报道:冯小川、陈志辉

中国第一艘完全自行设计的航母福建舰下水，使用中压直流电磁弹射系统，比美国的交流电系统节能，中国电磁弹射之父马伟明称，中国电磁弹射已比美国先进。

中国第三艘航母福建舰正式在6月17日下水，象征中国海军向前迈进一大步。

首先，中国将成为在美国以外，拥有最大和最多航母的国家。

第二，它是完全由中国自行设计制造，是中国第一艘全通甲板航母，摆脱了之前两艘辽宁号和山东号的苏联影子。

第三，中国是第一个国家没有使用蒸汽弹射跑道，就直接使用先进的电磁弹射跑道。尽管如此，福建号的设计，特别是飞行甲板和舰岛的布置，仍有很强的试验性质影子。

只花20年取代英国

航空母舰是世界上最昂贵的武器平台，是国家海军实力的名片，是国家向外投放兵力、实施炮舰外交的重要工具。美国之可以称霸海洋，迅速回应国际危机，给敌人施加强而有力的震慑力，担当世界警察的角色，皆因航空母舰为白宫提供了最有效的军事选择，令每当有危机出现，美国总统总会问：“我们的航母在哪里？”

目前全世界只有8个国家拥有航空母舰，但它们多是吨位小，数量少。美国海军现时拥有11艘核动力航母，每艘排水量超过10万吨，最高可搭载80架各类军机。

现时航母数量排第二的英国皇家海军，近几年建成的两艘伊莉莎白女王级排水量有7万2000吨，使用滑跳甲板而非全通甲板，只能使用垂直升降的战机，但足以令其跻身第二航母强国。

所以，当排水量有8万吨的福建号正式服役后，中国将可取代英国，拥有的航母数目继美国之后，位居世界第二，虽则与美国海军仍然有一段相当大的距离，但在短短20年间，中国海军可以飞跃成为世界第二大海军，实是令人难以想像。

辽宁号是中国第一艘航母，其前身是苏联未完成的瓦良格号，而第二艘山东号，是参照辽宁号自行建造，所以两艘航母本质上都是基于苏联的设计。福建舰是脱胎换骨，由之前两艘使用的滑跳甲板改为全通甲板，令甲板的面积可以更有效使用，搭载更多的战机，而最关键的好处是舰载机可用舰上的弹射器，而不是单靠自身动力达到起飞速度，让飞机可以最高的负重起飞，尽量发挥军机的性能。

引入电磁弹射技术

福建舰的另一亮点，是使用了目前最先进的电磁弹射轨道。在此之前，所有航母都是用蒸汽弹射，即是将蒸汽压力转化为对飞机的推力，协助加速起飞，虽然蒸汽弹射用了近70年，但工程师对它又爱又恨。

电影《壮志凌云》的开头，在一幕幕蒸汽下，把起飞操作拍得气势磅礴，其实从弹射器溢出的蒸汽不单影响视线，降低喷气发动机性能，还会侵蚀喷气发动机的涡轮叶片。

由于弹射期间要从主推进发动机吸取大量蒸汽，在连续8次弹射后，尼米兹级航母的航速可从30节降到只有22节。

更大的问题是蒸汽排放阀打开就无法调整，弹射时所产生的牵引力经常会发生较大的瞬变(transients)，缩短机身寿命，也不适合弹射轻型无人机。再加上结构如蓄能器、管道、阀门和相关机械既复杂又重，需要大量人手维护，令母舰重心偏高。再者，蒸汽弹射效益极低，只有4%至6%的能量是真正用于弹射用途。

为了摆脱蒸气弹射，美国在2000年代开始研发电磁弹射系统，准备用在最新的福特级航母上。

省维护人力增出勤率

电磁弹射利用电流产生磁场，沿弹射轨道推动滑架弹射飞机，由于可通过调节电流控制速度，加速较为平稳，最大初始加速度约为3G，只是蒸汽弹射器的一半，大幅减少舰载机在弹射时的损耗，也可弹射轻型无人机。

省去了蒸汽弹射器的机械装置，总重量节省约12%，可减少大约25%至35%的人员维护需求，出勤率更可提高约25%。

电磁弹射是全新的系统，涉及多种新技术，美国由研发到应用的过程并不顺利，第一艘引入电磁弹射的福特号，在测试时远远达不到设计时弹射4000次只有一次故障的要求，而是约200次已有一次故障，再加上其他新系统的问题，令福特号首次作战部署由原来的2008年一拖再拖至今年。

蒸汽弹射和电磁弹射是两套完全不同的系统，中国摒弃老方法，直接引入电磁弹射是聪明和合理的想法，但当中的挑战可谓不少，电力供应是其中之一。

电力供应有待观察

福特号是核动力航母，福建号则是常规动力，外界有不少质疑，常规动力能否支撑电磁弹射所需。问题关键在于舰母的蒸汽轮机是否能提供足够的发电量，核能占优的原因是可以提供持续的电力而不用补充燃料，但不代表传统动力做不到。

有消息指出，中国在大功率汽轮发电机研发制取得了重大突破，福建号也很大机会用上全电力推动。而有电磁弹射之父之称的马伟明研发超级电容和中压直流输电网络以取代交流电系统，进一步解决电磁弹射的电力问题，至于能否做到如他说“中国电磁推进已经领先美国一代”，仍有待观察。

电磁弹射的优势在于增加弹射的架次和效率，但在福建号的甲板设计上，并未以完全提高甲板操作效率为最重要的考虑因素。事实上，航母每一寸甲板都是珍贵的空间，飞行甲板各项细致的设计，例如弹射轨道、降落跑道、升降机和舰岛位置等布置，决定了舰载机出勤的效率，关系到航母的战力，美国在战后的航母设计中，也不断作出调整，才有现时福特级的设计。

美国在战后建造的航母都有4条弹射跑道，各两条分别设在前甲板及左舷腰部降落跑道侧。福建号在前甲板有2条，降落跑道只有一条置于航母左舷外侧，即美国航母的四号弹射器（C4）。

只用3条弹射跑道

根据美国的操作经验，C4通常不会用作弹射满载的飞机，因为大翼展的飞机（例如低速预警机）会有部分伸出飞行甲板边缘外，而失去部分地面效应和升力，故此较少使用。

中国只用3条弹射跑道，可能和成本控制和电力供应有关，或是中国认为3条已足以应付需求。

至于福建号使用限制较多的外侧弹射器，而不选设内侧的弹射跑道，可能考虑到后者与着舰跑道重叠，使用率会比较低，同时减少一套弹射器，可以留出很多宝贵的空间。当然，这些猜想是否中国工程师真正的想法，要留待他们解答了。

两部升降机的限制

目前不清楚福建号机库的容量，美国的航母会将约40%左右的舰载机放在机库，而升降机是将飞机运送到飞行甲板的唯一方法。

福建号只有2部飞机升降机（见附图一），在右舷舰岛的前后，位置也如辽宁号和山东号同出一辙，目前不清楚这样设计的原因，前两艘航母只有两部升降机，很可能出于舰载机不多，且甲板面积有限的考虑，但福建号要大得多，以现时的设计如要使用左舷的C3弹射器，只可用右舷的升降机，不必要地增加甲板上横向交通，如果在左舷多增一台升降机，便可以大大增强飞行甲板和机库之间的飞机调动，这亦是自小鹰号以至福特号设计时的考虑。

2部升降机的另一问题是冗余度不足，万一升降机出现故障或战损，这将导致飞行甲板和机库之间严重交通堵塞。

举例来说，如一号升降机故障，回收的飞机便要堆积在飞行甲板的前端，要往后拖到二号升降机才能回到机库，在舰岛前肯定会造成严重挤塞。

同样地，如二号升降机故障，只能通过一号升降机将飞机从机库送到飞行甲板前部和后方的三号弹射器，将数十吨的飞机在狭窄的甲板拖来拖去，特别是往后拖时，肯定是后勤的噩梦！

舰岛设计视野更好

福建号的舰岛位于船中稍后，置于2部升降机之间，有别于美国福特级将舰岛置在后方。

舰岛位于船中，好处是为航行驾驶提供更好的视野，但也会为飞行甲板上的飞机纵向移动造成交通瓶颈，减低甲版使用效率。

另外，舰上的飞行控制中心(Pri-Fly)类似福特级，置在桥舰之上，向左舷外突出，这样既可以提供良好的前视视野，观察着舰的飞机，并有助减少舰岛长度和占用甲板面积。

舰岛右舷的窗户很少，这可提供更好的三防（核、生物、化学）保护，但也可能会影响右舷的视野。

在飞行甲板的设计和操作上，中国已掌握大量的美国经验，但并未成为福建号的参考对象，甲板看似并非完全针对优化作业而设计。

笔者列举几点。首先，福建号的二号弹射器的偏流板(jet blast deflector)部分横跨斜角着舰跑道的前端，令飞机着舰时不能使用二号弹射器。当然回收和起飞极少同时进行，但福建号的设计肯定杜绝了这种可能性。

第二，一号弹射器的偏流板几乎与一号升降机的前沿并肩，令停留在一号升降机上的飞机易受喷射气流和高温（特别是辐射热）影响，也令升降机在一号弹射器操作时而不能使用。

另外，三号弹射器的纵向位置相对靠前，若飞机在此弹射，大翼展飞机的右翼尖可能会过于接近在二号弹射器待命飞机的翼尖。

采保守四套拦阻索

其实如果一号升降机可以向后移动10米左右，一号和二号弹射器的始点和偏流板都可以移向右舷，二号弹射器的偏流板就能远离着陆跑道，这正是福特级航母所做的方法。当然，这样的改变会导致停放在舰岛前的飞机减少。

另一方面，最新的美国航母已开始采用3套拦阻索，而非旧有的四套，但福建号仍决定采用较保守的四套。

舰载机战力最关键

甲板的设计无疑会影响操作效率，但对航母来说，舰载机队的组成才是影响战力的最关键因素。

美国航母上的航空联队配有战斗攻击机、预警机、电子战机、反潜及多用途直升机和运输机，组成独立的作战力量。

中国现时的舰载定翼机只有代号歼十五的飞鲨，用作战斗和攻击用途。网上流传中国新一代的舰载隐形战机歼35、预警机空警600正在试飞，有传歼15也将设有电子战版，可见中国正在不断增加海军航空联队的成员。

正如笔者在上周的福岛文章提到，由于欠缺定翼预警机，令英国海军付上非常沉重的代价，而中国鹰眼是否成功，将关键性决定未来中国航空母舰战斗群的发挥。

船·体·短·评:
整全战力路仍漫长

迄今仍没有山东号或福建号航母的水下船体图像，根据几张两舰轻载时拍摄的图像，其船体大致上与辽宁号相似，但球鼻首有所增大，并采用状似椭圆形的横截面，这种球鼻首如果设计正确，可较原来辽宁号的泪滴形球鼻首更能节源。

另外，中国《现代舰船》杂志于2020年3月发布了一张山东号三视图，这是笔者目前唯一得悉的山东号水下船体的形状，如果这三视图正确，则山东号的船舯截面会过小，无法为其侧面保护系统提供足够的深度，以防止水下爆炸（鱼雷或水雷）而引致的损伤，将会对其生存能力产生不少负面影响。

附图二上方描绘了美国福来斯特号航母（美国在战后建造的第一款航母，以常规动力，满载排水量八万一千吨）和下方的山东号船舯横截面比较，2船的最大横截面系数分别为0.968和0.90（如横截面系数等于1，船的最大横截面是一个矩形，造船工程师通常会为较大的船体提供较大的截面系数）。

若福建号参考了东山号的设计作渐进修改，这将是一个潜在隐忧，但这只是有限的推测而已。

航母是一个非常复杂的作战平台，福建号下水后，仍要进行一系列的测试。作为一艘全新设计的航母，应用上全新的电力系统和电磁弹射技术、融合新一代的舰载战机，当中要克服多少困难和挑战，外界是难以想像，要达到整全的战力，中国仍有一段漫漫长路要走。

美国海军的福特号由于同时引入多种新技术，带来了惨痛的教训，新系统的可靠性低，超支不断，部署屡次延误，福建号会否重蹈福特号的覆辙，不可能靠幸运之神的祝福，只能靠工程师的实力。 

新闻来源:亚洲周刊