未來航母技術(shù)新方向
美國X-47B無人艦載機(jī)
雖然受自身作戰(zhàn)需求和對手威脅等級的制約,艦載無人機(jī)更多地作為“配角”出現(xiàn),但人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展已經(jīng)昭示著艦載無人作戰(zhàn)飛機(jī)的廣闊前景。
包宇
隨著高性能艦載機(jī)被陸續(xù)裝備,以及電磁彈射器等新型艦載設(shè)備的日臻成熟,航母對充沛電能的需求與日俱增,以核反應(yīng)堆和大功率燃?xì)廨啓C(jī)為代表的高能動力設(shè)備將成為未來航母“心臟”動力系統(tǒng)的首選。在采用全電力推進(jìn)模式的同時,航母電力系統(tǒng)裝機(jī)容量還將向百兆瓦級發(fā)展,在廣泛運(yùn)用新型區(qū)域配電、系統(tǒng)綜合保護(hù)等新技術(shù)的同時,進(jìn)一步提升航母電力系統(tǒng)的安全性、可靠性。
未來航母還將進(jìn)一步提升航空保障管理決策的智能化水平,通過實(shí)現(xiàn)人與強(qiáng)大決策規(guī)劃算法的結(jié)合,來對艦載機(jī)甲板作業(yè)進(jìn)行全程優(yōu)化,在提高強(qiáng)動態(tài)環(huán)境中航空保障管理決策科學(xué)性的同時,推進(jìn)甲板作業(yè)效率的提升;提高航空保障設(shè)備的自動化水平,通過配備電磁彈射裝置、渦輪電力阻攔裝置,持續(xù)提升艦載機(jī)起降作業(yè)效率并增強(qiáng)設(shè)備的可維護(hù)性,大幅降低艦員作業(yè)強(qiáng)度和人力需求。
長期以來,體積巨大、信號輻射明顯、易于被跟蹤監(jiān)視,一直是制約航母保持行動隱蔽,進(jìn)而提高自身生存能力的“固有頑疾”。隨著新材料、新技術(shù)的運(yùn)用,以及在隱身化水面艦艇(以DDG-1000“朱姆沃爾特”級驅(qū)逐艦為例)發(fā)展過程中的經(jīng)驗(yàn)積累,新一代航母在設(shè)計(jì)理念和建造技術(shù)上都將出現(xiàn)極大的改觀。
其一,上層建筑采取集成化設(shè)計(jì),使傳統(tǒng)擁擠的艦橋體積明顯縮小,更加趨向于低矮簡約,并向艦體后方推移,尤其在采用核動力推進(jìn)裝置后,進(jìn)/排氣道和煙囪空間將會得到進(jìn)一步簡化甚至省略;
其二,后干舷顯著降低,艦面設(shè)施高度簡化,將飛行甲板與航空作業(yè)區(qū)一體集成,從而最大限度地減小其雷達(dá)反射截面。此外,使用小型、高效的相控陣?yán)走_(dá)固定天線,來代替體積較大的機(jī)械旋轉(zhuǎn)雷達(dá)天線;
其三,舷側(cè)飛機(jī)升降機(jī)數(shù)量將進(jìn)一步減少,其中部分升降機(jī)向飛行甲板中部轉(zhuǎn)移,使飛行甲板總體布局更趨簡化,反射體減小;
其四,在一些關(guān)鍵部位貼敷和使用雷達(dá)/紅外隱身材料(涂料),進(jìn)一步降低自身信號輻射強(qiáng)度。
受機(jī)庫容量的制約,大載機(jī)量和高性能艦載機(jī)大型化之間的矛盾,一直是制約航母作戰(zhàn)效能提升的“瓶頸”性難題。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和無人空中作戰(zhàn)/保障平臺技術(shù)的積累,以及起降、飛控等關(guān)鍵性技術(shù)的突破,以X-47B為代表的隱身性好、航程較遠(yuǎn)、留空時間長、“察打一體”的艦載無人空中作戰(zhàn)平臺,即將走向??諔?zhàn)場的前臺。在無人艦載作戰(zhàn)飛機(jī)迅速發(fā)展的同時,以MQ-25“黃貂魚”艦載無人加油機(jī)為代表的作戰(zhàn)保障飛機(jī)也得到了迅速發(fā)展。今年6月,該機(jī)首次成功完成了對有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)的空中加油試驗(yàn),并已具備將13.6噸燃油運(yùn)送至距航母約926千米處空域的能力,這將使己方戰(zhàn)機(jī)的打擊半徑增大740千米。
目前,雖然受自身作戰(zhàn)需求和對手威脅等級的制約,艦載無人機(jī)更多地作為“配角”出現(xiàn),但人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展已經(jīng)昭示著艦載無人作戰(zhàn)飛機(jī)的廣闊前景。同時,隨著艦載無人機(jī)體系化、智能化和起降回收技術(shù)等諸多難題被攻克,排水量可控、布局更加緊湊、隱身性更為突出、作戰(zhàn)使用更加靈活的專用無人機(jī)航母將不可避免地走上海戰(zhàn)的舞臺,在改變現(xiàn)代海戰(zhàn)規(guī)則的同時,向傳統(tǒng)航母和有人作戰(zhàn)飛機(jī)發(fā)起強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。
隨著反艦彈道導(dǎo)彈、高超音速武器的規(guī)?;Ⅲw系化裝備使用,未來航母面臨的威脅等級與日俱增,除去在原有基礎(chǔ)上“遠(yuǎn)中近結(jié)合”,綜合發(fā)揮航母艦載機(jī)和編隊(duì)護(hù)航艦艇對??眨ㄋ拢┠繕?biāo)的整體防御效能外,還將“軟硬殺傷并舉”,進(jìn)一步提高航母自身對來襲導(dǎo)彈、魚雷的末端抗擊水平。
此外,未來航母還將著眼應(yīng)對電磁脈沖等新概念武器的殺傷機(jī)理,采取電磁屏蔽、傳導(dǎo)抑制、隔離濾波等多種措施,對編隊(duì)指揮中心、艦載機(jī)起降控制部位進(jìn)行加固防護(hù),避免因艦載射頻和精密電子設(shè)備遭受強(qiáng)電磁脈沖攻擊,而出現(xiàn)編隊(duì)協(xié)同失能、艦載機(jī)起降失控、自防御攔截失效的癱瘓狀態(tài)。
同時,新一代航母還將針對自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作戰(zhàn)環(huán)境,將電磁脈沖防護(hù)納入各裝備系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃,利用石墨烯、等離子體防護(hù)材料以及微波光子技術(shù)等新思路,來提高核心部位強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)效果;加強(qiáng)對強(qiáng)電磁脈沖威脅分析評估、損毀效應(yīng)預(yù)測、防護(hù)措施設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)研究,以提升航母在復(fù)雜電磁環(huán)境下的安全性和持續(xù)作戰(zhàn)能力。
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