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发布时间:2020-05-31 18:45:27

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作者:冯文远

出版社:辽海出版社

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航空母舰基础科技知识(上)

航空母舰基础科技知识(上)试读:

前言

舰艇俗称军舰,是指有武器装备,能在海洋执行作战任务的海军船只,是海军主要装备。舰艇主要用于海上机动作战,进行战略核突袭,保护己方或破坏敌方海上交通线,进行封锁或反封锁,参加登陆或抗登陆作战,以及担负海上补给、运输、修理、救生、医疗、侦察、调查、测量、工程和试验等保障勤务。

航空母舰

简称航母,是一种可以提供军用飞机起飞和降落的军舰。现代航空母舰是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇,已成为高技术密集的军事系统工程。航空母舰一般总是一支航空母舰舰队中的核心舰船,有时还作为航母舰队的旗舰,舰队中的其它船只为它提供保护和供给。

不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性,往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此,要普及广大读者的科学知识,首先应从武器科技知识着手,这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好,还能够增强他们的国防观念与和平意识,能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量,因此具有非常重要的作用。

随着科学技术的飞速发展和大批高新技术用于军事领域,虽然在一定程度上看,传统的战争方式已经过时了,但是,人民战争的观念不能丢。在新的形势下,人民战争仍然具有存在的意义,如信息战、网络战等一些没有硝烟的战争,人民群众中的技术群体会大有作为的,可以充分发挥聪明才智并投入到维护国家安全的行列中来。

舰艇与航母是高技术的武器种类,我们学习舰艇与航母的科学知识,就可以学得武器的有关高科技知识。这样不仅可以增强我们的高超军事素质,也可以增强我们高度的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学,它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科,而军事科学则围绕高科技战争进行,学习现代军事高技术知识,使我们能够了解现代科技前沿,了解武器发展的形势,开阔视野,增长知识,并培养我们的忧患意识与爱国意识,使我们不断学习科学文化知识,用以建设我们强大的国家,用以作为我们强大的精神力量。

为此,我们特地编写了这套“青少年必知的舰艇航母科技”丛书,包括《航空母舰基础科技知识》、《世界航空母舰科技知识》、《舰艇基础科技知识》、《战列舰科技知识》、《巡洋舰科技知识》、《驱逐舰科技知识》、《登陆舰科技知识》、《核潜艇科技知识》、《特种舰艇科技知识》、《特种潜艇科技知识》共10册,每册全面介绍了相应舰艇与航母种类的研制、发展、型号、性能、用途等情况,因此具有很强的系统性、知识性、科普性和前沿性,不仅是广大读者学习现代舰艇与航母科学知识的最佳读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。航空母舰概述

航空母舰,简称“航母”、“空母”,苏联称之为“载机巡洋舰”,是一种可以提供军用飞机起飞和降落的军舰。中文“航空母舰”一词来自日文汉字。航空母舰是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇。现代航空母舰及舰载机已成为高技术密集的军事系统工程。

航空母舰一般总是一支航空母舰舰队中的核心舰船,有时还作为航母舰队的旗舰。舰队中的其它船只为它提供保护和供给。

航母舰队会配备1~2艘潜艇,护卫舰,驱逐舰以及补给舰。驱逐舰或航母上搭载反潜直升机、预警机、电子侦察机等。依靠航空母舰舰队,一个国家可以在远离其国土的地方、不依靠当地的机场情况施加军事压力和进行作战。

航空母舰按其所担负的任务分,有攻击航空母舰、反潜航空母舰、护航航空母舰和多用途航空母舰;航空母舰按其舰载机性能又分为固定翼飞机航空母舰和直升机航空母舰,前者可以搭乘和起降包括传统起降方式的固定翼飞机和直升机在内的各种飞机,而后者则只能起降直升机或是可以垂直起降的定翼飞机。某些国家的海军还有一种外观类似的舰船,称作“两栖攻击舰”,也能搭乘和起降军用直升机或是可垂直起降的定翼机。按吨位分,有超级航空母舰(满载排水量9万吨以上,只有美军有此类航母,美军核动力航母均为超级航母)、大型航空母舰(6~9万吨)、中型航空母舰(满载排水量3~6万吨)和小型航空母舰(满载排水量3万吨以下);按动力分,有常规动力航空母舰和核动力航空母舰。发展简史

启蒙年代到第一次世界大战

第一个从一条停泊的船只上起飞的飞行员是美国人尤金·伊利,他于1910年11月14日驾驶一驾“柯蒂斯”双翼机从美国海军伯明翰号轻巡洋舰上起飞。

1911年1月18日,他成功地降落在宾夕法尼亚号装甲巡洋舰上长31公尺、宽10公尺的木制改装滑行台上,成为第一个在一艘停泊的船只——“宾夕法尼亚”号巡洋舰上降落的飞行员。

英国人查尔斯·萨姆森是第一个从一艘航行的船只上起飞的飞行员。1912年5月2日他从一艘行驶的战舰上起飞。第一艘为飞机同时进行起降作业提供跑道的船只是英国“暴怒”号巡洋舰,它的改造1918年4月完成。在舰体中部上层建筑前半部铺设70米长的飞行甲板用于飞机起飞。后部加装了87米长的飞行甲板,安装简单的降落拦阻装置用于飞机降落。

第一艘安装全通飞行甲板的航空母舰是由一艘客轮改建的英国的百眼巨人号航空母舰,它的改造1918年9月完成。飞行甲板长168米。甲板下是机库,有多部升降机可将飞机升至甲板上。

1918年7月19日七架飞机从暴怒号航空母舰上起飞,攻击德国停泊在同德恩的飞艇基地,这是第一次从母舰上起飞进行的攻击。

1917年,英国按照航空母舰标准全新设计建造了竞技神号航空母舰(又译作“赫尔姆斯”号),第一次使用了舰桥、桅杆、烟囱等在飞行甲板右舷的岛状上层建筑。

第一艘服役的从一开始就作为航空母舰设计的船只是日本的凤翔号航空母舰,它1922年12月开始服役。从此,全通式飞行甲板、上层建筑岛式结构的航空母舰,成为各国航空母舰的样版。

美国第一艘航空母舰是1922年3月22日正式启用的“兰利”号。兰利号航空母舰并不是一开始就以航空母舰为用途所建造的舰艇,其前身是1913年下水的木星号补给舰,美国海军看上它载运煤炭用的腹舱容量充足,因此将其改装为航空母舰。

第一次到第二次世界大战期间

第一次世界大战结束后,1922年各海军强国签署的《华盛顿海军条约》严格控制了战列舰建造,但条约准许各缔约国利用部分停建的战舰改建航空母舰,例如:美国列克星敦级航空母舰、日本的赤城号航空母舰和加贺号航空母舰。

在航空母舰上装备重型火炮是这一阶段航空母舰发展的特色。但是,当时各国海军中有许多大人墨守旧观念,把重炮巨舰视为海战制胜的主要力量,而航母只是舰队的辅助力量,主要任务是侦察。

1930年代英国建造的皇家方舟号航空母舰采用了全封闭式机库、一体化的岛式上层建筑、强力飞行甲板、液压式弹射器,被誉为“现代航母的原型”。

1936年《华盛顿海军条约》期满失效,海军列强又展开了新一轮军备竞赛。美国的约克城级航空母舰、日本的翔鹤级航空母舰、英国光辉级航空母舰,是这一时期的杰作。

航空母舰在第二次世界大战中首度被广泛的运用。它是一座浮动式的小航空站,携带着战斗机以及轰炸机远离国土,来执行攻击敌人目标的任务。这使得航空母舰可以由空中来攻击陆地以及海上的目标,尤其是那些远远超过一般射程之外的目标。

由航空母舰上起飞飞机的战斗半径一直不断地在改变海军的战斗理论,敌对的舰队现在必须在看不到对方舰船的情况下,互相进行远距离的战斗。这彻底终结了战列舰为海上最强军舰的优势地位。

航空母舰在战争中初建功勋是在1940年11月11日,英国海军的“光辉”号航空母舰出动鱼雷轰炸机攻击了塔兰托港内的意大利海军并且击沉一艘、击伤三艘战列舰。此举使美国等海上强国意识到航母时代的来临。

在第二次世界大战中,航空母舰在太平洋战场上起了决定性作用,从日本海军航空母舰编队偷袭珍珠港,到双方舰队自始至终没有见面的珊瑚海海战,再到运用航空母舰编队进行海上决战的中途岛海战,从此航空母舰取代战列舰成为现代远洋舰队的主干。

美国建造了大批埃塞克斯级航空母舰,组成庞大的航空母舰编队,成为海战的主角。战争期间廉价的小型护航航空母舰被大量建造,投入到反潜护航作战中。

现代航空母舰

第二次世界大战结束后出现的斜角飞行甲板、蒸汽弹射器、助降瞄准镜的设计,提高了舰载重型喷气式飞机的使用效率和安全性。

高性能喷气式飞机得以搭载到现代化的航空母舰上,排水量越来越大,美国福莱斯特级航空母舰是第一艘专为搭载喷气式飞机而建造的航空母舰。美国的1961年11月25日建成服役的企业号航空母舰是世界上第一条用核动力推动的航空母舰,即核动力航母。采用核动力的最大好处是提高续航能力。核动力燃料更换一次可连续航行数十万海里,使航空母舰具备了近乎无限的机动能力,消除了常规动力航空母舰大型烟囱对飞行作业的影响。从此美国海军建造了一系列排水量8万吨的尼米兹级航空母舰。

英国财力衰弱使皇家海军无力拥有大型航空母舰,英国无敌级航空母舰很像第二次世界大战中的小型护航航空母舰,采用滑跳甲板,垂直短距起降飞机。

在1982年英国、阿根廷的福克兰群岛争端中,英国依靠它在远离本土8000英里的地方取得胜利。苏联采用垂直起降飞机的基辅级航空母舰(苏联海军称为“大型反潜巡洋舰”)则装有重型武备。苏联/俄罗斯最终建成的库兹涅佐夫号航空母舰采用滑跳甲板避免了安装复杂的弹射装置。

在波斯湾、阿富汗和太平洋地区美国利用它的航空母舰舰队维持它的利益。在1991年海湾战争和2003年美军占领伊拉克的过程中,美国尽管在中东没有足够的陆上机场,依然能够利用其航空母舰战斗群进行主要攻击。

21世纪初世界上所有航空母舰一共约可以装载1250架飞机,其中美国的载机数超过1000架。英国和法国正在扩大其载机量,法国建造了戴高乐号航空母舰,英国也计划建造伊丽莎白女王号航空母舰。起飞技术

固定翼飞行器从航空母舰起飞的方式可以分三种。

第一种是蒸汽弹射起飞,使用一个平的甲板作为飞机跑道。起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。

目前只有美国具备生产这种蒸气弹射器的成熟技术。蒸汽弹射有两种弹射方式,一种是前轮弹射,由美国海军于1964年试验成功,弹射时由滑块直接拉着飞机前轮起飞。这样不用8~10人来为飞机挂拖索和减拖索了,弹射时间减短,飞机安全性好。

美国现役航母都采用这种方式。第二种是拖索式弹射,顾名思义,就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞,这种弹射方式比较老,各方面都不如前者好,目前只有法国的“克莱蒙梭”级航母使用。

第二种是斜板滑跳起飞。有些航空母舰在其甲板前端有一个“跳台”帮助飞机起飞。飞机在起飞的时候以自己的动力经由跳台的协助跳上空中。

这种起飞方式不需要复杂的弹射装置,但是飞机起飞时的重量以及起飞的效率不如弹射。英国、意大利、印度和俄罗斯的一些航空母舰便采用这种技术。

在两种情况下航空母舰都必须以20节(36公里/小时)以上的速度逆风航行,来帮助飞机起飞。

第三种是垂直起降。垂直起降技术顾名思义就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术。它是从50年代末期开始发展的一项航空技术。英国、美国、俄罗斯的一些航空母舰采用这种技术。

除此以外,电磁弹射器是正在研究中的下一代飞机弹射装置,与传统的蒸汽式弹射器相比,电磁弹射具有容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处。起降过程

在航空母舰上降落,尤其是在夜间或在天气不好的情况下,是最困难的飞行技巧了。以美国航空母舰为例,降落过程是这样的:

首先回归的飞机要进入环绕母舰的环型航线以降低飞行高度和速度,有些时候可能还需要脱离等待中的降落航线去进行空中加油。

在降落时飞机的速度要降低到几乎失速的地步。飞行员将放下起落架、襟翼与空气减速板,将捕捉钩伸出,维持一定的速度和下滑速率。航舰上的降落官指挥飞机降落,他不断地告诉飞行员,他离最佳情况的偏差是多少;航空母舰上的灯光提示飞行员,下降时的角度是否正确。

在航空母舰的飞行甲板后部有四条拦截索(尼米兹级航母第九艘CVN76“罗纳德里根”号只有三根)。降落的飞行员必须让捕捉钩挂上其中一条。在最佳情况下他应该挂上第三条,假如他挂上前两条,那么他的下降角度太平,假如他挂上最后一条,那么他的下降角度太陡。

在着陆时飞行员必须将飞机完全压低,这样他可以保证钩住一条拦截索。同时他必须将发动机开到最大,这样假如他没有挂上拦截索的话他可以在最短的时间之内加速离开甲板,重新回到降落航线。

拦截索是由液压制动的,它可以在两秒钟和50米内使飞机停下来。飞行员会依照甲板上的地勤人员的指示将发动机的推力降低到慢车并且离开降落区。

在紧急情况下,比如飞机的挂钩损坏了,飞机无法使用拦截索停下来,在甲板上可以拉起拦截网来协助飞机迫降。又或者飞机会再次拉起,重新降落。起飞就简单多了:

飞机的前轮被挂在起飞装置中,操作起飞装置的官员必须知道飞机的型号和载重来调节起飞装置。

为了保护甲板上的人员和器械,在飞机后面要装上屏蔽飞机喷气流的壁板。

飞行员在得到起飞许可后加足马力,同时用刹车防止飞机运动。

在他得到起飞信号的同时他要放开刹车,同时起飞装置起动,将飞机弹出跑道。这个过程一共持续1.5秒钟。

航空母舰飞行甲板上的地勤人员以美国海军为例,通常按照司职分为七类,其中每个人都被指定着有色运动衫(或显眼的外套)。

被指派负责某类单独作业的人员佩戴不同颜色的头盔、或穿着特殊记号或者在运动衫及外套上有指定标记的衣服加以区分。下面让我们来看看甲板地勤人员的服饰特征及他们的职责:

外套/头盔标记(前面/后面)职责;黄/黄职位头衔和人员编号,飞行器管理军官和飞机主管;

绿/职位头衔,飞机弹射器和阻止传动机构军官;绿/黄/绿/职位头衔,飞机弹射器安全观察员;绿/舰队编号,负责维修的下级军官;绿/绿/“A”,阻止传动机构人员和着舰拦阻钩人员;绿/“C”/“GSE”,地面支援设备故障检修员;绿/“P”摄影师;绿/黑条纹舰队编号,维护人员;绿/舰队编号,负责航线的副官;绿/黑白棋盘图案舰队编号,舰队飞机检验员、弹射器终级检验员;

白“E”升降梯操作人员;白红十字医务人员;

棕/舰队编号附“QA”负责质量保证的下级军官;棕/红“H”直升机平台军官;棕/舰队编号飞机军官;

外套/头盔/标记(前面/后面)职责;蓝/蓝/人编号,机装卸/垫楔人员;蓝“Tractor”牵引车驾驶员;

外套/头盔标记(前面/后面)职责紫/紫“F”航空燃料供给人员。武器

除少量自卫武器外,航空母舰的武器就是它所运载的各种军用飞机。航空母舰的战斗逻辑是用飞机直接把敌人消灭在距离航母数百公里之外的领域,没有一种舰载雷达的扫描范围能超过预警机,没有一种舰载反舰导弹的射程能超过飞机的航程,没有任何一种舰载反潜设备的反潜能力能超过反潜飞机或直升机,飞机就是最好的进攻和防御武器。

整个航空母舰战斗群可以在航母的整体控制指挥下,对数百公里外的敌对目标实施搜索,追踪,锁定,攻击,可以说是拒敌于千里之外!所以无需再安装其它进攻性武器。

但是苏联的航母同时装备有远程舰对舰导弹,从这一点来说苏联的航母是航母与巡洋舰的混合体。战斗群基本建制

虽然航舰能投射大量的空中武力,但是舰艇本身的防御能力薄弱、所以需要其它舰艇,包括水面与水下舰艇提供保护。航舰战斗群的分工可以看成航舰执行任务,而其它舰艇保护航舰。

航舰战斗群各有不同,不过现在一个美军单航母战斗群基本上由以下舰艇组成:

一艘航母尼米兹或者企业。

一艘巡洋舰提康德罗加级。

两艘驱逐舰伯克级。

两艘护卫舰佩里级。

一艘快速战斗支援舰。

一~两艘弗吉尼亚或洛杉矶或海狼。

现在一个美军航舰战斗群的攻击与防卫能力很复杂。大致说来是用航空母舰载运的战斗机,攻击机,预警机,反潜飞机或直升机来攻击、防卫或搜索距离航母数百公里之外的敌人。

其它的作战舰艇则以保护航空母舰的操作安全为第一优先,其次是支持航舰的攻击任务,并且担任人员的搜救工作。

航舰战斗群的角色则包含:

保护海上运输航道的使用与安全;

保护两栖部队的运输与任务执行;

协同陆基飞机共同形成与维持特定地区的空优;以武力展示的手段满足国家利益需求;

进行大规模海空正面对战。各国航母概述

21世纪初,世界上一共有11个国家拥有航空母舰:阿根廷、法国、意大利、俄罗斯、西班牙、巴西、印度、泰国、英国和美国以及韩国。世界各国海军一共有数十艘在使用。美国拥有世界上最多的和最大的航空母舰,其它国家的航空母舰比美国的都小得多。

美国:共拥有小鹰级航空母舰、尼米兹级航空母舰和企业号航空母舰在内的13艘大型航母。

英国:无敌级航空母舰是英国皇家海军也是世界上最先采用滑橇式飞行甲板的轻型航空母舰。

法国:戴高乐号航空母舰。

俄罗斯:库兹涅佐夫号航空母舰。

意大利:加里波第号航空母舰,加富尔伯爵号航空母舰(又名“卡武尔”、“凯沃尔”号)。

西班牙:阿斯图里亚斯亲王号航空母舰。

印度:维拉特号航空母舰原为英国皇家海军的“竞技神”号。1986年4月从英国购买进此舰。

泰国:加克里·纳吕贝特号航空母舰。

巴西:圣保罗号航空母舰。

世界最小的航空母舰

意大利海军的“凯沃尔”号航母于2001年动工兴建。经过3年多时间的精心打造后下水,经过一段时间的舾装和试航,于2007年交付,2008年正式加入意海军现役“凯沃尔”号航母长为244米,比美国“尼米兹”级核动力航空母舰的长度(330余米)短近百米;宽39米,也小于“尼米兹”级76米宽的甲板;它的满载排水量只有2.7万吨,不仅比不上美国约10万吨左右的大型航空母舰,而且小于法国“戴高乐”号航空母舰(排水量近4万吨)的排水量。

但是,“凯沃尔”号航空母舰有着很好的性能。“凯沃尔”号航空母舰能担负多种对地、对空作战任务。可起飞与降落12架直升机和8架“鹞”式短距/垂直起降战机,甚至可搭载和起降美国洛-马公司生产的JSF“联合攻击战斗机”。“凯沃尔”号航空母舰可实施两栖作战任务,这是其长项。航母的机库能够容纳100辆轻型车辆或者24辆主战坦克,并通过两个60吨的跳板进行车辆和坦克的装卸,一个跳板位于右舷靠近船艏的部分,另一个跳板设在舰艉,有着非同一般的两栖作战能力。“凯沃尔”号能担当旗舰和海上编队的指挥控制中心,称得上是意海军扬威地中海的新“骠骑”。舰上装有作为旗舰所需的各种设备,拥有一个1000平方米的指控中心,能有效地协调空战和指挥两栖作战。“凯沃尔”号航母服役后,能够提高意海军的信息作战和远洋作战能力。“凯沃尔”号航空母舰自持力为18天;最大航速可达28节,可持续航行约7000海里,只需耗费所携燃料的一半便可从意港口驶抵波斯湾海域,足以保障其海上运输通道畅通和维护海洋权益的需要。而且该舰也比载员只有830名的“加里波第”号航母的载员多了近1/3,全舰共可搭载各类人员1200多名。

舰艏装有滑橇式飞行甲板,可供垂直/短距起降飞机短距快速起飞的需要,从而能使其作战能力迅速提高,能有效地执行中近海作战任务,同时也具有一定的远海作战能力。在建造新航母的过程中,“凯沃尔”号航母还采用了其他大量最新的技术成果,意大利民用工业也在航母的建造过程中提高了研发能力。

世界最短命的航母

信浓号由横滨海军船厂建造,1940年5月4日开工,1940年12月暂停,1942年建成50%时暂停,改为航母。原为大和级战列舰的第三艘,新设计中它将充当快速航母舰队的支援和维修平台,所以除携带自身的中型航空联队外,还可装载多余的飞机和设备用来对海上的航母进行补充。

信浓号是1960年美国小鹰级航空母舰服役前世界上最大的航母。原设计战列舰的主舰体不改,在主甲板上安装一层机库、装甲飞行甲板及岛式上层建筑。

1944年10月8日下水时,信浓号的标准排水量为64800吨,水线长256米,飞行甲板长266米,宽40米。以18节航速续航力为10000海里。主炮和副炮被取消或修改,设计载机只40-50架,1944年11月19日完工。

信浓号也是二战最短命的航空母舰。1944年11月29日,信浓号在濑户内海进行试车时被美军射水鱼号潜艇击中四枚鱼雷。本来四枚鱼雷对大和级战舰不构成太大威胁,同级的武藏号在莱特湾海战被击中二十余条鱼雷后才沉没。舰长阿部俊雄连航速也没有减继续行驶。但信浓号上的损管人员远没有武藏号上的有经验,中鱼雷后因为处置不当无法制止进水,有些船舱连密封门也没有安装,11月29日上午十时十八分,信浓号急剧倾斜,半小时后沉没。这艘当时最大的航空母舰没有发过一炮,也没有起飞过一架飞机。

信浓号航母标准排水量59900吨,满载排水量73040吨;动力112531千瓦;航速最大28节;

火炮:主火炮127毫米16座、副炮119毫米12座、高炮25毫米145座,13毫米22座;标准舰载机47架,最大可载机120架;舰员2400人。

航母重又成为“时尚”

航空母舰在第二次世界大战之前一直处于试验阶段,直到日本海军首先使用航母舰载机对英国、荷兰驻东南亚和美国驻西太平洋的海军部队进行了灾难性的打击后,航母才走入战争舞台的追光灯下。

到1942年,航空母舰以其强大的火力、灵活的机动性和无与伦比的攻击速度,已经取代战列舰成为一支现代舰队的核心部分。

二战期间,航空母舰在遂行攻击海上或近岸目标任务时已变得不可或缺,其中有两场大海战(珊瑚海海战和中途岛海战)完全是彼此的航母舰载机在交战,双方舰队都未进入对方舰炮的射程之内。在与日军的逐岛争夺战中,美国海军的“艾塞克斯”级航母每每都充当了打头阵的角色。

1960年,随着美国海军核动力航空母舰“企业”号的下水,航母设计制造的新时代开始了。核动力航母由于具有长途航行而无需补充燃料的优点,备受各海军大国的青睐。

1972年下水的美国海军“尼米兹”号核动力航空母舰,是迄今为止仍在服役的最大的水面舰艇。

冷战期间,面对导弹核武器的迅猛发展,目标过于明显的航母是否具有存在的必要性,一度颇为世人所怀疑。如今,冷战期间两个超级大国对峙的局面不复存在了,国际事务的矛盾与冲突更加具有多元化的特征,航母又不可否认地成为了一种“时尚”,即在海湾战争以来历次有军事大国卷入的武装冲突,特别是所谓的“维持和平”、“恢复和平”行动中,都少不了航母这一“浮动的空军基地”的身影。

航母之所以重新成为“时尚”,一方面是因为西方大国越来越多地依靠游弋在公海的航母战斗群,来对“危机事件”作出迅速反应,航母继续扮演着“炮舰政策”图腾的角色。未来10年间,美国海军将依然保留12艘航母,以便随时开赴世界各地“处理危机事件”。“福熙”号航母所参加过的多种类型的行动,其中不乏1991年海湾战争以及1999年科索沃战争那样的例子。

另一方面,21世纪是海洋世纪的观念已经深入人心,海洋意识的增强使得世界上几乎所有的濒海国家,不仅仅是英国、法国、西班牙这样的发达国家,包括印度、巴西、泰国、韩国以及马来西亚这样的发展中国家,都在加强自身的海空实力,捍卫自己的海洋权益,保卫自己的海洋资源。而航母战斗群作为海空力量的完美结合,自然成为海洋世纪的首选装备。

航母作战通信指挥系统

航空母舰是海上的浮动机场,它主要使用飞机执行海上作战任务,是海军重要的作战力量,承担保卫国家领土主权和海洋权益、保护海上交通航线、防御敌人进攻等职责,具有强大的威慑作用。

一艘航空母舰可能与十多艘作战舰艇和辅助舰艇以及它所搭载的作战飞机、警戒飞机等一起联合组成战斗群体,而且在战斗中还有可能与陆军、空军等友军协同作战,成为多军种协同作战的司令部。

航母的活动远离海岸,要与岸上指挥部、空中飞机及其它舰船联络,需要实时、保密、准确地传送重要的战略和战术信息。舰上通信设备种类繁多,覆盖区域大、信息流通量大。系统含有线、无线等多种通信方式和多种信息综合。不同通信系统之间要求互通、互连,因而航母上的通信系统是非常复杂的系统。

一般来说,为完成与总部和各军兵种的联络,为与陆基航空兵协同作战,航母需要与海岸上进行远距离通信。在海上为完成对舰队有关兵力的指挥及协同,需要与各种舰艇进行视距、超视距通信。

航母的主要作战力量是舰载飞机,需要与起飞后的舰载飞机进行通信。航母上各战位、各部门还需要内部通信和甲板上为飞机起飞、着舰服务的甲板通信和飞机库通信,如果航母的活动不止一个舰队编队,还要考虑各舰队间的通信。

20世纪90年代航母上的通信系统在自动化方面和技术方面已十分先进,已运用了当今世界上最先进的通信技术。美国海军近年提出的未来全球综合通信结构,即“哥白尼”结构,具有综合舰上各种电子系统的能力,具有非常宽的带宽,支持同步的和异步的数据传输,支持多媒体通信,支持电视电话会议。

卫星通信的频段已由特高频UHF扩展到超高频SHF和极高频EHF。保密的抗干扰数据话音无线通信系统和导航、识别一起综合成供三军使用的联合战术信息分配系统JTIDS。

为了在航空母舰上应用宽带综合业务数字网,需要研究异步传输方式ATM技术。

舰内通信系统已运用了光纤综合内部通信和控制结构。“哥白尼”现代化计划中的关键系统,即通信支援系统是灵活的多媒体共享结构。这些先进技术的应用,使航母通信高度自动化,安全、可靠、顽存、联络畅通,具有足够的标准接口和网络管理能力,通用性、互操作性强并且资源可以共享。航母通信介绍

航空母舰通常以战斗群体进行活动,航母在战斗群中一般均担任指挥舰。

航母通信由外部通信和内部通信组成。

内部通信

内部通信实现舰内各部门间的对讲、会议、通播及广播、告警等话音通信和信号传递,确保对舰载机的安全起飞、返航的指挥控制通信,保证舰长舰桥指挥所、航母指挥控制系统、主飞行控制台、返航信号指挥室工作台等之间的信息交换与通信,并完成视频信息传输及战术数据的传输。

当前对航母上的内部通信系统有更高的要求,它应具有高级指挥功能,应能综合该舰上的各种工作,使其成为一个统一的战斗实体,内部通信系统应是许多子网组成的网络。

有航空网、作战系统网、岸网、补给网、行政网、领航/舰船控制网、航行调度网、情报网、旗舰网、通信支援网、损伤控制支援网、作战系统支援网等等。

外部通信

外部通信包括各海上部队使用的近距离通信(它适合战术要求,通信距离在400或500千米以内)以及岸上节点与战斗群之间的远距离通信(它支持战术或战略通信,根据作战类型,距离从740到11000千米)。下面简要介绍航母外部通信的信网络和线路。

战术部队指挥网为战斗群指挥部门之间进行信息交换服务,使用HF和UHF频段。

战术部队电传电报网用于特混舰队内各舰船之间一般通信联络及作战信息和行政管理信息的交换,并可把报文传送给舰对岸中继船,此网使用HF或UHF频段。

战术部队广播网受战术指挥官控制的网络,在其指挥下向舰艇发送作战及行政管理信息,此网用HF或UHF频段。

战术部队专用情报线路用于传送专用情报及作战和协调信息,它使用HF或UHF频段。

反潜战空中协调线路用于舰对空及空对空交换反潜战信息,使用HF或UHF频段。

空中协调线路航母在反空作战中,使用空中协调线路分发控制飞机的信息,这是HF线路,传送的信息包括:安排及解除空中战斗巡逻,空中管制任务,截击指令,截击任务进展,空中战斗巡逻位置报告,空中战斗巡逻导弹的协调,飞行甲板情况及空中飞机状态的报告,空中搜索及救援的协调和指挥,返航飞机或降落飞机的协调,干扰及电子支援措施等。

反空作战武器协调线路用于战斗群编队防御中炮火、导弹和战斗机截击的协调,它也可用于向小型舰艇传送简单的空情状况,这条线路使用HF或UHF频段。

空中引导控制网专门用于航母上引导飞机,使用UHF频段。着舰/起飞控制网专门用于航母及载有直升机的舰艇控制飞机的起飞及降落,使用UHF网。

空中预警控制线路用于舰艇与空中预警飞机之间的控制与报告。空中攻击控制网用于控制攻击机,使用UHF或HF频段。

战斗机空中引导线路用于战斗群控制截击时的飞机,使用UHF频段。

战术空中交通管制线路用于全面控制所有飞机进入及离开作战区域,使用UHF。

战术空中指挥线路指挥舰载航空兵大队,并为近距离空中支援和反空作战提供飞机控制。

航母还使用下列数据链路来传送传感器系统、指挥和控制系统及武器系统的数据。

Link11用于交换战术数据,使用HF频段。

Link16支持战斗群各分队之间的综合通信、导航和敌我识别,UHF频段。

Link4A用于把战术飞机和支援飞机与飞机控制部门互连在一起,使用UHF频段。

通用宽频带数据链是一条图象数据通信数据链,提供航空母舰和装备有其它数据链的飞机之间的自动化通信,使用频率在SHF频段。

轻型机载多功能系统数据链用于轻型机载多用途系统直升机与其母舰之间的数据交换。

航母上的远程通信主要完成以下任务:情报数据的传输,传感器数据的通报及分发,部队指挥、作战及武器系统控制、行政管理及后勤支援和紧急战情时战场指挥官交换战情信息

远程通信主要使用卫星线路,特别是UHF频段的FLT⁃SATCOM舰队卫星线路,航母使用该卫星的通信系统有舰队卫星广播系统、战术指挥官信息交换子系统、战术情报信息交换子系统,公共用户数据信息交换子系统,潜艇卫星信息交换子系统,战术数据信息交换子系统和舰队卫星通信保密话等。另外还有舰对岸备用HF线路,仅在紧急情况下才使用该线路传送信息。航母通信新技术发展

卫星通信技术新进展

UHF舰队卫星在航母通信中起着重要的作用,但目前它已经过时。美国新开发的UHF接续卫星UHF/FO系统是用来替代现在运行的系统和LEASAT卫星系统的,计划发射9颗UHF/FO卫星组成9单元星座。从第4颗开始(于1994年11月发射)装备极高频(EHF)通信设备,EHF比UHF信号具有更强的抗干扰和防截获能力。EHF综合电路是以极高速的计算机芯片技术为基础的。

军事战略/战术与中继MILSTAR卫星通信系统从80年代末开始开发,该系统抗干扰性、顽存性极强,在核战争中能有效工作,造价50多亿美元。其上行线路频率是44GHz,下行为20GHz,通过大约50多条信道向地面、空中和海上用户以通播的方式发送信息。

因为该卫星工作在EHF频段,频带宽,可以在2GHz的频段上使用扩展频谱和跳频。MILSTAR卫星还有4条UHF信道能与现有的UHF用户兼容。

美国海军还探索使用商用卫星,利用商用卫星把舰船上、岸上的通信系统和舰内通信系统连接起来。现在海军的海上通信频带带宽较窄,不能满足新的通信功能的要求,利用商用卫星能够把带宽增加到近似15兆比特/秒,可以发送和接收全活动电视,实时地压缩数据和图象,并可把图象传输时间从9小时减少到几秒。“华盛顿”号航空母舰上装有光纤局域网,海军首脑中心使用商用卫星曾与在大海上的该航空母舰之间,成功地进行了两路全活动电视电话会议。

联合战术信息分配系统

联合战术信息分配系统具有通信、导航、识别的综合功能,可供陆、海、空三军使用,在1991年的海湾战争中,美海军和空军首次全面使用了JTIDS,部署在海湾地区的航空母舰等大多数舰艇和飞机上都装备了JTIDS,其工作频段为960~1215MHz,传输距离可达500海里。该系统应用了许多高新技术,由于系统采用时分多址、直接序列扩频、跳频、同步密钥、级联纠错、相关检测等技术,实现了突发性频率和传输信息离散化、随机化,使发射电波密度大为降低,信号具有近似随机噪声的特点,因而提高了系统的保密性和抗干扰性,同时具有用户多、容量大、可靠性好、顽存性强及使用灵活等优点。

全球综合通信“哥白尼”结构

美国海军在1990年提出开发的全球性综合通信“哥白尼”结构的通信系统,已经开始装备在某些航母上。其中主要的两个结构:通信支援系统,装备在“小鹰”号航母上;光纤综合内部通信和控制系统,装备在“华盛顿”号核动力航母上。

通信支援系统是一个灵活的、多媒体的资源和电路共享结构,现役的美国海军通信由专用的单媒体点对点和网络电路组成,它还存在很多缺点。新的通信系统将增加多媒体电路交换和网络管理,具有重新配置和资源共享的特点。

可以通过不同的无线电频率通信,包括UHF/HF视距通信和SHF/UHF卫星通信以及EHF卫星通信等,并可能覆盖全频谱。它是分布式的网络管理结构,系统设计将综合海军战术通信进入保密宽域网。通过CSS所交换的信息包括:话音、影视、传真、实时情报、图像、文件转换和报文,系统的网络管理范围包括作战群体中的所有船和岸上的各个节点,网络运行和老系统相兼容。

海军光纤综合内部通信和控制系统光缆所具有的特殊优点使之非常适用于舰船这样的海上浮动作战环境,是海军有线通信的发展方向,将应用在海军模块化自动通信系统,海军战术指挥系统及综合舰桥系统中。目标是调整所有有关舰船的舰内通信计划,最终达到提供有凝聚力的舰船内通系统。

这个计划分三步走,第一步先把以前的几个系统网络综合起来,开发成适用于全部舰船的单一的内部通信和控制系统。

第二步利用工业电路交换和海军顽存性自适应光纤嵌入式网Ⅱ网络标准,进一步完善综合业务数字网,为远期结构的转变打下基础。

第三步远期的内部通信和控制结构将要利用宽带综合业务数字网技术实现综合光纤网。

为了支持未来复杂的作战环境,远期的内部通信和控制结构需要实时、顽存、可靠和坚固的工作,满足保密和各种潜在的要求。

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