李傳禎
【編者按:2017年7月22日,美國最新型航空母艦“杰拉德·福特”號在維吉尼亞州正式服役。美國總統(tǒng)特朗普親自主持服役典禮,稱贊新一代航母向世界發(fā)出一條“10萬噸的信息,一旦這艘軍艦出現(xiàn)在海平線上,我們的盟友就會感到放心,所有人都知道美國來了,強大的美國來了。”
“福特”號使用電磁彈射、先進攔阻索、電驅(qū)動引擎等諸多高新技術(shù),被普遍認為是美國海軍獨占鰲頭、威鎮(zhèn)四海的新銳神器。然而,美國專家丹·格拉澤卻在政府監(jiān)督項目網(wǎng)站pogo.org撰文,猛烈抨擊“福特”號建造中的一系列“爛尾”缺陷,抱怨美國軍方過于迷信未經(jīng)檢驗的、不成熟的新技術(shù),在航母建造過程中對軍火商一再遷就,使“福特”號淪為吞噬軍費、影響艦隊擴編的“錢坑”,更有可能嚴重動搖美國海軍的實戰(zhàn)威懾能力。本刊編譯此文,僅供讀者參考?!?p>
2017年3月時,唐納德·特朗普總統(tǒng)以美國海軍的新一代航空母艦“杰拉爾德·福特”號為背景,表達了他增加國防預(yù)算、“重建美國強大軍力”的承諾和夙愿。然而不幸的是,總統(tǒng)先生那一刻并不知道,美國海軍和軍火商已經(jīng)把“福特”號搞得不能再糟糕——他們把納稅人數(shù)十億美元投入到未經(jīng)驗證的新技術(shù)上。高投入贏得的不是高回報,而是一場糟糕的噩夢。
“福特”號原計劃2014年交付使用、總預(yù)算105億美元,但海軍在新航母上采用了太多高風險的新技術(shù),多項技術(shù)風險在艦船全系統(tǒng)建造過程中疊加嬗變,造成了十幾項技術(shù)難題。因此,該航母交付時間延遲了三年多時間,建造成本也躍升到129億美元,比原始預(yù)算高出25%。如果光漲價還算不上大問題,更糟糕的是,延誤再三、嚴重超支后造出來的新航母仍然先天不足,連必不可少的艦艇測試也做了減法。其新型彈射器、先進攔阻系統(tǒng)、升降平臺和雷達都很不靠譜,天知道這些關(guān)鍵設(shè)備哪天會突然掉鏈子,這將對新航母的實戰(zhàn)能力構(gòu)成嚴重影響。
電磁彈射器:沒有經(jīng)驗的軍火商害死人
在“福特”號之前,美國海軍航空母艦一直使用的是蒸汽彈射器。這種傳統(tǒng)彈射器以核反應(yīng)堆主鍋爐產(chǎn)生的蒸汽為動力源,平均每分鐘產(chǎn)生4050磅(1837千克)的高壓蒸汽,通過管道把蒸汽壓力從鍋爐房傳輸?shù)脚烎嫉膹椛淦魑恢茫羝麎毫υ侔鸦瑝K推到航母甲板彈射軌道的初始位置,保持蓄勢待發(fā)的狀態(tài)。準備彈射艦載機時,先要將艦載機起落架置于彈射滑塊(也譯為“彈射梭”)前,航母艦員打開蒸汽閥門,釋放積蓄的蒸汽壓力,推動彈射滑塊在瞬間產(chǎn)生巨大應(yīng)力,帶動艦載機沿著彈射軌道快速滑行,達到足以讓艦載機升空的速度,完成彈射起飛。
半個多世紀以來,蒸汽彈射器經(jīng)過多次升級換代,已經(jīng)發(fā)展為一種非常成熟的航母關(guān)鍵性支撐設(shè)備,能夠為美國海軍航空兵提供良好的艦上彈射起飛服務(wù)。正因如此,美軍現(xiàn)役航母均有4套蒸汽彈射器,每套彈射器都可以獨立運行。當一套蒸汽彈射器失靈后,機組人員可以及時進行維修,不會影響相鄰的彈射器的彈射操作。當然,蒸汽彈射器的不足也歷來為人詬病,它需要較多的操作人員和密集的維護周期。
“福特”號的新型“數(shù)字化”彈射器,其理論設(shè)計“看上去很美”。這種采用電力驅(qū)動的EMALS電磁彈射器,號稱比蒸汽彈射器重量更輕、質(zhì)量更可靠、運行成本更低,通過儲存大量電力,在3秒鐘內(nèi)釋放120兆焦的能量,以強大電磁力驅(qū)動彈射滑塊產(chǎn)生強大推力,推動戰(zhàn)機在航母甲板上彈射起飛。無論是小型無人機還是重型有人駕駛戰(zhàn)機,都可以在電磁彈射器上彈射起飛。按照美國海軍先前的觀點,電磁彈射器的操作人員遠遠少于傳統(tǒng)的蒸汽彈射器,維護起來也更加便捷。
新型電磁彈射器的研發(fā)制造與新航母的設(shè)計建造同步啟動。這種從研發(fā)、制造、安裝、維護一條龍式的捆綁訂單,對軍火商而言簡直是最大的利好福音。2004年4月2日,位于圣地亞哥的通用原子公司贏得了“福特”號航母電磁彈射器系統(tǒng)的研發(fā)合同,報價1.45億美元。而為新航母建造、安裝4條電磁彈射器的費用,還要單獨另算。2017年1月,美國海軍與通用原子公司簽署合同,為第3艘“福特”級航母制造安裝電磁彈射器,標價5.32億美元。由此推斷,“福特”號航母的相關(guān)費用不會低于這一數(shù)字。
不幸的是,新型電磁彈射器是一項很不成熟的技術(shù)。在數(shù)以億計的巨大投入之后,通用原子公司無法兌現(xiàn)最初的技術(shù)承諾。電磁彈射器全系統(tǒng)測試中,先后發(fā)現(xiàn)了一系列嚴重問題。首先,海軍嚴重低估了電磁彈射器系統(tǒng)運行所需的工作量和人員操作數(shù)量,不得不重新設(shè)計一些戰(zhàn)位,以容納更多的操作人員,不需要多人操作的設(shè)計已經(jīng)被啪啪打臉。其次,新型電磁彈射器的彈射推力號稱數(shù)字化可控,實際運行中不能做到精確控制。測試表明,過大的推力連F/A-18這樣的美國海軍主力戰(zhàn)機都承受不住,這可能會影響艦載機的使用壽命。再次,可靠性未能達標。迄今為止,新型電磁彈射系統(tǒng)每400次彈射就要失敗一次,這個看似合理的故障記錄,遠遠高于合同規(guī)范中要求的1/4166的故障率。
新型電磁彈射器更致命的缺陷是,無法像傳統(tǒng)蒸汽彈射器那樣分別維修?!案L亍碧栍?套電磁彈射器,即使1套發(fā)生故障,理論上不影響其他3套的運行。但現(xiàn)實操作中,美國海軍發(fā)現(xiàn),由于通用原子公司沒有為4套彈射器設(shè)計建造獨立電源,4套彈射器的電流驅(qū)動系統(tǒng)無法像傳統(tǒng)蒸汽管道那樣隔離運行。一旦1套電磁彈射器發(fā)生故障,其電磁能量將積聚到其他3套彈射器。所有彈射器仍將共用一個電源,根本做不到只讓1套彈射器獨立維修、其他3套繼續(xù)彈射。出故障的電磁彈射器必須等到所有彈射飛行任務(wù)完成后,把所有彈射器全部斷電后才能進行維修。
這意味著從技術(shù)上講,電磁彈射器的戰(zhàn)場緊急維修將是一項不可能完成的任務(wù)。當多套彈射器發(fā)生故障后,彈射飛行任務(wù)將不得不全部停止,“福特”號可能在關(guān)鍵時刻連1架飛機都彈射不了。而按照美國海軍的要求,任何重大沖突爆發(fā)時,美軍航母至少要保證4天的高強度戰(zhàn)斗飛行時間。對照這一作戰(zhàn)標準,美國艦艇測試評估監(jiān)督辦公室指出,“福特”號以無故障狀態(tài)完成4天的高強度彈射飛行任務(wù)的可能性,目前僅有可憐的7%。
五角大樓的成本評估和項目評估辦公室公布的最近數(shù)據(jù)顯示,美國海軍在新型電磁彈射器的研發(fā)投入已經(jīng)高達9.589億美元,遠遠超過了1.45億的原始競標價格。而要糾正目前的技術(shù)缺陷,可能需要更多的資金。這一切的一切,或許要追溯到通用原子公司的競標資質(zhì),他們只有核聚變電磁反應(yīng)技術(shù),以前從來沒有建造航母彈射器的經(jīng)驗。
新型電磁彈射器的預(yù)算超支,連特朗普總統(tǒng)都驚動了。他在接收《時代周刊》采訪時表示,已經(jīng)要求美國海軍在“福特”號航母上放棄“數(shù)字化”電磁彈射器,重啟已服役幾十年的成熟蒸汽彈射器。毫無疑問,總統(tǒng)先生批評電磁彈射器的缺陷是對的,但完全放棄新型彈射器、另起爐灶的決定,從技術(shù)和成本上來講完全不可取。首先,海軍計劃將“福特”號航母建造成一艘電驅(qū)動艦船,其核反應(yīng)堆根本沒有設(shè)計安裝蒸汽動力系統(tǒng),艦上也沒有安裝蒸汽管道,在重新設(shè)計安裝相關(guān)系統(tǒng)之前,恢復(fù)蒸汽彈射器是根本不可能的。其次,重建4條蒸汽彈射器還得重建航母甲板支撐結(jié)構(gòu),不僅需要驚人的成本,還可能要再拖延2到3年以上的工期,這是美國五角大樓和海軍都不能承受的??傊?,新型電磁彈射器這個大坑,美國海軍“含著眼淚也要跳下去”。
AAG先進攔阻系統(tǒng):低故障率“臣妾做不到”
彈射戰(zhàn)機起飛只是航空母艦操作的一部分,解決噴氣式戰(zhàn)機著艦也是一個非常大的挑戰(zhàn)性難題。艦載機不可能像陸基戰(zhàn)斗機那樣先著陸、然后慢慢在常規(guī)跑道上減速再停下來,而是必須在高度控制的狀態(tài)下對準航母下降滑行,依靠航空母艦的攔阻索來掛住艦載機的尾鉤,使飛機在有限長度的甲板上停下來。
一個多世紀以來,世界各國海軍一直都在使用著陸攔阻系統(tǒng)來解決艦載機著艦問題。美國海軍的攔阻系統(tǒng)最早要追溯到1911年,當時海軍在“賓夕法尼亞”號航母上安裝了第一套攔阻系統(tǒng),主要由沙袋和電纜組成。經(jīng)過100多年的摸索,成就了美國海軍現(xiàn)役“尼米茲”級航母Mk7型攔阻系統(tǒng),于1961年開發(fā)啟用。
從運行原理看,Mk7型攔阻系統(tǒng)可以稱之為液壓齒輪制動系統(tǒng):設(shè)在艦體內(nèi)部的攔阻機是一個充滿液壓油的汽缸,汽缸內(nèi)有上下活動的柱塞,連接著甲板上的4道攔阻索,整個系統(tǒng)相當于一個超大號的汽車減震器。當艦載機尾鉤勾住甲板上的任何一根攔阻索時,飛機向前的沖跑力通過滑輪鋼索傳遞到阻攔機中連接主油缸柱塞上的動滑輪組鋼索上,動滑輪組便向阻攔機中固定滑輪組的方向運動,同時柱塞推動油缸中乙烯基乙二醇油液通過定長沖跑控制閥流向蓄能器。定長沖跑控制閥是一個流量可調(diào)整的節(jié)流閥,液體通過該閥時會產(chǎn)生壓力損失,對液壓油缸中的流動液體產(chǎn)生阻尼,對飛機產(chǎn)生阻攔力。在動滑輪組運動的過程中,與其相連的滑輪通過鋼索系統(tǒng)使得定長沖跑控制閥的凸輪旋轉(zhuǎn),控制閥杠桿系統(tǒng)的支點位置發(fā)生改變??刂崎y的開度會越來越小,在沖跑的末端,開口完全封閉,柱塞和其相連的運動滑輪組停止下來,進而控制飛機前沖,使飛機在航母甲板上停下來。
50多年來,Mk7液壓齒輪制動攔阻系統(tǒng)經(jīng)過了多次改進,已經(jīng)發(fā)展成為一套比較成熟的航母子系統(tǒng)。但同美軍新航母的高科技水平先比,Mk7的科技含量和格調(diào)顯得檔次不夠高。海軍有意選擇啟用全新的、未經(jīng)驗證的電驅(qū)動先進攔阻裝置來取代成熟的液壓裝置,即使這意味“福特”號航母項目將付出更多的資金。
2005年,美國海軍宣布通用原子公司獲得AAG先進攔阻系統(tǒng)研發(fā)訂單,初始預(yù)算為1.72億美元。與電磁彈射器一樣,通用原子公司以前并沒有建造航母攔阻系統(tǒng)的任何經(jīng)驗。直接后果是項目成本坐上過山車一般節(jié)節(jié)攀升,2009年調(diào)整為3.64億美元。截止目前,這一數(shù)字已經(jīng)飆升為13億美元,成本上漲比例達到驚人的656%!
AAG先進攔阻系統(tǒng)的運行原理主要基于“吸能裝置水旋轉(zhuǎn)體”,主要由阻攔機和軟件控制系統(tǒng)組成。阻攔機是用來吸收艦載機著艦瞬間產(chǎn)生的沖擊的,它的構(gòu)成很簡潔,包括水力渦輪、帶有一定慣量的錐形鼓輪、機械制動裝置、感應(yīng)電機以及一根連接以上構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸;當尾鉤與阻攔索接觸時,滑輪索從錐形鼓輪中牽出,使旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,旋轉(zhuǎn)軸連接的水力渦輪吸收了70%的艦載機動能;電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過傳感器控制感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速,從而控制作用在旋轉(zhuǎn)軸上的扭矩,使錐狀鼓輪上的纜索以充分恒定的張力釋放,阻攔機的摩擦制動器作為備用的吸能部件,在感應(yīng)電機或水力渦輪失效時使用,確保整個阻攔系統(tǒng)的可靠性。最終實現(xiàn)艦載機的安全降落。
然而,同電磁彈射器一樣,海軍決定在“福特”號上啟用未經(jīng)驗證的電磁攔阻系統(tǒng)技術(shù),這一挑戰(zhàn)的風險性后來遠遠超過了海軍的最初預(yù)期。看上去“高端大氣上檔次”的AAG先進攔阻系統(tǒng),在研發(fā)過程就磕磕絆絆。在2012年開發(fā)試驗中,測試人員發(fā)現(xiàn)水力渦輪減速器劃水板存在強度不夠的問題,很容易造成損壞,經(jīng)過了兩年的“重大設(shè)計”才搞定這一問題。除了減速器故障外,早期的失敗測試顯示,AAG系統(tǒng)設(shè)計過于復(fù)雜,電磁減震器極易發(fā)生損壞,據(jù)稱這一問題后來得到了解決。修改后的攔阻器于2014年通過陸上無負荷試驗。2016年,該系統(tǒng)完成第一架飛機陸上攔阻測試。
然而,這只是少有的好消息。據(jù)最新的可靠性測試結(jié)果顯示,AAG先進攔阻系統(tǒng)的無故障攔阻次數(shù)僅為25次,而海軍的設(shè)計要求是16500次,兩者相差660倍,這意味它根本不可能滿足“福特”號航母艦載機的高頻出動率。而且,AAG系統(tǒng)也有和電磁彈射器相似的大問題,一旦發(fā)生故障就必須全部全面斷電,一斷電就要全部停飛,通用原子公司的技術(shù)人員無法在保持飛行作業(yè)的狀態(tài)下維修他們“先進”的AAG系統(tǒng)。這意味著在耗費13億美元巨額投入后,能否糾正AAG的高故障率依然是個未知數(shù)。
AAG先進攔阻系統(tǒng)的不可靠性已經(jīng)驚動了五角大樓。2016年7月,美國國防部總監(jiān)察長在一份報告中指出,整個AAG計劃管理不善,“在‘福特號進入工程建造階段十年后,海軍仍然無法提供新航母全系統(tǒng)測試的能力或安全保證?!?016年8月,主管后勤的國防部副部長弗蘭克·肯德爾也在“福特”號航母項目備忘錄中指出,“事后看來,過早使用這么多未經(jīng)驗證的技術(shù)是很不成熟的決定?!?/p>
AAG的問題是如此糟糕,以致五角大樓一度督促海軍展開研究,是否需要完全擱置這一不靠譜的項目,續(xù)建航母重新使用現(xiàn)役航母使用的Mk7液壓攔阻系統(tǒng)改進型。美國海軍最終決定咬牙堅持下去,并提出了為第二艘“福特”級航母“約翰·肯尼迪”安裝AAG系統(tǒng)的計劃。但這一決定是有風險的,AAG的預(yù)算計劃一旦超過2009年3.64億調(diào)整預(yù)算的50%,勢必突破納恩-邁克柯迪法案的成本費用計劃上限,觸發(fā)政府項目成本管理自動審查。到時候,除非美國國防部長為AAG項目親自背書,證明該項目對國防至關(guān)重要。否則,海軍的計劃將被取消。
當然,按照美國軍方的習慣,通過納恩-邁克柯迪法案取消一個軍方認定項目也是非常罕見的。AAG可能還會繼續(xù)下去,就像國防采辦中的菲茨杰拉德第一定律所講的那樣:“過程只有兩個階段。首先是“現(xiàn)在說得太早了”。最終是“停下來太晚了。”
動力系統(tǒng):中看未必中用
航空母艦需要大量的電力,尤其是艦身的驅(qū)動螺旋槳和蒸汽彈射器,更是消耗艦上電力的兩只“電老虎”。傳統(tǒng)的航母使用核反應(yīng)堆生成蒸汽,以蒸汽動力來解決艦上各系統(tǒng)的用電問題。
“福特”號航母保留了蒸汽輪機,但不是原先的“核反應(yīng)堆+蒸汽子系統(tǒng)”,而是以電力系統(tǒng)取代現(xiàn)役航空母艦上的蒸汽子系統(tǒng),以4臺大型MTG主渦輪發(fā)電機直接為艦上各個子系統(tǒng)發(fā)電,包括海軍鐘愛的新型電磁彈射器和載機回收系統(tǒng)、升降機、烹飪、熱水供應(yīng)、洗衣、暖氣等都使用電力驅(qū)動。如此龐大的電力生成和管理問題,是“福特”號預(yù)算超支、進度滯后的重要原因之一。
為了滿足新型電磁彈射器和艦艇其他電子設(shè)備的巨大用電需求,“福特”號配備貝蒂斯核動力實驗室生產(chǎn)的2座A1B反應(yīng)堆,輸出功率比“尼米茲”級航母的A4W反應(yīng)堆增加了25%以上,配備4100~13800伏輸配電系統(tǒng),供電能力高達20萬千瓦,幾乎是“尼米茲”級(6.4萬千瓦)的3倍,能充分供給電磁彈射器所需的電力。新的反應(yīng)堆減少了一半數(shù)量的控制閥門、泵和管道,采用了比傳統(tǒng)反應(yīng)堆更多的自動化控制裝置,反應(yīng)堆的操作人員也比過去減少了三分之二。
然而,這些漂亮的數(shù)字并不能掩飾新型電力供應(yīng)系統(tǒng)的弊病。新型超高壓電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)相比,其耐用性顯得十分脆弱。在海上高潮濕、高鹽分的惡劣環(huán)境中,經(jīng)常會出現(xiàn)電壓升高和高故障率等安全風險,導(dǎo)致航母很容易在戰(zhàn)斗中突然陷入癱瘓。而修復(fù)新航母的電力子系統(tǒng),必須全部關(guān)閉整個電力系統(tǒng),才能保證不影響其他未損壞系統(tǒng)的使命壽命。
這種風險意味著“福特”號可能并不適合投入實戰(zhàn),必須經(jīng)過大量的艦艇調(diào)試評估,預(yù)計到2020年才能完成。同時,過分追求自動化和減少人力配置,也可能使新航母的戰(zhàn)時損管維護能力下降。這是過度強調(diào)高效率所帶來的內(nèi)在問題。由于人手有限,在航母實戰(zhàn)受損的情況下,即使現(xiàn)有人力能夠完成戰(zhàn)場搶修,也無法像傳統(tǒng)航母那樣,有足夠人力進行操作測試,難以全面評估受損部位的風險。
“福特”號電力系統(tǒng)更嚴重的問題在于,其自動化、超高壓系統(tǒng)很難進行戰(zhàn)時搶修。2016年6月,這艘新航母的1臺主渦輪發(fā)電機發(fā)生了小規(guī)模爆炸,導(dǎo)致部分碎片卷入渦輪機,爆炸煙霧遍布整個航母。2016年7月,2號渦輪機再次發(fā)生類似爆炸。海軍調(diào)查顯示,兩次爆炸都是由電壓調(diào)節(jié)器故障引起的。修復(fù)兩次爆炸造成的損害預(yù)計要花費3700萬美元。
為了防止新航母因此再次延期,美國海軍和軍火商采用了“換湯不換藥”的建議維修做法,僅僅更換了兩臺發(fā)電機的內(nèi)部轉(zhuǎn)子,就把新航母推出了船廠。這一決定迫使新航母帶著臨時維修的電力系統(tǒng)倉促出廠,匆匆推入測試階段,要等到艦載機彈射試驗或航母調(diào)試完成前,再返回船廠對發(fā)電機進行全面徹底維修。海軍方面表示,MTG主渦輪發(fā)電機可以進行維修,但必須在大修階段進行。不知道發(fā)電機戰(zhàn)時受損后,還是否來得及把航母從戰(zhàn)場拉回來。
防爆炸沖擊試驗:遲遲不敢做的畢業(yè)考
“福特”號服役前,不僅要進行艦艇分系統(tǒng)測試,還要進行“全艦艇沖擊試驗”,這是美國海軍新艦艇必須通過的關(guān)鍵測試項目。主要是在艦艇完全服役前艦員隨艦出海測試時,在水下附近引爆爆炸物,以檢測包括電子系統(tǒng)在內(nèi)的艦艇各個子系統(tǒng)是否堅固可靠,能否經(jīng)受住戰(zhàn)場嚴酷條件的考驗,以此測試艦艇是否適合投入作戰(zhàn),同時也便于艦員快速識別艦艇薄弱環(huán)節(jié)、提高戰(zhàn)時損管搶修能力水平。然而,“福特”號恰恰沒有進行這樣的嚴格測試。
早在第二次世界大戰(zhàn)期間,美國海軍發(fā)現(xiàn),當水雷和魚雷在艦艇附近爆炸時,如果艦艇的抗震性設(shè)計不足,全新的艦艇也將淪為廢鐵。美國海軍由此認識到了“全艦艇防爆沖擊測試”的極端必要性。從那時起,美國海軍就要求對“艦艇平臺、飛機和艦載分系統(tǒng)、軍械及相關(guān)設(shè)備”進行防爆沖擊測試,海軍官方頒布的艦艇強化指令列出了16個必須測試的子系統(tǒng),包括推進器、導(dǎo)航和通信裝備等,所測試的艦艇組件數(shù)量多達數(shù)千個。比如,在“阿利·伯克”級驅(qū)逐艦進行沖擊測試過程中,先后測試了4460個艦艇組件。
“福特”號沖擊測試的放棄經(jīng)歷了一波三折的過程。起初,按照美國海軍的規(guī)定,任何一級艦艇的首艦都要進行“全艦艇防爆沖擊測試”,但2013年時放寬了這一規(guī)定,明確海軍新艦艇項目負責官員可以把“全艦艇防爆沖擊測試”作為新一代艦艇的后續(xù)測試試驗內(nèi)容。這一規(guī)則變更,簡直是在為“福特”號的蒙混過關(guān)創(chuàng)造政策綠色通道。在新規(guī)定出臺前的2012年6月18日,海軍就有人企圖放棄對“福特”號進行“全艦艇防爆沖擊測試”,宣稱在“福特”級航母的后續(xù)艦艇上進行沖擊測試更為合理,因為電磁彈射器和先進攔阻索的技術(shù)過于超前,設(shè)計中尚未考慮抗震加固要求,初步計劃對“福特”級二號艦“肯尼迪”號航母進行全艦艇沖擊測試。8個月后,美國海軍官方也宣布了這一計劃,把“福特”號的崗前“畢業(yè)考核”變成了上崗后的“職稱考核”。
這一決定無疑是非常危險的?!案L亍辈捎昧硕鄠€全新子系統(tǒng),其高度自動化的A1B核反應(yīng)堆、電磁彈射器、AAG先進攔阻索、13800伏超高壓配電系統(tǒng)、雙波段雷達和新型主渦輪發(fā)電機等,都是脆弱的未經(jīng)證實的系統(tǒng),整個艦艇系統(tǒng)融合的技術(shù)風險很高,進行早期沖擊測試無疑是非常必要的,可以幫助海軍及早發(fā)現(xiàn)易受沖擊和戰(zhàn)斗傷害的影響。如果把新航母的沖擊測試推遲到福特級的二號艦“肯尼迪”號,按照目前的建造進度估算,美國新一代航母的全艦艇沖擊爆炸測試將推遲到2025年才能進行。
這意味著美國海軍將冒著極大的未知危險,讓130億美元的“福特”號和4300名艦上乘員危險上路,誰也不能絕對保證,近距離的沖擊爆炸不會使新航母面臨癱瘓甚至是沉沒的厄運。同時,如果“肯尼迪”號沖擊測試中發(fā)現(xiàn)航母嚴重設(shè)計問題,美國海軍不僅要對“肯尼迪”號進行昂貴改造,還要把已經(jīng)服役的福特號重新召回改造,連后續(xù)的三號艦新“企業(yè)”號也要進行大改,這將嚴重擾亂美國新一代航母的部署節(jié)奏。
想象一下,如果AAG先進攔阻索無法通過嚴格測試,就得用老式Mk7型液壓攔阻索系統(tǒng)替代,不僅要付出高昂的改裝費用,航母還要延遲部署一年。如果新型電磁彈射器無法通過嚴格測試,換裝蒸汽彈射器更加麻煩,整個航母的艦體都將面臨重新設(shè)計。如果國防部和國會議員未能嚴格督促落實新艦艇測試計劃,軍火商一旦成功蒙混過關(guān),美國的納稅人就會花440億美元再建造3艘比“福特”號更差的航空母艦,這將在實戰(zhàn)中危及每艘航母上的3300名艦員的生命。
“福特”號作為美國新世紀新一代航空母艦的首艦,必須按照國防部的嚴格規(guī)定,進行全艦艇防爆沖擊試驗、實戰(zhàn)火災(zāi)脆弱性試驗、雙波段雷達多目標跟蹤試驗、飛行指揮控制試驗以及電磁彈射器和AAG先進攔阻所可靠性試驗等一系列嚴格測試。這是新航母贏得實戰(zhàn)環(huán)境準入證的前提條件。然而,這一務(wù)實要求在執(zhí)行過程中遇到了航母建造商的重重阻撓和逆襲。美國MITRE麻省理工學(xué)院研究公司發(fā)布過一份“海軍艦艇水下沖擊測驗?zāi)芰︻A(yù)測研究報告”,揭示美國軍用艦艇建造承包商更愿意讓新艦艇直接服役部署,極力避免進行沖擊防爆等實戰(zhàn)化測試試驗。主要原因是“試驗既費錢又花時間,全艦艇沖擊爆發(fā)試驗尤其有可能暴露軍艦基礎(chǔ)設(shè)計問題,軍火商會想法設(shè)法逃避這些檢測?!?p>
新航母要不要進行“畢業(yè)考”的問題,已經(jīng)驚動了美國參議院軍事委員會。資深參議員約翰·麥凱恩和杰克·里德都反對海軍的測試評估計劃,認為在未經(jīng)過全艦艇沖擊測試的情況下,就把“福特”號部署到海上,將嚴重威脅新航母的實戰(zhàn)能力。在國會議員的壓力下,國防部副部長羅伯特·沃克推翻了海軍的測試評估計劃,責令對“福特”號進行沖擊測試試驗,確保在服役部署運行前“充分了解新航母的設(shè)計生存性能”。無論如何,在測試完成之前,國防部官員和國會都需要保持高度警惕和監(jiān)督,以確保航母的實戰(zhàn)適應(yīng)性能在服役前進行適當測試和評估(編者按:即便有美國國會參議院的反對和國防部副部長的嚴令,“福特”號仍然于2017年7月下旬正式服役,最終依然沒有進行全艦艇沖擊爆炸測試,美國軍火商的能量由此可見一斑)。
高投入的煩惱:雞蛋放在一個籃子里
航空母艦的實際效能是一個重要的現(xiàn)實問題。近年來,很多專家都在質(zhì)疑:超級航母的時代是否已成明日黃花?畢竟,把如此多的軍費投入到單一武器平臺上,這一決定本身就值得反思。從戰(zhàn)爭經(jīng)濟學(xué)角度分析,到目前為止,“福特”號航母的建造成本接近130億美元,幾年后它將至少搭載50架F-35C型聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機,平均每架1.85億美元。也就是說,艦上將有92.5億美元的艦載攻擊機,這意味著“福特”號出航時即使不算4297名艦員的人工費用,僅僅是平臺建造成本就高達222.5億美元,簡直是一座移動的海上金山。套用一句經(jīng)典諺語,這是把所有雞蛋都放在了一個籃子里。
“福特”號航母220多億的高昂成本意味著巨大的預(yù)算缺口。美國海軍目前計劃建造4艘“福特”級航母,國會預(yù)算辦公室估計,海軍需要追加三分之一預(yù)算,才能實現(xiàn)這一造艦?zāi)繕?。未來幾年,即使海軍保持合理的預(yù)算增長,也會被4艘新航母的巨大成本吞噬殆盡,無力再擴建其他艦艇,美國海軍艦艇數(shù)量未來幾年可能進一步縮小。
從實戰(zhàn)角度分析,超級航母和航母戰(zhàn)斗群在打擊固定地面目標和脆弱軍艦時,確實具有強大的作戰(zhàn)能力,但航母本身同時也是巨大而昂貴的攻擊目標。目前,美國有10艘超級航母,隨著如今世界各地潛在軍事熱點的此起彼伏,美軍航母幾乎在各海域之間疲于奔命,實際上已淪為高昂的炮艦外交角色。問題是,超級航母需要大量的艦載機機組和維修保障人員才能保持作戰(zhàn)運行狀態(tài),只能在某一時段在某個海域同時集中多艘航母作戰(zhàn),無法提供更多的戰(zhàn)略使用余量。美國總統(tǒng)和地區(qū)指揮官被迫在“有限”條件下使用航母,以保護這一珍貴戰(zhàn)略資源的安全。
然而,美國的潛在戰(zhàn)略對手如俄羅斯、中國、朝鮮和伊朗等國家,一直都把超級航母視為美國軍力的核心之一,半個多世紀以來一直在部署開發(fā)各種各樣的反航母武器,如柴油動力常規(guī)潛艇、高超音速反艦導(dǎo)彈和水雷等,迫使美軍航母遠離他們的海岸線,降低美國海軍飛機空襲其國土的威脅。這是他們用來抵消航母優(yōu)勢或者擊沉美國航母的最佳選擇。
潛艇是美軍航母的潛在對手。美國海軍30年來的艦隊航行經(jīng)驗表明,美海軍不善于發(fā)現(xiàn)使用柴電動力的常規(guī)潛艇,尤其是在瀕海嘈雜的淺水環(huán)境下。美國海軍與盟國常規(guī)潛艇演習結(jié)果表明,以色列常規(guī)潛艇曾經(jīng)多次模擬擊沉美海軍第六艦隊的大型艦艇。在2000年5月的夏威夷演習期間,澳大利亞“柯林斯”級潛艇曾穿越了美國航母戰(zhàn)斗群反潛防御圈,并模擬“擊沉”航母。美國國會預(yù)算辦公室曾警告說,如果過去20年間美國與外國海軍常規(guī)潛艇進行的不是演習而是實戰(zhàn),那么,包括“里根”號和“林肯”號在內(nèi)的10艘美軍航母早已被擊沉海底。
對航母威脅更大的是反艦導(dǎo)彈。美國的潛在敵人們研發(fā)了軍艦、導(dǎo)彈艇、噴氣式戰(zhàn)機、岸基導(dǎo)彈發(fā)射車、潛艇、商船等諸多版本的反艦導(dǎo)彈發(fā)射平臺,很多導(dǎo)彈在實戰(zhàn)中難以發(fā)現(xiàn),因為其掠海飛行高度在海平面4.5~15米之間,戰(zhàn)斗部比最大的戰(zhàn)列艦炮彈還要大,其威脅已經(jīng)超過了美軍航母戰(zhàn)斗群的800千米最大作戰(zhàn)半徑。近半個世紀以來,俄羅斯、中國一直在不斷發(fā)展和銷售各種類型的反艦巡航導(dǎo)彈。俄羅斯、中國、伊朗和朝鮮廣泛如今已經(jīng)廣泛部署了2.3倍音速、140~240千米射程的3M80 “白蛉”反艦導(dǎo)彈,以及2倍音速、240~659千米射程的新型3M54“俱樂部”反艦導(dǎo)彈。美國海軍“宙斯盾”防御系統(tǒng)曾經(jīng)進行的反艦導(dǎo)彈模擬攔截試驗表明,當SS-N-22“日炙”反艦導(dǎo)彈(北約代號“白蛉”)以低空掠海飛行高度超音速攻擊時,美軍“宙斯盾”系統(tǒng)無法有效保衛(wèi)本艦安全,也不能為航母提供足夠防護。如果針對“俱樂部”新型反艦導(dǎo)彈進行模擬攔截試驗,結(jié)果或許更令人擔憂。
從戰(zhàn)爭經(jīng)濟學(xué)消耗比角度分析,無論使用什么武器打航母,都是一筆合算的買賣。一枚反艦巡航導(dǎo)彈價格在75萬~3400萬美元之間,一枚反艦彈道導(dǎo)彈價值大約在100萬~2000萬美元之間,一枚潛艇魚雷的采購成本更低。同“福特”號航母221.5億美元的高昂成本相比,用最大成本不過100萬~2000萬美元的反艦導(dǎo)彈來攻擊航母,以各種反航母武器發(fā)動飽和攻擊,突破美軍航母戰(zhàn)斗群的防御系統(tǒng),以贏得癱瘓或擊沉美軍航母的戰(zhàn)果,無論怎么看都是非常劃算的回報。
對于新型超級航母高成本、高風險的問題,美國海軍已經(jīng)有人開始反思。有部分海軍官員已經(jīng)提出了建造價格較低的中型航母的建議,還有人提議回歸傳統(tǒng)大型核反應(yīng)堆和簡單電氣設(shè)備以降低超級航母建造成本。主要考慮都是為了減少新航母的預(yù)算比重,增加美國海軍的航母和其他主力艦艇數(shù)量。而且,更多數(shù)量的廉價航母,有利于提高航母戰(zhàn)斗群值班比例,有利于在全球各海域靈活部署,有利于降低單艦長期作戰(zhàn)值班帶來的人員壓力和物資損耗。
當然,美國海軍中還有另外一種反對建造航母的聲音,主張將資源向建造核潛艇傾斜。理由是核潛艇在瀕海敵方導(dǎo)彈威脅區(qū)的生存能力更強,也能夠以巡航導(dǎo)彈執(zhí)行縱深對地打擊任務(wù)。目前,美軍核潛艇的建造費用也不低,最新型的“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇單價24億美元,但采用新型不依賴空氣推進技術(shù)的常規(guī)潛艇單價在2億~9億美元之間,僅為核潛艇的1/12或三分之一,作戰(zhàn)性能幾乎與核潛艇相差無幾,或許是更為經(jīng)濟適用的選擇。
令人深思的結(jié)論
從項目監(jiān)管角度看,“福特”號項目計劃的管理不善和重大失利,與瀕海戰(zhàn)斗艦的災(zāi)難性失敗原因如出一轍。首先是瞎子摸象。軍方自身缺乏技術(shù)積淀,無力監(jiān)督項目承包商避免重大工程設(shè)計錯誤,個別項目外包時間甚至長達20年,過程難以監(jiān)管。其次是好大喜功。軍方和軍火商不顧技術(shù)風險,故意采用未經(jīng)驗證的、不夠成熟的高技術(shù),偽造項目亮點提升整個項目計劃的賣點。最后是監(jiān)管不力。軍方反復(fù)降低設(shè)計要求以適應(yīng)建造進度,工程測試管不住原型設(shè)計,操作測試制約不住全面建造,該管好的沒有管好,種種遷就導(dǎo)致美軍21世紀新航母“帶病”上崗。
隨著“福特”級航母建造計劃的持續(xù)推進,更深層次的麻煩將層出不窮,這將遠遠超過美國國防部和海軍的估計。隨著后續(xù)的使用測試,更嚴重的缺陷將陸續(xù)暴露出來,成本超支的問題可能更加嚴重,所宣稱的實戰(zhàn)能力或?qū)⑦M一步縮水。根據(jù)目前的系統(tǒng)配置,“福特”將有可能被證明是不適合作戰(zhàn)的航母平臺,因為新型電磁彈射器或AAG先進攔阻索在惡劣海況條件下可能無法運行,新型核反應(yīng)堆和電力系統(tǒng)在戰(zhàn)損條件下可能無法正常開機運行,倘若這些問題同時發(fā)生,或許會帶來更糟糕的結(jié)果。