美国海军现役飞机的编制结构主要是根据2004年发布的海军和海军陆战队战术飞机一体化(TAI)计划建立的。该计划的主要任务是建立一个通用攻击机资源库。目前,海军和海军陆战队的航空中队是使用海军的航空母舰进行部署的。2015年,海军有望获得一款全新设计的海军侦察舰载机无人作战飞机,2020年有望获得一款可用于空战和地面攻击的改型。
然而,无人机仍然面临许多问题,许多物理设计问题有待解决,这可能对现在和未来的航空母舰(CVN-21)的设计产生很大影响。从这些迹象可以看出,在降低成本、降低风险方面的投入和军方的努力是值得的,航母发展史上的大革命即将到来!
前言
十年前,美国的少将瑞德奥尔曾经问过这样一个问题:“未来的航母是什么形状?有什么样的能力?航母在40到50年服役期内,随着技术的进步必然会出现很多技术突破,如何利用这些革命性的技术突破来改进现役航母?”自1993年以来,海军一直致力于制定庞大的战略计划,升级航母实力,为美国海军下一世纪的战略转型做准备。这一战略最重要的特点是运用双轨机制,即在保持海军必要作战能力和保持现役武装力量结构的同时,对老旧舰船进行升级改造,进一步完成现代化进程。这一战略的首要任务是在2002财年购买第十艘也是最后一艘尼米兹级航空母舰(CVN-77),并于2008年开始服役。作为过渡舰,该舰应用了航母研发(RD)取得的一些新技术进步,现在航母研发(RD)正在进行中。从“乔治布什”(CVN-77)的设计和建造中获得的经验将为双轨战略奠定基础,以保持海军必要的作战能力和保持活跃的武装部队结构,并将大大有助于新型航空母舰的设计和建造。第一艘新的一流航空母舰主要是指CVX,即“杰拉尔德福特”(CVN-78)将能够保持现有航空母舰的所有核心作战能力,同时有选择地提高一些系统的性能,包括飞机弹射和回收系统、飞行甲板布局以及指挥、控制、通信、计算机和情报系统(C4I)。进一步增强船体的抗沉性。此外,一个关键点是,该舰将增加更多的联合作战要素,以便在未来的联合作战中承担主战舰的任务。
“企业号”航空母舰预计服役52年,将于2013-2014年退役,而CVN-77和CVN-78预计也将服役52年。这些航母搭载的短期和长期无人和有人飞机有哪些?最近,舰载机解决方案的第一部分已经发布。这个解决方案主要是用来解决最近二十年的问题。这个解决方案的具体内容如下:载人飞机主要包括单座F/A-18E、双座F/A-18F“超级大黄蜂”和未来的F-35B、F-35C“闪电二号”联合攻击战斗机;无人机的问题还没有确定。虽然诺斯罗普格鲁曼公司和波音公司正在联合开发一种未来的无人机,但还没有确定哪种无人机原型适合航母。未来几十年,海军希望利用无人机作为现役航母搭载的载人飞机的有力补充,但进展缓慢。主要有两个问题:成本太高和风险太高。现在无论是皇家海军、法国海军还是其他拥有航母的大国海军,都从现阶段美国政府使用其航母中获得了极其重要的启示。在过去的半个世纪里,这些国家的总统主要是单独使用海军或者海军和海军陆战队的结合,而陆军和空军的结合在处理可能或现有的军事或政治危机时是罕见的。二战以来,为应对半个世纪以来的207次军事或政治危机,海军参加了其中的205次,陆军只参加了38次,空军只参加了53次。然而,这一声明的目的并不是贬低陆军和空军的重要性。通过观察二战结束后的海战历史可以看出,航母一直保持着更加灵活的飞机平台配置,比空军的固定翼飞机平台配置更加灵活。有一点很清楚,航母所承载的舰载机航权的价值主要在于它的早期存在能力,能够无障碍的靠近危机发生的地方。
虽然世界上第一个部署无人战斗机的海军(UCAV)将是美国海军,但UCAV在任何航母上执行的问题,如发射、回收、飞行操作和其他相关作战任务,基本上是相似的。
航空母舰
美国现在有一艘传统动力航母“小鹰号”和十艘核动力航母,包括一艘企业级、三艘尼米兹级和六艘西奥多罗斯福级。小鹰号(CV-63)于2008年从太平洋舰队退役,乔治华盛顿号被重新部署。其母港位于日本横须贺。最后一艘基于尼米兹和西奥多罗斯福级设计的“乔治布什”(CVN-77)将完成最后的建造工作,并进行一些技术改造,使其能够被列入CVN级航母系列。最近,CVN-21的名字被确认为“杰拉尔德福特”(CVN-78),或者更通俗地说,“福特”级航空母舰。
1998年,美国海军宣布无法获得足够的预算来建造一艘具有新设计的航母,因此它只对“尼米兹”级(CVN-77)的最后几艘进行了一些改进。“尼米兹”级和下一个“福特”级将是技术上改进设计的第一和第二级航母,这也是自20世纪50年代CV-59设计以来的第一次。2002年下半年,承包商采用了许多新的革命性设计技术来代替
代CVN-21或者称为CVNX-1的原始设计,其目的是使得该级航空母舰(CVNX-2)的第二艘最终设计成为一个全新系列的航空母舰。预计“尼米兹”级在研究和发展阶段每艘将耗资25.4亿美元,最终采购价格为每艘74.8亿美元,“尼米兹”级总预算造价为每艘亿美元。自从2001年国会批准对“福特”级进行采购以来,预算在2006财年有了很大的一个飞跃,达到5.65亿美元,而在2007-2008财年则继续增长。在2005年11月,设计阶段已经完成了44%,最终的设计检查于2007年3月进行,2008年1月开始建造。有18项之多的新技术延长了建造和设计的时间,但同时也使该级航空母舰能够得到进一步的发展。18项关键的新技术中的3项是成熟的,3项是正在接近成熟的,而军方希望18项技术中的14项能够在设计检查完成之前接近成熟的状态。在“福特”级项目之外,正在取得进展的6项新技术同样也是很重要的,这些技术包括:高级拦阻索、多功能雷达(MFR),高级“海麻雀”导弹(ESSM),三维搜索雷达(VSR),联合精确瞄准,高级武器信息管理系统/航空数据管理和控制系统。
军方在2007年主要关注的三个技术领域包括:第一是电磁空气发射系统(),这项技术为了迎合海军的需求,导致现在建造的原型装置面临了很多技术困难,因此造成了较为高昂的造价以及在时间表上产生了15个月的延期;第二是高级拦阻索(AAG),这项技术也遭遇了延期,由于技术设计产生的延迟使得交付给CVN-78的日期推迟了六个月,海军正在增加测试周期以减少这些延迟;最后是双波段雷达(MFR),这项与“朱姆沃尔特”级(DDG-1000)驱逐舰相联系的技术也面临了巨大的风险,以后也会装备到“福特”级上,其交付日期也被推迟。如果舰艇的主要部分没有进行重新设计,双波段雷达或三维搜索雷达系统的设计失败后将没有任何退路或可以替换的雷达可选。不断上涨的造价在海军制定预算过程中已经占据了压倒性地位,对几乎每一艘现在正在建造的舰艇都会产生影响。
从2006财年到2007-2008财年这些航空母舰建造的延期就意味着一年左右的推迟,因此在“企业”号退役和2016年9月第一艘“福特”级(CVN-78)交付之间,海军将继续保持11艘航空母舰的海上力量。2007年7月,“福特”级的设计已经完成70%,舰艇所有的低层甲板都已经完成。海上力量和远征武装力量委员会称:“海军在维持其设计时间表的按时完成方面也面临着巨大挑战,这是由于舰艇的一些关键技术的发展时间延长了。”发展技术所需时间的延长已经使得舰艇设计无法按时完成,并妨碍了舰艇的建造。如果得到足够资金支持,第一艘“福特”级航空母舰将于2015年开始服役。
“乔治-布什”号已经历了费用超支的问题,从开始的亿美元预算到2008财年的亿美元,增加了8.57亿美元,增幅为17%。预算不断增长的部分原因是由于舰艇设计上出现的3500个改动。CVN-79以前主要是指CVNX-2,后来主要是指“福特”级的后续舰型,CVN-79要等到2011财年才能得到预算,并将于2012年开始建造,正式服役则要等到2018,最初是计划用来代替“约翰-肯尼迪”号。与“福特”级的第一艘相比较,CVN-79将拥有一个更加明显地重新设计的飞行甲板,先进的电磁拦截索,可能发生变化的船壳形状以及反应装甲。下一级航空母舰CVN-80或者“福特”级第三艘将与CVN-79相同。
上述关于航空母舰的讨论或许看上去与未来的舰载航空器无关,但是这些舰载航空器将从未来的航空母舰上发射和回收,因此未来的舰载航空器必须可与未来的航空母舰相适应。
有人航空器
现在的航空器是基于所谓的“概念”航空器,这种概念使得航空母舰进行部署时将战斗机和攻击战斗机混合使用,主要包括F/A-“大黄蜂”和F/A-“超级大黄蜂”的混合,这是2002年海军和海军陆战队战术航空器整合(TAI)计划所做努力的结果。军方希望重新评估航空母舰对于现在包括F-14“雄猫”在内所有航空器的需求,并进一步对战斗机和战斗攻击机加以改进和整合以及在未来如何分配F-35。海军陆战队的AV-8B“鹞II”只能从大型甲板两栖攻击舰()起飞,而其F/A-18D“黄蜂”可以从陆地上起飞。
现在每个“黄蜂”和“超级大黄蜂”中队拥有12架航空器,在执勤和战备中队都是如此。当F-35进入各个舰队服役后,“闪电II”中队将拥有10架航空器。总共有20个F/A-18执勤和战备(RAG)中队。在未来的十年中,海军将保留20个“超级大黄蜂”飞行中队,每个中队拥有12架航空器,但是将其F-35执勤中队的数量从20个中队(每个拥有12架航空器)减少至13个中队(每个拥有10架航空器,总共130架航空器)。未来的F/A-18E/F执勤和战备中队将从3个减少到1个,这将使海军航空兵中队的数量从现在的43个减少到35个,此项计划中航空器的数量从516架减少到392架。
海军现在保持了大约421架F/A-18A/B/C“黄蜂”和一个替换活塞结构改进中心,预期耗资9.7亿美元。海军也在占总量约40%的机翼发现了裂缝,持续到2007年12月的中期延寿计划主要针对这个问题开展工作。令人担忧的是接下来的这些年里,这些航空器都需要收回进行技术改造,预计F/A-18C/D将于2011年开始短缺,而如何减轻这样短缺的情况尚未找到解决的方法。
海军陆战队正在逐渐淘汰4个F/A-18D的中队(每个中队拥有12架航空器),在有足够数量的F-35形成战斗力时将完全淘汰这些F/A-18D的中队。海军和海军陆战队战术航空器整合计划也改变了海军陆战队的F-35中队和航空器数量,最初计划组建21个F-35执勤中队,其中14个中队是每个中队拥有12架航空器,7个中队是每个中队拥有20架航空器。海军陆战队的新计划是14个F-35执勤中队(每个中队拥有10架航空器,共140架航空器),3个F-35战备中队(每个中队拥有10架航空器,共30架航空器)。这就使得海军陆战队航空兵中队的数量从25个减少到17个,而航空器的总数量从356架减少到170架。
航空兵中队和航空器数量的减少部分是由于航空母舰执勤的数量从12艘减少到11艘,因此对于战斗机数量的需求也大为减少,使得海军将执行作战任务的攻击战斗机数量减少到310架,而在未来的采购预算中总共减少497架航空器,受此影响的是F/A-18E/F要从548架减少到460架,减幅达到16%;F-35要从1089架减少到680架,减幅达到38%。如果转化成美元,就意味着航空器采购预算将减少350亿美元,这些数据都是去除近年来的通货膨胀因素之后得出的。
F/A-18E/F“超级大黄蜂”项目于1992年获得国会的正式批准,主要目的是替代早期的F/A-18“大黄蜂”(F/A-18这种机型曾被7个国家的空军、海军和海军陆战队采购),其F型(战斗型)替代F-14“雄猫”用来为未来的舰队提供空中防御。在2006年,海军已经得到了262架航空器,还计划采购462架,再加上从开始计划的90架降低到84架的用于电子战和压制敌方空中防御(EW/SEAD)的EA-18G“咆哮者”。同年,海军陆战队拒绝采购航空器。这是一个较为成熟的项目,军方正在将模块升级的方法应用到该项目中,这包括AESA雷达升级、机组人员舱室升级、网络中心战(NCW)整合等相关模块的改造。除了AESA雷达升级之外,新的整合武器系统也正在研制之中,并将成为最引人瞩目的技术改进。在2013财年,采购预算将会大幅裁减至2.01亿美元,并即将结束。
双座EA-18G“咆哮者”将取代EA-6B“徘徊者”来执行电子攻击和战术干扰任务。电子攻击型(EA型)主要基于战斗型(F型),90%的机体结构与战斗型采用的是通用的框架。为了完成空中测试,两架原型机于2006年交付使用,并于同年8月进行首次试航。不过,现在该型机已经不再大量生产,只是军方于2007年4月在签署一个多年的采购合同时订购了56架该型机。完成最后的飞行测试要等到2009年1月,到那时约占总数三分之一的航空器将由军方采购。军方在2007财年又追加了4.5亿美元的预算资金,到2013年的采购预算有望达到74.66亿美元。
减少409架F-35已经产生了效果,对联合攻击战斗机(JSF)的采购将减少至2912架,其中还包括英国皇家海军采购的60架,未来几年的采购总量下降了14%。但是这并不影响将来众多已经签署了军购协议的外国空军对于该型机的采购,因此共有九个伙伴国的军方愿意为该型机提供系统发展和建造原型机的资金支持。从总的角度来讲,F-35项目发展所投入的资金已经从2001年的344亿美元上升到现在的445亿美元,增幅高达29%;采购预算也已经从2001年的1996亿美元上升到现在的2317亿美元,增幅达到18%;但采购计划却降至530架航空器,每架航空器的采购预算在2007年达到1.12亿美元,增幅高达38%。
特别要注意的是在将整个航空兵力量转化为联合攻击战斗机的过程中,海军陆战队将面临许多与飞行员相关的问题。由于所有的海军陆战队队员都来自于步兵阶层,因此海军陆战队的飞行员首先是将自己作为海军陆战队步兵,在扩展的战场空间中进行近距离空中支援(CAS)的训练方面要远远超过其他的军种。而与之对比,海军飞行员的精力则主要集中在空空作战、空中阻击以及两者的混合。由于目前CV型和CVN型航空母舰存在着任务交叉,因此需要对海军战斗机机组人员增加这些方面的训练课程。
F-35计划进行长达七年、超过11000飞行小时的飞行测试,这些测试最早始于2006年12月。同样,整合的全能型F-35将于2011年才能进入实战,2007年的计划显示到2011年之前共生产103架F-35,总造价为200亿美元。海军和海军陆战队对于F-35的采购预算在2008财年为30.25亿美元,而这仅仅是一个长期采购项目的开始,在2011财年之前每年的预算将增长到44.88亿美元,在2012财年增长到64.2亿美元,并保持在这个数量许多年。无独有偶,美国空军F-35采购预算的增长也是相当显著的,2008财年报表将预算调整到24.1亿美元,采购12架F-35,其中6架分配给空军、6架分配给海军陆战队,联合项目为研究、发展和测试(RDT)获得了41.46亿美元的预算,增加了7.05亿美元。从上述可知,我们能够预见:在未来的十年中,海军和海军陆战队的航空器将在所有的超级航空母舰产生重叠,海军战术作战航空器总量将达到1200架,但是通过整合以及应用无人航空器,海军有人航空器的总量到2025年前将下降到900架。
无人战斗机(UCAV)
美国军方认为未来的无人航空器有能力解决很多问题,而这些问题依赖今天的有人航空器系统很难解决。首先就是降低执行任务的风险,无人航空器有能力在许多高风险的环境中执行各种任务,而现阶段或近期的包括F-35在内的有人航空器基本上无法执行这些任务。这些关键任务包括:情报、监视和侦察(ISR),压制敌方空中防御(SEAD)以及使用各种弹药执行一系列打击任务。
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