伊丽莎白女王级航空母舰(英文:Queen Elizabeth-class aircraft carrier)是英国皇家海军正在建造的一级采用传统动力,短距滑跃起飞并垂直降落的双舰岛多用途航空母舰。
建造中的伊丽莎白女王号
本级舰是英国皇家海军有史以来最大的战舰,并首次使用燃气轮机和全电驱动。本级舰将取代以反潜作战为主要任务只能搭载有限数量舰载机的无敌级航空母舰,成为英国未来的远洋主力。
本级舰首舰"伊丽莎白女王"号总造价约五十亿美元,于2014年7月下水,2017年6月试航,2017年12月7日正式服役,预计2018年开始飞行试验,2020年形成初始作战能力,它将成为英国皇家海军第二艘同样取名为"伊丽莎白女王"号的军舰。2号舰"威尔士亲王"号于2011年5月开工,目前已开始总装建造,因预算问题服役时间将推迟。
海试中的“伊丽莎白女王”号
12月7日上午,“伊丽莎白女王”号航母停靠在母港朴茨茅斯海军基地。3700多名宾客汇聚一堂,见证这艘新航母正式服役入列。
朴茨茅斯海军基地
发展沿革
发展背景
第二次世界大战之后,英国国力不再强盛,历史悠久的皇家海军无力维持传统起降型航空母舰。19世纪60年代,英国曾提出"CVA-01航空母舰计划"以替换二战时期的老旧航空母舰,但英国已无法支持如此庞大的航空母舰发展计划,最终因造价过于昂贵在1966年被当时的英国工党政府取消。之后70年代工党执政期间,英国所有大型航空母舰全部退役,甚至包括刚刚完成现代化改装,搭载专门从美国采购的F-4K舰载机(F-4战斗机改进型)的鹰级皇家方舟号航空母舰。
为了避免没有航空母舰可用的尴尬,英国皇家海军退而求其次,推出了轻型无敌级航空母舰,其主要搭载短距起飞垂直降落型(STOVL)战机和直升机,以满足反潜和有限度的制海、制空等任务。在冷战时代,北约的欧洲盟国在大西洋上的主要任务就是防堵苏联潜艇的封锁,海上打击主力落在美国强大的航空母舰战斗群身上,因此以反潜为主要任务的无敌级航空母舰基本可以满足战斗需要。
艰难抉择
从20世纪80年代开始,英国一直在"大国的脸面"和"缩水的钱包"之间反复纠结。除了建造航空母舰本身所需的巨额资金,对英国而言更难以承受的是研制新一代海军舰载机所需的高额成本。在80至90年代,英国一度提出"天钩航空母舰"计划,在驱逐舰/护卫舰等级的小型舰艇上搭载垂直起降战斗机,试图以最低的成本获得海军航空能力。90年代中后期,享受到冷战红利的英国经济状况逐渐好转,皇家海军终于开始考虑新一代大型航空母舰。
为了能在2010年左右及时替换无敌级航空母舰,英国早在1994年便开展了新一代航空母舰的初期评估研究,计划名称最初为CVSG(R),之后演变为CV(R)。1995年1月,英国还与美国签订了谅解备忘录,正式加入了当时还被称作JAST的联合打击战机计划。1996年英国国防部经讨论后公布了初期评估结果,认为皇家海军必须建造两艘3万到4万吨级,能搭载最多40架固定翼飞机的中型航空母舰来取代现役三艘无敌级航母,这样才能在地区冲突爆发时提供足够的战力,在需要时迅速地将火力投放到世界上任何一个地点,并与盟国海军协同作战。除自行研制新舰外,英国也曾研究取得两艘美国海军福莱斯特级航空母舰的可行性,不过这显然不符合成本效益。
建造历程
2005年12月,英国国防部宣布由其管辖的"联合体"董事会负责项目的指导和管理,由BAE系统公司负责航母的总体设计、建造、试航及航母验收工作,包括领导工程团队、负责任务系统的设计以及舰体中部和后部分段的设计和建造;泰雷兹集团负责领导设计平台、动力和推进系统,并负责舰载机接口的设计;KBR公司负责为项目提供管理服务;巴布科克公司和VT集团负责设计和建造2个前面的分段,最后由巴布科克公司在罗赛斯造船厂(Rosyth)进行总装。
2007年7月25日,时任英国国防长布朗正式宣布订购"伊丽莎白女王"号和"威尔士亲王"号两艘航空母舰,成本总计约40.85亿英镑。2008年7月3日,英国国防部与相关企业签订了伊丽莎白女王级航母的建造合同。随后,航母上各设备和系统的分合同也陆续签订。2008年,BAE系统公司和VT集团成立合资公司BVT水面舰艇公司,整合了两个公司水面舰艇的建造、维修等业务,下辖4个船厂。"联合体"也相应的由BVT水面舰艇公司领导,并重新约定BVT公司负责整个航母"联合体"以及各项细节的总体管理,并负责制订建造计划;泰雷兹集团负责动力和推进装置的设计,包括航空设备和F-35B的整合上舰等;巴布科克公司负责装配和集成,并着眼于细节设计和建造;BAE系统公司集成系统技术部负责设计、采购和任务系统的集成。而作为用户的英国国防部负责审批和验收。
2009年7月7日,在BVT水面舰艇公司格拉斯哥市(Glasgow)的戈文造船厂(Govan shipyard)举行了切割钢板仪式,标志着"伊丽莎白女王"号航母正式开始建造。由于这两艘航母是英国海军史上最大的战舰,英国任何一家造船厂都无法单独完成建造。同时为保证在合同约定期内完成,"联合体"制订了大型模块分段建造策略。伊丽莎白女王级航母巨大的舰体被划分为6个舰体超级分段、6个中间分段、12个舷台分段和2个岛式上层建筑,由4家公司的6家造船厂共同建造,分别是BVT公司的戈文造船厂、朴次茅斯造船厂,巴布科克公司的阿普尔造船厂(Appledore Shipyard)、罗赛斯造船厂、凯莫尔·莱尔德造船厂(Cammell Laird shipyard)以及A&P公司的苔茵造船厂。最后,将这些舰体分段运往罗赛斯造船厂进行总装。除此之外,剩余的零星建造工作,则在造船界和工程界采取公开竞标的办法予以解决。
重要节点
2008年7月3日,签署建造伊丽莎白女王级航空母舰的合同。
2009年7月7日,位于格拉斯哥克莱德河畔的戈文造船厂切割了"伊丽莎白女王"号的第一块钢板,正式展开建造作业。
2009年8月25日,航母的第一批舰体分段运抵至罗赛斯造船厂,开始第一阶段的装配任务。
2009年10月,罗尔斯·罗伊斯公司交付了航母首批设备,包括"海王星"减摇鳍和MT30燃气涡轮机。
2009年12月,航母早期的舰体钢结构在德文郡(Devon)的阿普尔造船厂成形。
2010年1月25日,英国政府宣布将保障价值4400万英镑的"伊丽莎白女王"号飞行甲板建造工作,由位于伯肯黑德(Birkenhead)的凯莫尔·莱尔德造船厂负责。
2010年2月25日,"伊丽莎白女王"号的2号船段在朴次茅斯造船厂开工,这是一个重达6000吨、长70m 、宽40m与高18m的重要的大型船段。
2010年3月,"伊丽莎白女王"号的舰球鼻艏1号船段由阿普尔造船厂建造完成,之后拖至罗赛斯造船厂进行组装;4月,下部分段中的头两块子分段也在阿普尔造船厂完工。
2011年5月26日,伊丽莎白女王级二号舰"威尔士亲王"号切割第一块钢板,正式开始建造。
2011年8月,由BVT公司的戈文造船厂建造的舰底3号分段由水路运往罗赛斯造船厂。
2012年2月16日,BVT公司的朴次茅斯造船厂开始建造"威尔士亲王"号的舰艏底部2号船段总成,此船段总重约6000公吨,其内包括轮机舱室、储藏区、主要输配电室以及85间人员舱室等。
2012年4月9日,"伊丽莎白女王"号的两个大型船段(LB-04)完成合拢,其中一个船段由戈文造船厂制造(包括2个轮机舱、一个医疗舱区以及其他居住舱等),另一个船段则由朴次茅斯造船厂建造,重4087吨;随后,这个船段在于另一个长80m、重11500吨的大型船段结合。
2012年4月,"伊丽莎白女王"号的第一个可变距螺旋桨(直径近7m)由罗尔斯·罗伊斯制造完成,而将装备于该舰的第一具MT30燃气涡轮机也成功地进行了测试。
2012年10月14日,"伊丽莎白女王"号最大的4号船段由戈文造船厂建造、重达11300吨的舰尾船段(长80m、宽20m)完工出厂,这也是"伊丽莎白女王"号最后一个需由其他厂区经由水路运至罗赛斯船坞的舰体船段。
2013年4月,"伊丽莎白女王"号的前舰岛已经就位,舰体已经大致成形,主要分段就只差后舰岛还没到位。
2013年6月11日,"伊丽莎白女王"号最后一个完工的分段-编号14号的后舰岛完工在格拉斯哥的斯科特斯顿(Scotstoun)完工,此分段重750吨,高度超过30m,总共分为110个隔间,其内铺设44000m以上的电缆线;6月16日,后舰岛分段由水路运抵罗赛斯,随后在6月28日安装在舰体上。
2013年11月11日,"伊丽莎白女王"号的滑跃甲板安装完成。
2014年1月,"伊丽莎白女王"号的S1850M对空搜索雷达安装完成,同时2号舰"威尔士亲王"号的舰首船段进入罗赛斯造船厂进行组装。
2014年7月1日,皇家海军"卓越"号(HMS Illustrious CV-06)航空母舰抵达罗赛斯造船厂,准备参加"伊丽莎白女王"号的下水典礼。
2014年7月4日,"伊丽莎白女王"号在苏格兰法夫的罗塞斯造船厂举行命名下水仪式,英国伊丽莎白女王二世出席典礼,亲自为以她名字命名的战舰命名,并在船头敲碎苏格兰威士忌。英女王丈夫爱丁堡公爵、英国首相卡梅伦、英国国防大臣哈蒙德、苏格兰政府首席大臣萨蒙德和英国前首相戈登·布朗,以及约3500名设计和建造人员参加了仪式。下水后,女王号航空母舰将在船厂码头靠泊进行舾装。
2014年7月17日,"伊丽莎白女王"号航空母舰首次出坞。
2014年7月28日,2号舰"威尔士亲王"号的一个大型分段离开BAE系统公司的格拉斯哥戈文造船厂,被运往罗塞斯造船厂准备进行最后的总装。
2014年9月,"伊丽莎白女王"号航母成功完成了的倾斜试验,以确定其准确的重量和重心位置。
2015年11月23日,英国政府发布了《2015年防务与安全战略审查报告》,确认了伊丽莎白女王级航母将具有强大的两栖作战能力,并承诺将采购138架F-35战斗机,其中的24架将在2023年之前配置到航空母舰上。
2015年12月,"伊丽莎白女王"号航母的主动力装置MT30燃气轮机首次成功点火。
2016年4月20日,"威尔士亲王"号已经完成80%的工作量,预计2017年下半年下水,2019年交付皇家海军,2023年形成作战能力。
2017年6月26日,"伊丽莎白女王"号航空母舰于当地时间周一正式下水试航,从苏格兰的罗塞斯出发,将在苏格兰的东北海岸进行首次为期六周的海上试验对未来的旗舰基础系统进行初步测试。
2017年8月16日,英国皇家海军"伊丽莎白女王"号航母在结束了与美国海军"乔治·布什"号航母编队的联合训练后,首次返回其位于英国南部的母港朴次茅斯,现场有多艘船只出港迎接。"伊丽莎白女王"号自6月起离开苏格兰的船厂后,一直进行海试及训练。
2017年12月7日"伊丽莎白女王"号航空母舰正式服役。
航母舰岛
英国对于航空母舰的设计有过许多贡献,全通甲板、斜角甲板、蒸汽弹射器、助降灯和喷气式飞机上舰等都是英国人的发明。在伊丽莎白女王级航母上,英国人使用了军舰前后两个岛式上层建筑的独特外观。对此种布局英国早在设计马耳他级大型航空母舰时就打算使用,在后来的1952年型航母上再度出现过这种设计。由于两种军舰最终未能建造,"伊丽莎白女王"号航母便是世界上第一艘采用双舰岛的航母。双舰岛"将分担岛式上层建筑的功能,靠近舰艏的前部舰岛主要安装有航海、导航、远程探测和警戒、编队通信设备,最醒目的是S1850M远程雷达,将担负航行驾驶等指挥控制任务,同美国航母一样,舰长和司令部职权及战位分置。后部舰岛上主要安装有航空指挥、舰机通信、电子对抗等设备,最明显的是997型中程雷达和可倾斜放倒的主桅杆,主要担负舰载机飞行控制和航空管制任务。每座舰岛内部都设有武器升降机,舰岛和右舷边之间有一过道,可以转运武器弹药,互不干涉影响。
"伊丽莎白女王"号航母的双舰岛设计可以让燃气轮机的布置更加合理,由于航母配置了2台燃气轮机,每台燃气轮机都需要有较大体积的进排气管道。设置2个舰岛,每个舰岛下面可以布置1台,对应的管道可以分别布置在各自对应的舰岛内部,占用的飞行甲板下面的空间也较少。另外双舰岛可以减小岛式上层建筑的体积和占用飞行甲板的面积,燃气轮机的进气和排气系统相对比较复杂,如果缺少优化设计,像无敌级航空母舰那样,2座异常高大的烟囱,导致航母上层建筑体型庞大,飞行甲板也非常狭窄。泰雷兹集团认为这种设计形式所占航母甲板的面积是最小的,而且风洞试验结果表明,这种配置方式也减少了对后部飞行甲板的气流影响。
伊丽莎白女王号特色双舰岛
动力系统
伊丽莎白女王级首次在大型航母上使用了燃气轮机,并成为世界上第一艘采用IFEP综合电力推进系统的航母,虽然与传统的蒸汽轮机、机械传动相比,这种先进动力系统在功率方面还有差距,但在系统占舰内体积比例、动力系统重量、动力分配灵活性等方面有很大优势。伊丽莎白女王级主机采用了两台罗尔斯·罗伊斯生产的单机功率36MW的MT30燃气轮机,未来该燃气轮机的功率有望提高到40MW。舰体上两个轮机舱分开布置,每个舰岛下设置一个,相距较远,这样可缩短烟道,而且有利于提高航母的生存能力。伊丽莎白女王级的巡航动力来源是瓦锡兰(Wartsila)公司生产的两台单机功率11MW的16V38B柴油机组,发电机组也是瓦锡兰公司生产的两台单机功率9MW的12V38B柴油发电机组。主动力最大输出功率在108MW(约145000马力)以上,其中80MW用于驱动四台法国科孚德机电(Converteam)公司生产的先进感应电动机。英国皇家海军45型驱逐舰与美国朱姆沃尔特级驱逐舰的电力推进系统,也都采用了科孚德机电公司生产的先进感应电动机。伊丽莎白女王级的最大航速约为27节,虽然最高航速低于航母一般应具备的30节左右航速的标准,但是能够满足装备弹射器的常规航母起降飞机的要求,对于短距滑跃起飞而言也不是问题。
飞行甲板
伊丽莎白女王级的飞行甲板总面积约16000平方米,涂有防滑抗热涂装,舰首设有一个仰角12度的滑跃甲板,起飞区长约162米,宽18米,跑道末端设有一个导流板,防止飞机起飞时,伤及甲板工作人员,整个飞行甲板规划有六个直升机起降点;如果将整个飞行甲板的260m纵深都作为起飞助跑距离,则能让固定翼飞机在满载情况下起飞。滑跃甲板为英国航空母舰一贯的设计,只占据飞行甲板前端的一半,另一半用于停放飞机。作为英国第二代滑跃起飞、垂直降落型航母的伊丽莎白女王级,沿袭了许多无敌级航空母舰的设计理念,再加上使用美国制造的具有极佳短距起飞能力的F-35B战斗机,使该级航母的起降效率和作战能力十分突出。
伊丽莎白女王级的飞行甲板配置两座舷侧升降机,均位于右舷,一座设在两舰岛之间,另一座位于舰尾右侧,设置舷侧升降机可以不占用起飞区和着舰区,有利于提高航母运行效率。两座升降机的载重能力为70吨级,一次可以运送2架F-35B战斗机,能在60秒内将飞机从机库运送至飞行甲板。另外舷侧升降机内侧开口大,外侧开口小,有利于减少航母上浪,与传统舷侧升降机相比,还有利于增加舰体强度或者降低设计难度。虽然进出机库不如美国或法国航母方便,但考虑到载机不多、作战强度不是很大的情况下,此种设计完全可以接受。伊丽莎白女王级从底舱至上层建筑共划分为14层甲板,其中主舰体内有9层,自艏向艉由18道水密隔舱分割成19个水密舱段。舰体中上部靠上位置是下甲板机库,长约163m,宽约26m,层高约7.1m,面积约4200平方米,设有20个飞机修护区,能容纳24架F-35B和10架EH-101"灰背隼"直升机,或者26架海鹞系列战斗机,或是45架"海王"等级的中型直升机。
为了提高舰载机的出动架次率,伊丽莎白女王级的甲板作业将采用"一站式补给、武器装填"概念,在甲板上设置几个类似汽车维修的"地沟",飞机可以在一处同时完成燃料补给、挂载弹药等作业,这样有利于节省甲板空间和作业时间,而无敌级航母都是分别在基础完成这些作业的。伊丽莎白女王级被要求能在15分钟内让24架航空器起飞,24分钟内回收24架航空器。
舰载机
伊丽莎白女王级最多能容纳36至40架F-35战斗机,机库最多可容纳两个中队共25架F-35。舰载机有多种编制,在平时状态下,舰上编制一个中队9至12架F-35战斗机、4架加装MASC的预警直升机与6架EH101"灰背隼(Merlin)"反潜直升机,,并另外配置1至2架通用直升机执行垂直补给或海面搜救任务;在危机时期或北约重要演习中,伊丽莎白女王级将采用"打击编制",搭载两个中队共30架F-35战斗机(实编可能只有18至24架)、4架MASC预警直升机和6架EH101"灰背隼"反潜直升机。在实际作战时,伊丽莎白女王级将把对敌国陆地打击能力提升到最大,搭在两个中队共36架F-35B战斗机以及4架MASC预警机,不搭载EH101"灰背隼"反潜直升机;在两栖突击模式下,舰上全部装载直升机,可选择混合编组(18架EH101"灰背隼"运输直升机、6架CH-47支奴干运输直升机、6架WAH-64阿帕奇攻击直升机、4架监视海洋用的UAV无人机或"守望者"无人侦察机) 或25架CH-47支奴干运输直升机。
舰电武装
伊丽莎白女王级的电子系统与武器装备碍于预算拮据而相当精简。其舰身没有直接用于防御的装甲,在重要部位可能有加厚钢板和凯夫拉复合材料,以防弹片造成的损伤。单舰点防御自卫武器包括三座美制MK-15 Block 1B密集阵近程防御武器系统,以及四座DS30B型30毫米舰炮。此外,舰上还将布置箔条、诱饵以及电子干扰装备等软杀伤装备。
伊丽莎白女王级主雷达使用997型"工匠"中程三坐标多功能雷达,该雷达还包含有45型驱逐舰上安装的"桑普森"多功能雷达的电子子系统,其设计可靠性更强,并降低了维护需求;将采用泰雷兹集团生产的S1850M远程电子扫描搜索雷达作为主要对空雷达,还将安装SMART-L多用途雷达和声光导航(NLSS)信号系统。对于航母而言最重要的战斗力要素还是舰载机,而不是舰上搭载的其他武器或电子系统,因此电子武装系统只要能满足航空母舰作战的基本要求即可。为了最大幅度地降低人力需求,伊丽莎白女王级航母尽可能提高自动化程度,使用更多机械设施来减少弹药搬运/挂载作业所需的人力。同时也在舰上人员的日常管理方面采用了许多方法,例如机械化的仓储设施、将厨房减少为一个、同时为军官与士兵供餐、以可重复使用的杯子盛装饮料而不供应易开罐以减少垃圾。
性能数据
| 舰体参数 | |
|---|---|
| 舰长 | 280米/288米 |
舰宽 | 73米 |
| 吃水线宽 | 39米 |
| 吃水深度 | 11米(一说9.9米) |
| 排水量 | 64000/65000吨 |
| 飞行甲板 | 长280米,约16000㎡ |
| 机库面积 | 约4200㎡,设有20个飞机修护区,两部舷侧升降机 |
| 航速 | 25-27节 |
| 续航力 | 10000海里/18节 |
| 舰员编制 | 1600人(包括航空人员) |
| 传动 | 双轴双5叶大侧斜螺旋桨,桨叶直径6.7m |
| 动力系统 | IFEP综合电力推进系统,推进总功率108MW以上 2台单机功率36MW级的MT30燃气涡轮机 2台单机功率11MW级的16V38B柴油机 2台单机功率9MW级的12V38B柴油机 4台单机功率20MW级的先进感应电动机 |
| 舰电武装 | |
|---|---|
| 舰载机 | 最大载机量40架(4架直升机和36架固定翼飞机) F-35战斗机B型 CH-47支奴干运输直升机 WAH-64阿帕奇攻击直升机 EH101"灰背隼"多用途直升机 加装"MASC"设备的预警直升机 UAV无人机 |
| 武器装备 | 3座MK-15 Block 1B密集阵近程防御武器系统 4座DS30B型30毫米舰炮 |
| 电子设备 | 主雷达:997型"工匠"中程三坐标多功能雷达 对空雷达:S1850M远程电子扫描搜索雷达 SMART-L多用途雷达 超电子系列2500型电光学系统(EOS) 声光导航信号系统 |
| 舷号 | 舰名 | 英文舰名 | 母港 | 开工日期 | 下水日期 | 服役日期 |
| R08 | 伊丽莎白女王 | Queen Elizabeth | 朴次茅斯海军基地 | 2009.7.7 | 2014.7.4 | 2017年12月7日 |
| R09 | 威尔士亲王 | Prince of Wales | 朴次茅斯海军基地 | 2011.5.26 | 预计2018年 | / |
伊丽莎白女王级航空母舰是世界上吨位最大的"滑跃起飞、垂直降落"型航空母舰,这种起降方式此前只有轻型航空母舰和"兼职"航空母舰的美国两栖攻击舰采用。对于大型航空母舰来说,这造成的主要问题是可用的固定翼飞机受到限制,尤其是无法搭载固定翼预警机。但F-35B战斗机的隐身性能、先进电子系统、强大的武器搭载能力以及伊丽莎白女王级预留的加装弹射器和拦阻装置的设计则基本解决了这个问题。因此"伊丽莎白女王"号将来入役后的实际作战能力可能一举超过装备米格-29K战斗机的印度和俄罗斯(库兹涅佐夫号航空母舰将使用改装的米格-29K战斗机)航空母舰,而与搭载阵风战斗机的法国戴高乐号航空母舰和搭载歼-15战斗机的中国辽宁号航空母舰相比,则各有所长。
"伊丽莎白女王"是英国海军首次用王室名字命名的航空母舰,在一战前英国曾以"伊丽莎白一世女王"的名字命名了一型战列舰,该型战列舰曾是当时最强大主力舰。如今用女王和王储的名字来命名新型航空母舰,无疑体现了该型航母在英国民众心目中的地位,也显示出英国皇家海军准备重返"大型航空母舰俱乐部"的决心,也标志着英国海军进入了历史新阶段。
由于受经济问题困扰,英国计划在伊丽莎白女王级航空母舰二号舰"威尔士亲王"号上先装备直升机,而暂不配备固定翼飞机,这样就使其变成了一艘超大号的两栖攻击舰。这样的配置可以在短期提升英国的远洋投送能力,又能锻炼舰员,为将来"变身航空母舰"打下基础。英国耗巨资打造全球一流的航空母舰编队,但却不急于求成,而是量力而行,以逐步改进和完善的方式完成"大航空母舰之梦"。这种灵活适度的方式和做法,非常值得目前正在打造航空母舰编队的国家借鉴。而就其本身而言,也是当今世界最强大的航空母舰之一,完全能满足英国在未来的作战需要。
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