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空中航母是弯道超车的利器

(2018-01-14 12:42:47)

        

 


 

空中航母有着重大的政治军事意义,是破解美国航母战斗群的尖兵利器,细节不便在本文中细述,本人愿就此,求见军委领导。

此事重大,万望周全,进可为国解燃眉,退以尽布衣报国之向。

如蒙祖国召唤,必效唐雎,定不辱使命。

以区区十余页之僻陋,欲堪黎曼八页之美文,心惴惴矣,取舍之别,唯上一念。

 

兹请允下汇报如次:

一,新原理更为重要

二,空中航母的基本要求

三,现有飞行器的飞行原理,无法实现空中航母

四,发展海上航母,缓不济急

五,单位面积升力的不足,是制约空中航母的关键要件

六,空中航母的意义

 

一,新原理更为重要

空中预警机是把陆地上的雷达指挥系统,搬到飞机上;航母则是把飞机场搬到海上。

预警机与航母所获得的政治军事收益,历史与现实已经证明。

收益来源于装备平台的“空间”变化——由地向空、由地向海。

天下武功唯快不破,则是强调了“时间”的变化,螺旋桨飞机、喷气式飞机、超音速飞机、高超音速导弹与飞机等等,“快”对于抢占“先机”,有着莫大的利益,“兵贵神速”即是此意。

由此可见,武器装备优势地位的获得,无非是在时间与空间的变化进步上,支持这种变化的硬条件是技术的可行性,软条件是思路的创新。

新思路迎来新视野,新原理带来新装备。

创新,新能源、新材料、新技术是创新;新原理的创新,意义则更为重大,新原理往往导致:在旧理论框架内实现的技术装备,出现崩塌式的“贬值”,例如,热兵器对冷兵器、机械化对骡马化、信息化对机械化、核武器对常规武器、隐身对非隐身等等。

飞机发明前,人类是“不可能”飞上天的;火箭发明前, 人类是“不可能”登上月球的;蒸汽机发明前,火车是“不可能”的;因此,“不可能”需要辩证看待,“不可能”是在现有认知范围内的“不可能”,一旦思维模式被打破,“不可能”就成为“可能”而且是“必然可能”。

棋逢断处生,有从无中来。

“不可能”之处,往往是新的“可能”诞生之地,往往孕育着更大的“可能”。

 

二,空中航母的基本要求

按照装备时空变化的逻辑,可以想见,如果能够把飞机场搬到天空上,必定也会获得如预警机与航母一般巨大的政治军事收益。按照以空制海的优势,美国人的航母舰载机,战时将无法升空,航母就会失去存在的价值,因此,战略意义无比巨大。

循着这一思路,如果把这种空中机场称为“空中航母”,那么空中航母需要具备什么条件呢?

基本要求:

1)巨大的载重量。以歼20战斗全重为25吨计算,那么50架歼20,就是1250吨,加上燃油、武器、人员、维修体系、指挥体系、生活设施、结构自重、防御体系等等,“空中航母”没有500010000吨的载重量,是没有意义的,这是最低要求。

2)数以月计的滞空时间。现有的飞行器,受到人体生理极限、载重量、燃油量的限制,即使进行空中加油,其滞空时间也是极其有限的。对于空中航母这样一种战略性、全局性的重大装备而言,没有数以月计的滞空时间,就不能发挥其战略威慑作用,也不能发挥前沿打击效用,逼美国航母战斗群退出亚太,更不能实现对美国本土的打击。

三,现有飞行器的飞行原理,无法实现空中航母

根据媒体报道,美国人提出了“空天母舰”概念,美军准备对“太空怒火”计划进行调整,将部署首艘核动力空天母舰的时间提前到2040年左右,争取到2050年部署3艘空天母舰,建立3支各由1艘空天母舰、4架航天飞机、2艘太空拖船、1座空间补给站组成的空天舰队。

按照现有的飞行原理来看,除非美国人发现了新的飞行原理,否则,这种空天母舰的实现,是不可能的。

实际上,五角大楼的DARPA所设想的“空天母舰”方案之一,是将美国空军现役的B-1B战略轰炸机改装为“空天母舰”平台,因此可以料定:

1)美国人说的“空天航母”,言过其实,它并不能飞出大气层。

2)美国人在飞行原理上,并没有什么革命性的新发现。

 

人类已经掌握的飞行方式,凡五种:火箭、固定翼飞机、直升机、热气球、飞艇,对于空中航母而言,火箭、热气球、飞艇,明显并不适用,故不论。

任何飞行器的飞行,关键在于升力,而不是发动机推力;过度迷信发动机推力,是思维惯性导致的误区。

第一,固定翼飞机。

升力由机翼上下表面的负压差以及迎角升力构成,负压差取决于飞机的速度与机翼垂直投影面积,迎角升力取决于飞机的速度与机翼的迎风水平投影面积;而飞机的速度取决于发动机的推力。

说穿了,飞机就是“发动机加上翅膀”。

为了飞行航程的加大、为了挂载更多的武器弹药,就必须提高飞机的载重量;随着载重量的不断提升,发动机的推力越来越大,机翼的面积也越来越大,飞机造的也就越来越大。

因此,飞机制造是一个越来越难的工作。

 

以前苏联安225飞机为例,这是迄今为止人类载重量最大的飞机,最大起飞重量为640吨,机翼面积为905平方米,其单位面积机翼升力(翼载荷)为:640/905=0.707/平方米=707公斤/平方米。

F22为例,最大起飞重量为36,288 公斤,机翼面积为78.04 平方米,其单位机翼面积升力为:36228/78.04=418公斤/平方米。

以运20为例,最大起飞重量为220吨,机翼面积330平方米,其单位机翼面积升力为:220/330=0.67/平方米=670公斤/平方米。

以歼10为例,最大起飞重量20吨,机翼面积33平方米,其单位面积升力为:20/33=0.606/平方米=606公斤/平方米。

机型

最大起飞重量

机翼面积

单位面积升力

225

640

905平方米

707公斤/平方米

F22

36.288

78.04

418

20

220

330

670

10

20

33

606

              (表1

从上述四种机型,可以看出,这种以发动机为动力的飞行,其单位面积机翼的升力是有限的,最大也不过每平方米700公斤。

要想实现最大起飞重量达到万吨的目的,以安225为基准,这样的空中航母的机翼面积必须为:10000/0.707=14140平方米,是安225机翼面积的15倍,是标准足球场面积7140平方米的两倍。

需要有6*10000/640=93台安225的发动机(一架安225有六台ZMKB Progress D-18 涡扇发动机)。

225的生产制造已经如此的复杂,以飞机的角度看,这种机翼面积、发动机数量的空中航母是几乎不可能生产出来的。

即使制造出来,油耗也是极其惊人的。

按照安-225的满载航程是4500公里(200吨荷载),最大载油量415000升,换算过来是323吨油料,标准巡航时速800公里/小时,其油耗计算过程如下:

满载飞行时间:

4500公里÷800公里=5.63小时

按满载飞行时间计算耗油量:

415000升÷5.63小时=73712.26/小时(57.37吨)

也就是说,安225满载时六台发动机一个小时的飞行,需要57吨燃油,那么,“空中航母”93台发动机一个小时需要耗油:93*57/6=883吨,12个小时的飞行,12*883=10596吨,粗略计算,这样的空中航母耗油逾万吨,除了油,什么也不能带,12小时的高成本飞行毫无意义;考虑到整机自重与武器弹药,12小时根本飞不到。

即使以现代的技术,能够降低油耗,但也是有限的,故此法断不可行,必须另寻他途,寻找新的飞行原理。

 

    第二,直升机

以载重量最大的直升机米-26为例:

    旋翼直径32米,最大起飞重量56000kg,其等效单位面积升

=56000/3.14*16*16=56000/803.84=69.7公斤/平方米,以803

平方米的等效“面积”,只能升起56吨的机体,显然不能满足空中

航母的需要。

同理,以螺旋桨为基础的升力风扇,由于极小的单位面积升力,

无法为空中航母提供足够的升力。

  

四,发展海上航母,缓不济急

《孙子兵法·势篇》:“凡战者,以正合,以奇胜。故出奇者,无穷如天地,不竭如江河。”

一个“正”字,表明:对付敌军,要有能够正面对抗、对峙的力量。没有正兵的对抗、对峙,敌人闯家门将如入无人之境,后果不堪设想。没有正兵的对抗、对峙,“奇”将安出?

为了对付美军航母的挑衅与威胁,按照“以正合”的要求,中国就必须发展自己的航母战斗群。

“美国优先”的口号有多响亮,美国在中国周边挑动是非的力度有多大,美国经济的困难就有多大;美国经济的各项统计数字,无论多么“靓丽”、无论经济学家怎么样的吹捧、无论美联储怎样掩饰,在20万亿的债务面前,都苍白无力。

正是美国经济的困难,导致美国在中国周边军事挑衅的可能在加大,甚至不排除铤而走险。

据报道,美国计划2020年前将十艘左右航母部署到亚太地区。当十个美国航母战斗群在中国的东海、南海、台海耀武扬威时,当中国的陆地边界,烽火四起时,中国的国家尊严、民族尊严、党的威信、政府的威信将遭到极大的侮辱,地缘政治压力将变得无比巨大、资本外逃将导致经济停滞、社会动荡、甚至政治失稳,能源输入、原料输入、产品输出如何进行?中国的复兴大业将面临巨大的挑战。

发展航母,就必须能够有效地对抗美军航母,在数量质量上,与美国对等,至少与美国可以派到亚洲的最大数量对等,一艘、两艘,质量再好,都起不了作用。

对于中国而言,以最乐观的估计,航母的建设周期为三年,而配套的相关舰艇、飞机、母港等,也必须在此期间完成,也就是说,三年期间完成航母战斗群的硬件建设;以同时生产两艘航母,六年将可以完成四个航母战斗群的建设;如果同时生产三艘航母,六年可以有六个航母战斗群;九年后可以有九个航母战斗群。

    按照最快的速度计算,以航母战斗群的战斗力形成时间为一年,那么十年后,中国将在亚洲地区拥有可以正面对抗美军航母的能力。

考虑到国产航母建设相关技术的突破、经验的积累、人员的训练、母港建设周期等等因素的制约,本文认为,在和平时期(非战争情况下),十五年至二十年之内,中国完成对抗美国航母的正面力量建设,是不可能的。

换言之,十五年之内,美军在南海、东海甚至台海的挑衅,我们除了战争,没有别的手段好用(DF21DDF26等只能在战争状态下使用),当然,如果美国像前苏联那样,一夜解体,那是最好的,但这只是可以希望而不能指望的事。

进一步地,在中国发展航母的同时,美国并不会闲着,也不可能闲着,因此,中国的航母在数量与质量上,将很难超越美国,顶多拥有与之对峙的能力,顶多是“不输”的局面,何谈优势?没有优势,就必然受到战略挤压。没有足够的硬实力,如何与占美军百分之六十的亚太军力对抗?如何有效地捍卫领土主权?如何捍卫利益边界?

况且,美国人也不会让中国从容不迫地发展,一方面,美国会制造各种麻烦,来施加压力;当前,中国所受到的压力,最主要来自于三海(东海、南海、台海)方面,可以想见的是,美国人在中国陆地边界上,也不会闲着:朝鲜半岛、阿富汗、越南、印度方面都有隐患;另一方面,谁也不能确定美国人会不会狗急跳墙,国内矛盾国际解决,进行战略摊牌,发动战争,毕竟战争的发动,权在美国。

和平、繁荣、歌舞升平的背后,隐藏着巨大的战略危机。

在中国梦距离实现只剩最后一公里的关键时期,十五年的时间,实在是太漫长了,因此,发展航母,缓不济急。

中国以发展航母来对抗美军航母的策略,难上加难,是没有出路的,因为战争可能在航母战斗群完全建立以前,就爆发了,而且中国航母的建造,完全处于沿海前沿,最易遭受美日攻击,战前如不能完成航母建设,战时就更加困难。

 

五,单位面积升力的不足,是制约空中航母的关键要件

空中航母能否飞上天,关键不是推力,而是升力,因此单位面

积升力能否提高,是关键条件。

上述表1中的单位面积升力,实际上包括两个部分:负压差升力(动压升力)风阻升力(迎角升力)。

以一般运输机离陆速度280千米/小时,运20机翼面积330平方米,计算,其动压=280*1000/3600*280*1000/3600/160000=0.038kg/平方厘米=380kg/平方米。

负压差升力=动压*机翼面积=380/1000*330=125.4吨。

风阻升力(迎角升力)  =220-125.4=94.6吨。

负压差升力在总升力的比例为:125.4/220=57%

风阻升力在总升力的比例为:43%

说明运20在起飞时,机翼只能提供一半多一点的负压差升力,

并没有提供足够的升力。

在现有的空气动力学理论里,负压差由速度决定的,速度由发动机推力决定,因而,负压差无法人为主动控制,也无人想过要去主动控制,更无一定的结构装置来实现主动控制。

但是,如果能够实现对负压差的主动控制,那么飞机起降将迎来新的局面。

把负压差作为独立变量来操作:

1)如果能够把运20起飞时的机翼动压提高到670kg/平方米,此时起落架轮胎对地面压力为零,在机翼迎角不变的情况下,起飞距离将大大缩短,几乎可以实现原地起飞,运20将不再是笨重的“胖妞”。

如果机翼迎角归零,那么发动机消耗在机翼风阻升力上的功率,也会归零,飞机的阻力将只是单纯的机体气动阻力,因此对发动机推力的要求,也会降低,油耗会减少,航速、航程都会大幅增加。

2)如果继续提高动压,那么运20可以实现垂直起升,也可以悬停空中,降落只需反向操作;运20可以垂直起降,那么空警2000自然也可以,预警机上辽宁号航母就不是问题,歼15舰载机就不需要弹射器与拦阻索。

这种垂直起降,比美国四代机F35B采用升力风扇、发动机尾喷垂直转向(依据是牛顿第三定律作用力与反作用力的关系,简称”牛三”)的笨办法,效率要高得多,油耗要少的多,装置也简单的多。

 

我愿意向祖国提供这一装置。

对于空中航母这样体量巨大的飞行器而言,依靠风阻升力,显然是不可能的,因此单位面积升力,就等效于负压差升力。

提高单位面积升力,而且必须足够大,就成为空中航母能否实现的关键。

本人通过长期的研究,认为:通过一定的结构装置,可以取得的单位面积升力达到:0.5公斤/平方厘米,也就是5000公斤/平方米,是上述飞行器的七倍以上。

以面积100*100平方米计算,其理论载重量为:10000*5000公斤=50000吨,5万吨的载重量,空中母舰应当是能够实现的。

以这种原理建造的空中航母,可以空中悬停、垂直起降、原地转向。

由于空中航母本身具有一定的飞行速度(时速200——300公里左右),因而舰载机的起降,将不需要弹射器与拦阻装置,只需要稍微提高或降低舰载机相对于空中航母的飞行速度,就可以简单顺利地实现起降;甚至可以密集排队同时起降——鸟式起降,也不再需要跑道,一个平面甲板足矣。

 

六,空中航母的意义

空中航母是人类现有一切海空装备的终结者。以空对海,美军的海空优势将不复存在,美军的航母将成为漂浮的棺材。

巨大的载重量,可以实现全球军力投送;如果用于民用运输,商业价值也无比巨大,比现有的空运、海运、铁运具有巨大的优势;用于森林灭火,效率极高。

空中航母使用电能,核动力是最佳选择,相比海上航母,可以节约大量的储油空间,合肥生产的“核电宝”,如果能够进一步提高功率,将是最佳选择;加装海水淡化装置,则淡水储存空间可以减至最小。如果中国科学院连化学物理研究所二氧化碳加氢变汽油的研究成果,进一步优化,可以生产航空煤油,则战斗机的主要油料,可以自给自足,对补给要求降低。

美国苦心经营的第一岛链、第二岛链、对华战略包围圈,将失去意义;美日、美韩军事同盟,不战可解;打破台湾及东南亚国家对美军优势的幻想,促使其认清现实,彻底解决三海问题;震慑陆地边界国家,彻底解决陆地周边困扰,拿回晚清时代被割让的所有中国土地。

当美军十个航母战斗群进逼中国时,面临十艘中国空中航母,这样的局面,是足以让美国人清醒、冷静并且变得专业的,也是令中国人激动与自豪的;空中航母前出驻守、巡航第一岛链,日本人将会自觉地闭嘴,美国遍布全球的军事基地,将会毫无意义,美国将被迫战略收缩,甚至成为美洲的美国。彻底实现亚洲事务,亚洲人说了算。拥有亚洲,也就拥有了世界。各国对美国军事的“迷信幻想”将破灭,建立在美军军事优势基础上的美元霸权,也将彻底破产,人民币将成为世界的主要货币。   

空中航母既可以“不战而屈人之兵”,也可以“战而灭其国”。

天下,传檄可定也。

 

空中航母绝不是设想,也绝不是空想,更不是幻想,衷心希望军委领导明察。  

                                

                                   

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