龙de船人

 找回密码
 注册龙船

QQ登录

只需一步,快速开始

微信登录,快人一步

HMS Queen Elizabeth--日不落帝国最后的荣光

2017-10-11 16:11| 查看: 672| 评论: 2

十年论证,八年建造,‘伊丽莎白女王’(以下简称QEC)号航空母舰终于完成海试,虽然还是裸奔状态,但是不得不承认,这艘航母集英国技术于一身,体现了老牌海军强国的底气,同时,通过'HMS QE’的建造,也让人看到,那个日不落帝国已经远去,'HMS QE’将是这个国家海军最后的荣光。




一. 为什么英国重回大舰海军行列?

1982年的‘马岛海战’,尽管英国海军‘七拼八凑’成一支舰队远赴马岛,依然凭借外交手段和海军恶战赢得了此次战争,在此次战争中,英国意识到拥有一支强大的航母编队对维持国家影响力是非常必要的。

二. 为什么是常规动力?

其一是因为英国的核动力技术不强,满足不了航母动力需求;

其二是法国‘戴高乐’号前车之鉴,小马拉大车问题多多,戴高乐号在坞内时间比战备时间还多,已经成了别国的笑话;

其三是没有那么大的航程需求,因为美国航母是全球布局,经常需要跑来跑去,除了再次跟阿根廷开战,英国航母全球作战需求有限。

其四,全电动力在英国45级驱逐舰中成熟应用,运转良好。

三. 为什么是滑跃起飞?


因为用了全电推进,那么弹射器需要配备电磁弹射,但是这套系统太贵了,而且在福特号上还状况不断,所以英国在加入F-35B计划后,选择了滑跃起飞垂直降落模式,同时保留了电磁弹射技术成熟后的改装能力。

四. 为什么双舰岛设计?

其一,雷达互相干扰小,Type 1406和Type 997可以分开布置;

其二,双燃气轮机,每个舰岛下面放一个,有利于排气;

其三,双舰岛对气流干扰小,有利于舰载机降落

其四,功能分开,首部舰岛主要是Marine功能,负责航母的操作;尾部舰岛负责Flyco,对舰载机的flow等进行管控;

其五, 部分功能互为备份,一旦一个舰岛被击毁,另外一个舰岛可以接管其工作,提高了航母的生存和战斗能力。

五. QEC的设计定位是什么?

美国(或北约)系统内的航母编队,承担部分军事任务,不强求靠本身完成常规航母编队的反潜、防空、预警、战斗的所有任务。



伊丽莎白女王号航母的设计过程

设计团队

1999年1月新一代航空母舰正式启动,计划名称为“未来航空母舰”(Future Aircraft Carrier,CVF),英国国防部采购执行局(MODPE)批准了CVF为期一年的初期竞争评估工作,并开始招标选商。1995年5月,英国国防部收到了本国马可尼公司BAE系统公司(BAE System),美国波音公司雷神公司洛克西德·马丁公司,以及法国泰雷兹集团英国公司(Thales UK,前身为法国CSF)等6家企业的标书。

随后,英国国防部筛选出两组CVF的设计建造团队,并在1999年11月与双方签署初期发展合约。这两个实力雄厚的团队都结合海内外著名厂商,其中一支团队由BAE系统公司主导,旗下有罗尔斯·罗伊斯、韦斯伯造船厂(Veosper Thorneycroft,VT集团)、阿勒尼亚·马可尼(Alenia Marconi Systems)、斯特根·汉萧(Strachan & Henshaw)、美国诺斯罗普·格鲁门公司与洛克西德·马丁等组成。另一支团队则以泰雷兹集团英国公司为首,包括达文浦管理公司(Devonport Management)、奥斯通海洋系统(Alstom Naval Systems)、斯旺·亨特造船厂(Swan Hunter)、哈兰·沃夫(Harland & Wolff)、哈里波顿(Halliburton)、BMT防务(BMT Defence Systems)、雷神公司与洛克西德·马丁等。经过初步计算,此时CVF的预算为29亿英镑。

设计方案

1999年11月,CVF第一阶段初期规划展开,主要内容是设计评估和飞机选择。英国皇家海军总共提出九种方案构想进行评估,其中有七个为全新设计建造,大致分为STOVL(短距起飞垂直降落)型方案、STOBAR(短距起飞拦阻降落)型方案以及CATOBAR(传统航母的弹射起飞拦阻降落)型方案三类。

STOBAR

主要舰载机为改装的海基版台风战斗机,该型战斗机通过滑跃甲板,采用短距起飞拦阻降落,也可以省下蒸气弹射器,但是要使用拦阻索。许多传统飞机通过简单改装即可实现这一起降方式,而台风战斗机就是通过加强起落架,升级飞行控系统和加装绳勾来实现的。这种方案的优点是舰载机航程机动性和载弹量都高于短距起飞垂直降落方案使用的舰载机,同时又比弹射起飞拦阻降落方案的舰载机有更低的操作成本。缺点是台风战斗机的隐身性能不如F-35战斗机强,因为台风战斗机的外销量小不能分摊成本,因此成本也比较高。当然也可以选择购买法国阵风战斗机来改装,但是考虑到英国已经有了台风战斗机,因此不太可能再去购买改装一种重复性的机型,而且法国还是欧洲2000计划的退出国。

CATOBAR

预计舰载机为F-35战斗机C型、F-18战斗机阵风战斗机,采用弹射起飞拦阻降落,需要使用弹射器和拦阻索搭配斜式飞行甲板,属于传统大型航空母舰方案。此该方案对舰载机和航空母舰所要求的新科技最少,相对于其他方案,舰载机有最大的航程和载弹量;缺点是操作成本最高,同时因为是直接购买其他国家的设备和舰载机,不需要额外进行研发工作,因此所能获得军事科技最小。

STOVL

预计舰载机为F-35战斗机B型,同时还能使英国在短距起飞垂直降落领域具有领先的科技优势。但与相同发展级别的传统战机相比该型战机具有航程和载弹量相对少的缺点。可以省下昂贵的蒸气弹射器和拦阻降落索,另外一个问题是目前没有任何短距起飞垂直降落的空中预警机可以配合F-35战斗机作战,因此可能使用V-22倾转旋翼机作为平台研发一种新型空中预警机。

一些曾经做过的方案:


双弹射器+单舰岛+内部升降机+3阻拦索:内部升降机影响飞机起降效率;

3弹射器+单舰岛+边缘升降机+3阻拦索:这个方案起降效率比较高,小缺点是甲板飞机数量比较少;

双弹射器+双舰岛+边缘升降机+3阻拦索:起降效率略低;

双跑道+边缘升降机:飞机降落点在左边跑道,影响起降效率;

起降分离设计:起降在两侧分开,使用内部升降机;

交叉双跑道+双舰岛+边缘升降机:起降分离,效率也不错。

2001年6月,在经过了为期一年的初期竞争评估阶段之后不久,英国国防部对CVF航母进行了重新考虑,排水量被要求达到近55000吨,载机最大可达60架。2001年11月,英国国防部与两支团队签约,双方各获得2500万英磅的阶段合同,进入到为期一年的第二阶段的设计与风险评估;2002年中期,两组团队公布了4种最新的设计图,国防部选中了短距起飞垂直降落和弹射起飞拦阻降落两种方案,进行下一步研究,第二阶段定于2002年11月完成。与此同时,2002年9月30日,英国海空军宣布引进150架(后缩减到138架)F-35B战斗机,同时宣布即将建造的CVF大型常规动力航母为“伊丽莎白女王”级。巧合的是1966年被英国政府取消的“CVA-01航空母舰计划”也预定命名为伊丽莎白女王级(HMS Queen Elizabeth Class)。


正是美国的JSF(F-35)计划促使英国选择了短距起飞/垂直起降的方案,因为F-35B的纸面技术参数完全能够满足英国海军的要求,如果选择F-35C则成本过高。当然,英国海军也没有想到,宣布引进计划之后过了15年,美国依然还没有交付F-35B。


2003年1月30日,英国国防大臣宣布泰雷兹集团的航母设计方案胜出,但BAE系统公司将是主要承包商,而泰雷兹集团为主供应商。其中BAE系统公司将获得三分之二的建造比例与经费,而泰雷兹集团则占建造比例与总经费的三分之一,合约将在2004年正式签署。之后BAE系统公司、泰雷兹集团和英国国防部组成了“联合体”,国防部宣称这是为了结合两个集团的力量,但是普遍认为这是政治运作的结果。显然皇家海军青睐泰雷兹集团的设计,但英国政府出于保护本国企业,同时又不想得罪英国国防工业龙头老大的原因,而选择了BAE系统公司,泰雷兹集团对此安排也相当不满。



短距起飞/垂直降落方案

泰雷兹方案虽然获胜,但是其间也根据英国国防部要求做了几次方案的改进。


A方案:


A方案舰载机40架(最大50架),起降次数150次/天,排水量73000吨,10层甲板,19个水密区域。

双边缘升降机;

机库可以存放26架飞机;

船员1593名(639 CAG);

居住舱室为单人/双人/四人;

两个餐厅区域;

全电推进:11KV, 4个POD推进器

4台罗罗MT30燃气轮机

艏侧推;

战斗甲板吊,车辆装卸甲板;

这套方案验证起来的确不错,4个POD的损管能力不错,两台MT30可以装在舷侧,两台装在舰岛下方。

两个可收回的减摇鳍,可以最大化的保证航母的稳定性,减少横摇便于起降。


B方案


A方案的各种参数都不错,但是英国国防部发现超预算了。。。那就继续改改,看看怎么能省钱:

1. 舰载机降为34架(最大40)

2. 起降能力90架/天

3. 船长缩短,甲板由10层减为9层,排水量从73000直接降到56300吨

4. 船员1450人(608 CAG)

5. 餐厅减为1个

6. 把2台MT30燃气轮机改成2台12.6 MW的柴油发电机

7. 4个POD改成2个定距螺旋桨,长轴推进。

8. 3个Deep Aviation store改成2个。

9. 把战斗甲板吊/艏侧推/车辆装卸甲板统统去掉

10 降低部分生存能力。



C方案

军方拿到B方案一看,这TM战斗参数有点弱啊,生存能力不够可不行,所以C方案给加了5道水密横舱壁,但是战斗还是参数不够,最后搞出来D方案。


D方案

D方案是最终方案,绝大部分跟QEC实船是一样的。

1. 34架飞机(最大40)

2. 船长加大,甲板加宽,排水量65000吨

3. 恢复2餐厅

4. 船员1500名(630 CAG)

5. 居住舱室改为单人/双人/六人

6. 动力装置:2台MT30燃气轮机+2台11.2MW柴电+2台8.6MW柴电

A方案真是一种好方案,奈何受预算所限...


建造:

建造QEC是真正的举全英国之力

为了建造QEC这两艘航母,英国船厂特意在振华重工订购了一台龙门吊

现在这台龙门吊已经被船厂出售了,因为30年内英国可能都不会造航母了,甚至可能以后也不会造了。。。想想,也是凄凉

中国的造船设施的基本设施比英国的确强了很多倍。



舰载机

舰载机是航母设计的核心,所有的设计都围绕舰载机的参数进行设计,舰载机的采购价格也远比航母本身价格高。


美国海军航母配的不是F-35B,而是F-35C,因为美国航母上有弹射器。

美海军陆战队才使用F-35B,真是等的望穿秋水望眼欲穿,还没交付!


F-35B是短距起飞/垂直降落,可以空载垂直起飞(当然,这个毫无意义),QEC有滑跃甲板,可以使F-35B满载起飞。

F-35B垂直降落原理:

核心机构:

参考视频


F-35B垂直降落的时候,也是航母设计的一个关键,特别是机舰交互。



本土化设备

之所以说QEC是举全英国之力,还有一点是因为很多系统和设备都是英国本国公司提供的,当然F-35B除外。


还有很多很多,不一一列举。


在QEC的设计中,还有很多有趣的东西。

比如球鼻艏的选择

螺旋桨、舵和A字架的设计

结构形式和外形

操纵性

恶劣海况

补给

这个螺旋桨的形式也是一个有趣和有用的设计

电力推进系统:

限于篇幅,不能一一细说


总结:

伊丽莎白女王级航空母舰是英国根据自己国情建造的具有本土化特色的航空母舰,单舰(非编队)技术实力和武力参数可以排在美国航母之后,是一艘定位在联盟系统内战斗的航母。

限于自身国家实力和财政预算,进行了无奈的折衷和妥协,是一艘相对于英国非常成功的工程,奈何限于编队实力,舰载机的多次推迟,服役后可能会面临编队无舰可配,舰载机无机可用的裸奔尴尬境地。

随着龙门吊的被出售,两艘QE级航母或许会成为英国海军的绝唱,亦是日不落帝国最后的荣光。


伊丽莎白女王级VS库兹涅佐夫级


发表评论

最新评论

引用 huangzh007 2017-10-28 08:20
对于英国这样的小国来说,玩不起这样的大国重器~
引用 mxy 2017-10-25 11:16
科普了!!!

查看全部评论(2)

热门文章

QQ|手机APP|mail@imarine.cn|小黑屋|免责条款|沪公网安备 31011502001506号|龙de船人 ( 沪ICP备11048848号 )

GMT+8, 2017-11-18 05:23

Powered by imarine

© 2006-2017 imarine.cn

返回顶部