出來的情況,“福建”號航母在渤海灣進行了機動性能試驗,試驗包括實施多個連續S型航路、小半徑轉彎等。

  從衛星圖片來看,部分轉彎半徑可能只有航母艦長的兩倍左右。這證明了“福建”號航母具備極強的機動性能,其動力主機和轉動軸系等配合已經到了爐火純青的地步,體現出我國在大型水面戰斗艦艇的動力系統的研制上,已具備了相當高的技術水平。

  

  其三則是根據第二個延伸出來的,在一些關于“福建”號的圖片中,大家意外地發現了在“福建”號的艦體一側,出現了一朵云,于是很多人就在猜測“福建”號是不是進行了全艦抗沖擊爆炸試驗?

  當然,這種說法很快被發現經不起推敲——這朵“云”的面積實在是太大了。大家粗略一量的話,大概相當于“福建”號三個艦體左右的長度,如果這是爆炸煙云,意味著爆炸產生的煙云直徑達到1千米以上,只有2000噸級當量以上的核爆炸,才有可能產生這么大直徑的煙云。

  

  因此,在短暫的討論后,軍迷們達成了一致意見,這就是一朵飄在渤海灣上空的、孤零零的云朵,只不過是機緣巧合地被拍進了視野里,成了“福建”號的點綴而已。

  不過就這樣一個細節,引出了一個話題——“福建”號什么時候才能實施全艦抗沖擊試驗,全艦抗沖擊試驗究竟如何實施?


什么是抗沖擊試驗

  先做做名詞解釋好了,什么叫做全艦抗沖擊試驗(Full Ship Shock Trials,FSST)?

   福特號抗沖擊試驗

  

  所謂的全艦抗沖擊測試,顧名思義主要驗證的就是艦艇在特定情況下抗沖擊力的能力。畢竟在現代海戰中,水面艦艇一般會受到多種沖擊力的影響。

  其一是水中沖擊力,包括各種航空武器、水面武器,尤其是水中武器如戰雷和水雷在水下爆炸產生的沖擊力;其二是艦體沖擊力,包括各種武器直接命中軍艦艦體之后產生的沖擊力;其三是各種反作用力,比如戰列艦時代戰列艦大口徑主炮發射時對艦體產生強大的反作用力。

  

  在這么多沖擊力中,艦體本身發射艦載武器時承受的反作用力,是相對較小的。在之前的戰列艦時代,戰列艦多炮塔齊射時動輒會造成數千噸的反作用力,其作用力之巨大甚至可能導致戰列艦橫向位移。

  但到第二次世界大戰結束后,戰艦的主炮口徑越來越小,加上高效的艦炮制退緩沖系統設計,現代艦船在發射艦載武器時的反作用力基本上已經到了不用考慮的程度了。

  

  艦體沖擊力是值得進行沖擊試驗的,但是作為戰斗艦艇的話,顯而易見無法利用破壞性方法對此進行驗證。畢竟你不可能為了進行全艦沖擊測試,真的拉出來一艘現役艦艇,用反艦導彈和航空炸彈去炸它——這代價太高了。唯一的辦法就是,等這艘船退役之后對其進行驗證。

  比如美國海軍就曾用退役的“小鷹”級航空母艦“美國”號進行過全艦沖擊測試,使用反艦導彈、魚雷、航空炸彈等反復轟炸它,從中獲取全艦抗沖擊性能數據。這些數據可以用于驗證該型艦的抗沖擊能力設計,并為后續艦艇的相關設計提供有效的參考。

  

  所以,在艦體抗沖擊力試驗難以在現役條件下進行的情況下,改為水中抗沖擊力試驗就是一個很好的替代方案:

  一方面,水中武器對艦體的沖擊力,本身就是值得試驗的內容。

  二方面,相比空氣,水的密度更大,壓縮率更高,使用少量炸藥即可模擬出大量炸藥在空氣中爆炸對艦體產生的沖擊力。

  三方面,即使無法進行直接打擊試驗、采用非接觸引爆的方式,也可以比較充分地模擬艦體在遭到一定壓強的情況下,其艦體設計是否能夠滿足設計要求,等于是做了抗毀試驗。

  

  四方面,艦體的抗沖擊試驗不僅是要做抗毀試驗,現代艦船上的電子設備越來越多,各種艦載武器越來越精密,相應的對電子設備的抗沖擊、抗輻射、抗毀傷性能也提出了更高的要求。

  這同樣是值得進行抗沖擊試驗的,看看在一定的震動和沖擊條件下,電子設備還能不能正常工作,各種艦載武器在經過沖擊之后還能不能正常開火,甚至艦上搭載的戰術導彈等在經過沖擊后發射出去,還能不能命中目標?都是值得試驗的。這直接決定了艦艇在遭受沖擊的情況下的可靠性,是否還可以繼續作戰。

  

  因此從這個角度來看,我們可以得出如下結論:其一,艦艇的抗沖擊試驗是絕對必要的。即使不進行直接打擊試驗,也有必要進行模擬試驗,驗證艦體強度,驗證電子和艦載武備系統的可靠性。其二,相比采用空中爆炸的模式,使用水下爆炸進行全艦抗沖擊試驗要更為科學,更能夠對全艦的結構強度進行驗證。所以目前各國艦艇抗沖擊試驗主要都以水下引爆的方式實施。


何時做抗沖擊試驗

  那么全艦抗沖擊試驗如何制定相應的技術規范,在實施前要進行哪些技術準備,一般會在艦艇的全壽命期哪個階段實施呢?

  

  一般來講,在實施全艦抗沖擊試驗之前,首先要精心計算炸藥用量和爆炸當量。畢竟如果用量少了起不到試驗的效果,如果用量多了那可能直接就把艦體給壓裂、一個試驗就把全艦干進修船廠里邊大修去了。總之,能夠驗證艦體的結構強度達到了相應的設計指標,就已經足夠。

  而在技術準備階段,要求試驗艦一般距離爆炸中心100到300米之間,艦體甲板一般要清空,艦體內要進行預先的抗沖擊準備。

  

  按照目前美國海軍、法國海軍公布的全艦抗沖擊試驗畫面,在試驗開始之前全艦內部的所有移動物品都是要求固定起來的,甚至連顯示器上都貼了用于加強的膠帶,避免沖擊之后顯示器破裂碎片傷人。

  然后要求全艦錨泊或浮航,沖擊試驗完成之后對相關數據進行記錄,對電子設備和武備等進行一一重啟看看情況是否正常,從而基本完成一次全艦抗沖擊試驗。

  

  至于全艦會在壽命期何時進行抗沖擊試驗,其實這倒是沒什么規定,不同國家海軍不同型號的軍艦都不一樣。

  比如美國海軍的全艦抗沖擊試驗,伯克I級是一直到1994年,3號艦服役之后才進行了抗沖擊試驗,伯克IIA則是2001年進行了抗沖擊試驗。而提康德羅加級甚至是一直到7號艦、1987年才進行了首次抗沖擊試驗。

  尼米茲級航母也是一直到4號艦羅斯福號、在1987年進行了抗沖擊試驗。至于福特級航母的全艦抗沖擊試驗,則是一拖再拖,最后一直到2021年才完成全艦抗沖擊試驗,之前甚至一度傳言有取消這一試驗的打算。

   中國海軍052D型驅逐艦沖擊試驗

  

  而中國海軍也差不多,我們的首次全艦抗沖擊試驗發生在2014年,試驗對象還是老的051D型驅逐艦、目前確認,似乎052D型驅逐艦進行過全艦抗沖擊試驗。至于055大型驅逐艦和航空母艦,目前沒有抗沖擊試驗的消息,也不清楚后續是否準備實施這一試驗。

  總之,此次“福建”號航母的第七次試航,目前能提到的信息就只有這么多。國防部暗示了咱們的首次電磁彈射,衛星圖片顯示了海上極限機動能力試驗,同時大家還把這朵云當成了可能實施的全艦抗沖擊試驗。

   如果真是爆炸煙云,得有這么大(圖源:大包CG)

  

  只不過如果這是真的,那這不僅僅是抗沖擊試驗了,更像是傳說中的城堡-Bravo行動……至于福建號航母后續是否會實施全艦抗沖擊試驗,目前不清楚,我們現在的首要關注點,還是福建號什么時候正式公開航母彈射試驗,加上正式入役,大概就是這樣。

  

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