晨枫：六代机什么时候能上航母？

【文/观察者网专栏作者 晨枫】

中国第三艘航空母舰福建舰上，空警-600的机翼像孔雀开屏一样徐徐展开后，在电磁弹射的推动下，从甲板尽头轻松地一跃而起，飞入蓝天。

歼-35和歼-15T也一样，轻松、稳定地弹射起飞。着舰和挂上拦阻索也一样轻松、精准。

弹射歼-35非常轻松

从2012年“辽宁”号交付海军到现在，中国海军的舰载航空力量走过了短短但充实的13年。在这厚积薄发、不断前进的13年里，中国海军舰载航空力量完成了从单机到体系、从岸基到舰基、从滑跃到弹射、从能飞到能战的巨大跨越。在“辽宁”号之前，不算舰载直升机的话，中国只有旱鸭子海航。在“福建”号之后，中国海航一跃而入世界最先进行列。

这不是自吹自擂，“福建”号上的电磁弹射（以下称“电弹”）和电磁阻拦（以下称“电拦”）达到了世界最高水平，因为在视频中的“福建”号几乎静止，舰载机的起飞和着舰基本上没有利用甲板风。

航母前进时，甲板上形成与航速相对应的迎面的甲板风。起飞时，舰载机需要考虑相对于环境空气的相对速度，理论上，如果航母航速达到舰载机的起飞速度，舰载机甚至可以不需滑跑而直接“飘飞”升空。在着舰时，舰载机也需要考虑相对于航母甲板的相对速度，在理论上，航母航速达到舰载机的着舰速度的话，舰载机也可以不需滑跑而直接“飘落”到甲板。

因此，航母航速越高，对起飞和着舰越有利，或者说对弹射和拦阻索的减负越有利，但对航母的动力要求也越高。美国核动力航母的最高速度都是“超过30节”，“小鹰”级是32节，“福莱斯特”级则高达35节。“迎风转向、全速前进”是航母放飞和回收的标准动作。

但“福建”号在弹射起飞和拦阻索着舰试验时几乎静止，不利用甲板风对弹射和拦阻索的减负，这实际上是对电弹和电拦性能的极限测试，体现了对电弹和电拦的高度信心。

电弹是用电磁力给舰载机的起飞助推，这种设计相比于蒸汽弹射优点很多。我们可以将蒸汽弹射比作炮弹出膛，高压蒸汽进入汽缸后，推动活塞前进，带动舰载机加速滑行。但是在此过程中，蒸汽不断膨胀减压，动力一路下降，所以出力曲线与加速要求由缓到猛是反的，但这是本质问题，没法解决。而电磁弹射则不同，它可以通过精确的电磁力调控，维持出力曲线和加速度，实现弹射力量精细可调，弹射加速均匀。

蒸汽弹射的力度也很难调节。在舰上开始搭载起飞重量大大低于战斗机、预警机的无人机时，有“用力过度”导致能量浪费乃至飞机散架的问题。电弹不消耗高品质淡水，没有寒区结冰的问题，拥有更强的弹射系统理论寿命，这些是蒸汽弹射可望而不可即的优点。

弹射歼-35时，甲板风较小

电弹另一个巨大的优点是准备和再启动时间短。据报道，“福建”号电弹从冷启动到准备就绪只需要15分钟。蒸汽弹射的全系统需要像热电厂一样预热，整个预热时间需要的时间至少以小时计，以避免过快和不均匀的热胀冷缩造成结构损坏。为了避免漫长的再启动时间带来的影响，航母一旦战斗出航，就常常全时保持预热状态，造成不小的浪费，也给维修带来困难。

虽然电弹的基本原理不复杂，线性马达早在磁悬浮列车上使用，但对航母发电功率要求和系统可靠性要求不可同日而语。各种小问题的量变会导致系统可靠性的质变，美国“福特”级首创使用电弹，但也苦头吃足，投入巨资、寄予厚望很多年后都形不成战斗力，弄得特朗普在第一任里要把未来美国航母改回到蒸汽弹射。

在人们集中关注电弹的时候，我们需要意识到，航母电拦的挑战至少一样巨大，意义也一样巨大。传统拦阻索用液压阻尼器减速，实际上就是活塞上打满小孔的液压缸。当活塞被拦阻索拖动时，浓稠的液压油强迫流过小孔，形成阻尼。

像蒸汽弹射一样，液压减速的阻尼力难以调节，对轻型飞机的损伤尤其严重，每次拦阻就好像一头撞到墙上一样，可能造成结构损坏。而且液压减速在挂钩时阻尼力最大，不仅对着舰飞机产生巨大的冲击，也严重损耗拦阻索的使用寿命。有说法为确保不会出现危险的崩断事故，在“尼米兹”级上高峰出动期间，一天下来就可能要更换拦阻索。

电拦有两个阶段。初级阶段还是用液力减速，但将液压缸换成水力涡轮，基本阻尼力可以调节。电机进一步控制拦阻索的张力，用于实时精细调节瞬时力度，使得挂钩的受力均匀，既减少对着舰飞机的冲击，也延长拦阻索的使用寿命。

理论上，高级阶段的电拦则可像电车的能量回收刹车一样，利用减速的能量发电，回馈舰上电网，降低动力系统的发电压力。立意很丰满，但现实很骨感。着舰飞机的减速能量巨大，能吸收这样瞬时功率的回收发电机的容量需要至少与电弹的电机相当，然后要有特别高效的能量管理，确保电网不至于受到冲击。飞轮储能可以缓冲一下，但不能完全解决问题。

空警-600拦阻着舰

“福特”号在设计时，设想过通过电拦回收能量，但电弹本身的技术挑战已经够大，再加上电拦，接不住了，所以只走到第一阶段。这种设计相对于传统的液压减速，已经是一大进步。在公开报道中，“福建”号只报道说采用电拦技术，没有说明是否走到高级阶段。考虑到中国电弹和舰上电网技术的先进性，实现高级阶段电拦的条件比“福特”号更好。

“福特”号的很多苦头来源于其采用的中压交流系统。交流电应用广泛，系统紧凑，但对于频率、相位和负荷管理要求很高。如果频率或者相位乱了，就好比八驾马车的马的步伐不再同步，然后就互相绊脚，系统就要崩溃。这时需要八匹马迅速甩负荷自保，然后再一匹马一匹马重新加入对马车的牵引，直到最后八匹马全部归位，才能恢复原来的马车负荷。

对于航母来说，这样的重启在平时就是极大的麻烦，在战时可能就是要命的。电弹的运作对舰上电网会产生频繁冲击，大大增加舰上电网的脆弱性。

“福建”号采用中压直流系统，没有频率、相位和同步问题。虽然大部分用户其实用的是交流电，但我们可以在用户端把直流变交流，因此整舰基干电网还是直流。这好比把八驾马车分解成八辆马车，各马拉各车。一旦出现问题，故障只会局限在局部，不会因为不同步而扩散到全电网。

用户端直流变交流也便于针对具体要求实现电压、频率甚至相位（比如双相电、三相电甚至多相电）的本地专用化。要紧的是，基干电网直流化后，电网对负荷、频率、相位变化不敏感，可靠性极大提高，这才是电气化的坚实基础。

在央视视频里，海上丽日下的歼-35、歼-15T和空警-600在甲板上肩并肩，然后在电弹推动下，接二连三地跃入蓝天，又接二连三地返回着舰，充分展示了全系统的强韧性和可靠性。当然，三架飞机的起飞、着舰还不能说明太多问题，假以时日，人们会看到三十架飞机的接连起飞和着舰的。

“福建”号是2022年6月下水的，三年来进行了九次海试。除了在港内用小车进行的电弹试验，有关电弹和电拦的测试一直深藏不露。央视视频里展示的究竟是首次电弹、电拦，还是只是三个机型一起的最后全循环测试这一点难说。笔者推测，这应该是最后的三型联合全循环测试，而不是各型机的首次测试。

三机同框

按照飞机起降测试的流程，一般需要首先进行舰载机拦阻测试，然后将飞机吊下甲板，以便舰上推进后续工作。随后同样需要将飞机吊上甲板，进行首次弹射起飞测试。然后才谈得上全循环测试，这还得一个型号一个型号来。

考虑到“福建”号此前已经8次海试，在“山东”号之后，海上系统和电子系统的测试已经熟门熟路，未必需要那么多的测试，电弹、电拦才是重点。在多次海试中，美国卫星什么也没有看到，至少没说看到过什么，这也侧面说明了中国对反卫星侦察能力也驾轻就熟了。

不管怎么说，现在“福建”号完成了三个型号的全循环测试，具备了形成战斗力的条件。这也是完美的舰上三剑客组合：歼-35作为空战主力，歼-15T作为导弹卡车和后卫，暂时还要充当伙伴加油平台，空警-600则是舰队在空中的千里眼、顺风耳。

如果说“辽宁”号、“山东”号也能搭载歼-35的话，空警-600是这俩难以补上的短板。直-18预警直升机只解决有无问题，升限和留空时间都太局限。空警-600才真正解决了舰队防空预警的问题。这也意味着“福建”号与“辽宁”号或者“山东”号配合使用的时候，后者可以共享空警-600资源，极大提高战斗力。

在“辽宁”号开始服役的时候，各种怀疑派纷至沓来，认定中国航母需要很长时间才能真正形成战斗力，“辽宁”号可能一辈子都只是“科研用途”。必须说，这些怀疑并非毫无道理。航母战斗力不是零星战斗机能从舰上起飞、着舰就能实现的。舰载航空力量代表军中精锐里的精锐，只是从0到1是不够的，达不到100就是不够好。

但中国海军没有被挑战吓到，也没有急于求成。一步一个脚印，不仅“辽宁”号、“山东”号形成真正的战斗力，“福建”号还见证了世界上第一架电弹起飞第五代战斗机。没错，“福特”号至今只能搭载F-18E/F，不能搭载F-35C。

“福特”号的设计先于F-35C，在建造过程中也没有对F-35C的搭载要求进行相应修改，以至于维修、弹药、作战保障方面不配套，需要到中期大修的时候才能进行适配性改装。而二号舰“肯尼迪”号和后续舰都是适配的。

F-35只能由部分尼米兹级航母弹射起飞

现有“尼米兹”级中，只有“卡尔·文森”号、“华盛顿”号、“林肯”号、“罗斯福”号具有搭载F-35C的能力，“尼米兹”号和“艾森豪威尔”号临近退役，不会改装了，其他几艘要等到中期大修才改装。

而好玩的是，“福特”号还较新，离中期大修还很遥远，反而可能会成为最后搭载F-35C的美国航母。在“肯尼迪”号成军之前，“福建”号是世界上唯一可以使用电弹并搭载第五代战斗机的航母。

航母和配套系统的设计、建造、测试是巨大的系统工程。“辽宁”号是巨大的改建工程，“山东”号有“辽宁”号作为基本模板，“福建”号是中国第一种完全从白纸开始的全新航母设计，还结合进去先进电弹、电拦。不说别的，电弹、电拦本身是巨大的电磁源，如何避免与舰载电子系统的相互干扰，就是不小的挑战。“福建”号展现了中国速度、中国气魄、中国格局，这也是中国工程技术实力的综合体现。

中国的工程技术能力还在于完整的配套系统。比如说，歼-35从陆基的“鹘鹰”发展而来，但经过了大量的上舰改装，包括：前轮单改双、机翼可折叠、翼尖修形和增大面积、双垂尾梯形改后掠、加装大型尾钩。这些都是显而易见的改动，而平尾作动机构从“指尖”式改为侧轴式则不大容易注意到，此外还有更多相对隐蔽的改动。

人们对陆基战斗机改型为舰载战斗机的难度容易认识不足。实际上除了冷战结束时代的苏联（苏-27改型为苏-33），只有美国（F-35A改型为F-35C）做到，其他舰载战斗机都是从一开始就按照舰载战斗机设计的，包括法国“阵风”。

福建舰圆了侧卫系舰载机的弹射梦

中国不仅是工程师大国，更是工程师强国。中国工程师完美地解决了各种挑战，“福建”号成为世界上最先进航母之一，说“之一”是必要的谦虚谨慎。先进、成熟的电弹、电拦实际上技术水平超过“福特”级，第五代的歼-35的空战能力也超过F-35C，面对F-18E/F则更是手到擒来了。但这不是尽头，已经飞起来的南北六代可能会上舰，已经拉上长安街检阅的两种无歼和无侦、无僚更有可能上舰。

六代无歼上舰的意义不言而喻，与五代的歼-35相配合，可以用五代机打六代机的仗；与四代半的歼-15T相配合，也足够获得对F-18E/F、F-35C的优势。

无侦上舰的意义则在于补充卫星侦察。如前所述，卫星侦察不仅受到重访周期的限制，还容易因为重访规律被对手掌握而被对手用反侦察手段规避。高空高速高度隐身的无侦则可以在卫星的概略侦察后及时补充，精确、实时地掌握敌情，便于制定战术和引导打击。

传统上，重量轻但低速性能不好的无侦通常来说不适宜上舰，但电弹、电拦提供了额外的可能性。事实上，助推力可调的电弹提供新的可能。比如无侦的巡航动力一般不超过起飞推力的1/3，这意味着用大功率电弹也许可以在起飞中直接达到无侦的巡航速度，飞机的动力要求可以极大降低，有利于降低飞机重量、提高航程。

这一点无人机与有人机不同，电弹能解决起飞的推力问题，不能解决着舰失败、必须复飞时的推力问题。但无人机对复飞安全性的要求大大降低，复飞推力要求随之降低。或许不能一步到位、直降2/3的推力，毕竟起飞后，还有爬升、加速等需求，但降低1/3到一半还是有可能的，给舰载无人机提供独特的机会。

期待攻击-21出现在军舰上

这对无人僚机改装的舰载加油机或许特别重要。加油机没有机动性要求，但需要载油量最大化。较小的发动机不仅重量降低，也更加省油。

美国先有航母，后有无人机，所以还在摸索无人机上舰的问题。中国是无人机超级大国，“福建”号可能在设计和建造时就对无人机上舰有所考虑，是时候发挥弯道超车的优势了。

在航母的赛道上，英国、日本、美国、苏联都是先行者，现在美国依然是领跑者。但“福建”号上舰载机三剑客历史性的腾跃代表的是弯道超车。

如果电弹、电拦、舰上电网已经说明了问题，那么在一些不为人注意的方面也在揭示中美双方的差距。在四面阵已经成为防空驱逐舰标配的当下，“福特”级却悄悄改回三面阵，一面向前，另外两面分别向左右侧后。

虽然说相控阵可以用固定阵面实现波束偏转，但这也就意味着在远离垂直于雷达阵面的方向上雷达会出现“弱视”。相控阵单个阵面视角一般不超过120度。四面阵可以保证各阵面的边缘视界有所重叠，结合部不至于出现死区，但三面阵就难保全覆盖了。

虽然航母的空情要求没有防空驱逐舰那么高，出于降低成本，用三面阵没什么不可以，但这也说明了美国开始在最高端、最昂贵战舰上“克扣斤两”了。相比之下，不管是“辽宁”号、“山东”号，还是“福建”号，统统四面阵。而技术上的豪横也是弯道超车的一部分。

本文系观察者网独家稿件，文章内容纯属作者个人观点，不代表平台观点，未经授权，不得转载，否则将追究法律责任。关注观察者网微信guanchacn，每日阅读趣味文章。