千难万阻,困难重重,辽宁号航空母舰从废铁到战舰的改造全过程
一:辽宁号航空母舰的来历
1985年12月4日,在苏联黑海造船厂的0号船台上,苏联11435型重型载机巡洋舰105号舰下水了,几分钟后,106号舰一个已安装主机和锅炉的1500吨船底段就被送上0号船台,20分钟后,这艘被称为“里加”号的重型载机巡洋舰举行了开工仪式,建造工作也全面铺开,整艘分为24个分段,由2个专用工段分别制造组装成200吨的小分段,再运到预装配场组装为1700吨的大分段,36个月后“里加”号下水,船体内部已经铺设完隔层和电缆,技术准备程度已达35.8%,随后“里加”号被拖到黑海造船厂西码头进行舾装,到苏联解体前,事先制造好的450多个舱室,15000套设备中的14500套已经安装到位,已经完成全部动力装置和电气设备的安装工作并封顶,人员住舱开始装修,由于拉脱维亚独立,用拉脱维亚首都命名的“里加”号改名为“瓦良格”号,
到1991年11月,“瓦良格”号技术准备程度达到67.77%时被停止了建造,1995年,“瓦良格”号被俄罗斯海军除名,转交给黑海造船厂出售,黑海造船厂拆下长达数十公里的电缆和管路用于建造商船后扔在舾装码头旁生锈,一开始舰上有80名军人警卫,1993年初警卫撤销,这艘未完工航母几乎被盗窃一空,舰上电机、水泵、各种仪器设备,电缆铜芯都卖给废金属回收商,舰上的5套‘拉多加湖’综合体板卡,里面有25千克银、5千克金和1千克铂也被洗劫一空,偷盗者非常清楚接线图,最终澳门一家公司以2000万美元买下了“瓦良格”号和重达五十吨的全套图纸和设计资料,然后突破了重重关卡,辗转流离、峰回路转地穿越大西洋、印度洋、太平洋,最后拖回了大连,闲置三年后,出面购买“瓦良格”号的商人徐增平以8.6亿元人民币把“瓦良格”号卖给了国家。
因为“瓦良格"号非军方购买的,改装航母受到层层政治阻力,首先是经济因素,一艘美国常规航母全寿命费用75亿-80亿美金,那时中国海军军费只居全球排名34位,技术也是一个重要因素,“瓦良格”没有自航能力,没有电子系统和武器装备,修复是一个巨大挑战,所幸的是,中国经济每年以8%-10%的速度增长,航母技术也慢慢开始被中国工程技术人员了解,但是高级军官和技术人员都对斜板技术心存怀疑,为了改造“瓦良格"号,军方找到了工程院院士潘镜芙出面游说,让事情有了转机,
2003年9月,海军与中船重工集团专家登上“瓦良格”号进行实船勘验,发现苏联时代生产的钢材技术非常了不起,船体外部钢板“近乎全新,屈服度和耐腐蚀度完好,这是因为黑海造船厂涂了高质量油漆层和采取了防止船壳电化腐蚀的措施,钢的磁力这么多年来还未被地球磁场磁化,舰体未有明显的切割、破损或是爆破痕迹,大部分舱室仍保持得很好,4台rT3A-674型舰用齿轮传动汽轮机组、8座KBr-4型燃油锅炉和THA-4型涡轮泵附件等原装动力装置完好,只是动力舱外围一些电缆线路被盗窃,舰体再使用50年完全没问题,具有继续建造的价值,
2003年9月14日,国家领导人登上“瓦良格”号,当场拍板继续建造,反对声音很快消失,一个月内海军、中国船舶重工集团、中国航空工业第一集团公司在北京开会研究综合论证,提出总体设想,一个月后海军、中船重工、航空一集团联,合向总装备部、国防科工委一揽子综合论证 告,2004年8月13日,总装备部向海军、船舶重工通 正式启动航母工程,并确立“统筹规划、分步实施、以我为主、配套发展”的十六字方针,总装备部、海军装备部与大连造船厂签署了大型特种军用船舶改装合同,详细规定质量,进度.价格,列举了详细的设计图样、技术文件,在改装过程中,由海军驻大连造船厂军代表,根据「驻厂军代表工作条例」实施监督,大连造船厂只负责改装船体的质量工程,至于雷达、武器.通讯系统,由其他相关企业的军代表负责验收。
二:困难重重的改装
2005年4月26日早上,大连港航道全部封锁,“瓦良格”号被6艘大马力拖轮拖进大连造船厂30万吨级船坞,整个过程持续约3个小时,‘瓦良格’号进入了干船坞,施工开始昼夜进行,先清洗干净外部船舷,然后水线以下涂装黑色的环氧沥青船底防锈漆,飞行甲板涂上了绿色底漆,再漆上黄色耐热涂料,岛式上层建筑则保留了之前的铁红色防锈底漆,,螺旋桨被拆了下来交给专门的单位进行研究,检修校正了螺旋桨-舵机机组,部分恢复了电力,安装消防系统、供电系统、照明系统、燃气系统、供氧和通风系统等各种设备,
并在不同部位安装吊装货物的卷扬机,2005年10月底,大连造船厂对‘瓦良格’号进行倾斜试验,在飞行甲板上焊接了6条横向轨道,上面停着有重物的小车,以检验‘瓦良格’号的稳定性和实际重心位置,不过改造之路可谓障碍重重,“瓦良格”是一艘空壳子,还要准备全套技术文件,俢复舰上着陆拦阻装置、光学着陆系统、飞行指挥无线电控制系统、航空燃油加油系统、飞行器升降机,还有电子系统和武器装备和许多其他东西,这显然是一次严峻挑战。
因为瓦良格”上的“花岗岩”型反舰导弹发射装置及目标指示与信息传输装置、匕首”型舰载自卫系统,短剑”型近防模块,AK-630M型6管30毫米近防炮,“勇敢-11”型火箭干扰弹发射装置,统一计时系统,“拉多加湖-4342"型综合体,航空弹药运输装置,航空燃油设备,飞机升降机和弹药升降机,飞行信息处理系统,航空兵引导设备,航向校准陀螺装置,海上供氧站,动力装置蒸汽加热器,自动化高压差主锅炉装置,齿轮传动式涡轮主机,桨轴、舵机以及锚泊设备,蒸汽涡轮泵,主机换热设备,空气冷却装置,
涡轮发电机及涡轮增压机组,柴油发电机及蓄电池组,舰载自动化电话交换机,全舰电气和照明设备,自动化电流补偿装置,电流线圈消磁控制装置,电网自动控制系统,救生设备,厨房设备,洗衣设备,医疗设备,消防系统;,各种电风扇,各型水泵,空调,粮库制冷装置,涡轮压缩冷冻机,柴油以及重油燃料系统,“巴拉顿湖-5”型全舰系统控制台,航行补给货站均被拆除一空,而且被拆除的装备不可能再拿到,连重新订货都不太可能,乌克兰生产这些设备的工厂也不复存在了,只能自行研制生产。
改造“瓦良格”的首要任务是生产合格的特种钢材,“瓦良格”甲板舰体分为11个防水舱壁,双重舰底结构,飞行甲板面积达到14800平方米,共有10层甲板,舰体构造由500余块相互间距500毫米的精轧球扁钢肋板组成,纵桁采用高质量T形钢材,水线以下4.5~5米的两舷侧增加3层由钢、玻璃钢和AK-33I1型钢板组成的纵向防护隔板,船艏、舰体、部分承重隔舱壁以及上层建筑都使用30毫米AK-25型钢板和35毫米AK-27型钢板焊接而成,
无承压舱壁和隔层使用造船钢或铝镁合金依靠特殊焊接工艺焊接,航母用钢铁的强度与众不同,尤其是甲板钢材必须具备高强度的耐热性能,“瓦良格”飞行甲板试验垂直起降战机的区域还铺有可抵御7509C高温的AK-9φM型耐高温钢,,能够生产特种钢的国家只有美、俄、日本,即使是俄罗斯也是在上世纪80年代初期才解决特种钢的生产问题,中国基本上在2005年已经解决了技术上问题,生产出高强度1000Mpa级的专用钢材、专用合金钢材、军用船舶、装甲钢材,能够提供不同规格的特种钢板。
“瓦良格”主要用于舰载机的训练,因此必须完全修复舰载战斗机的起降设施,现代舰载战斗机降落必须需要阻拦索,每一股阻拦绳距离地面的高度都不一样,各自拥有自己的起动器,起动器的生产也是相当复杂的技术。必须确保每一股阻拦绳都拥有自己的拉力,一旦飞行勾住阻拦绳的第二股或者第三股,短暂滑行的距离是经过变速器计算的,随后确保阻拦绳把18.4吨左右重量的海军战斗机往回拉动,过早拉动,飞机可能颠覆,过晚拉动,飞机将会下海,
拉动的力量根据飞机重量的差异经过计算每英尺阻拦绳多少磅拉力的计算方式设定。阻拦绳的设计、制造是相当复杂的工作,那时只有俄罗斯和美国能够生产,“瓦良格”舰用阻拦索、尾钩原来是在北方造船厂生产的,2006年,中国派人多次来到该厂,表示要购买至少4套阻拦绳、尾勾系统,俄罗斯拒绝出售,原因是战略武器不出售中国,这延长了中国测试舰载战斗机时间,在阎良试飞基地试飞歼15时没有安装阻拦索,不过中国制造自己的阻拦索只是时间问题而已。
三:改造过程
2009年4月27日早晨,“瓦良格”号离开了原来的泊位,进入了刚刚落成的大连船舶重工在香炉礁新建的30万吨级船坞,5月底,安装在舰艏的苏联海军航空兵徽章被拆除,俄文舰名也被铲去。8月21日,“瓦良格”号上层建筑开始喷漆,改造作业正式开始,10月初出现了用于安装相控阵雷达天线的方形基座,还有至少三个电子、雷达安装平台需要最后安装设备,中国完全修复“瓦良格”航母内部设施的新闻多少令外部世界吃惊,
之前外界估计大连造船厂可能只部分修复航母的内部设施,作为起降训练平台,但是现在是完全的修复,舰岛上安装了2部364型对空/海警戒雷达,制自俄罗斯MP-750“军舰鸟-MA")的382型三坐标对空/海搜索雷达,RM-1260/1290型导航雷达、754A型直升机导航雷达,舰队级战略卫星通信天线、编队级战术卫星通信天线、数据链天线和电子战系统天线,以及能同时干扰10多批反舰导弹和10多批不同频率、不同方位敌方雷达信号的726-3型电子战有源干扰机
当时有源相控阵雷达尚未安装,上层建筑的前部安装有源相控阵雷达的地方原来是一个小型舰桥,被拆卸,雷达的支架彻底进行了改造。但是舰桥两侧的雷达、电子战设备的支架依然沿用原来的设计。相控阵雷达天线罩的安装方式也不一样。原装的“瓦良格”的四面相控阵雷达舰桥前部正前方只安装一块天线,舰桥后部正前方安装一块、两侧各安装--块。改装之后的相控阵雷达天线安装方式为正前方一块、两侧各一块、舰桥后部前方一块,原装“瓦良格”使用的相控阵雷达是无源、被动模式(PESA),
而改良之后的国产相控阵雷达是有源,主动工作模式(AESA)。舰岛四周的相控阵雷达是和2005年服役的052C型导弹驱逐舰上的346型S波段舰载主动相控阵雷达,本来南京14所已经研制出了性能更好的346A型雷达,但为慎重起见仍为346型,类似美国海军AN/SPN-46(V)的精密进场跟踪雷达,小巧紧凑的舰载机下滑进场的仪表载波着舰系统,摆脱了苏式傻大黑粗外形的塔康导航系统,菲涅尔光学助降系统等在技术水平达到或接近美国航母配置的舰载机归航保障系统也安装到位,
2010年3月19日上午,“瓦良格”号航母被拖到南舾装码头,直到2010年12月,“瓦良格”号还没有被大动干戈,只是全部取消了原有的舷窗和在飞行甲板上安装了护栏。真正加快舾装速度是从2011年1月开始的,2月开始逐步安装各种雷达天线,3月份主要的相控阵雷达、24联装红旗10,1130近程防空系统等武器作战系统均完成了安装,“花岗岩”反舰导弹发射装置区块并没有舰上机库打通,但不安装舰对舰导弹,“花岗岩”是相当大型化的舰对舰导弹,不仅仅占用了航母的底层空间,而且还需要为其安装雷达和卫星导航系统。其设计代号为P700,单发重量7000公斤,长10米、直径0.85米。因此仅仅是12枚导弹,不包括垂直发射器的重量就达到84吨。整个发射器长度接近15米,这部分空间被改作他用,
2011年5月,“瓦良格”号开始进行涂装,到8月5日,除了阻拦绳之外,基本上的舾装全面完成,开始进行各种验收活动。高潮时,每日在舰上进行作业的工人起码超过1000人,甚至在夜晚都在赶工。在非战争期间,各国造船行业几乎甚少出现在夜晚连续赶工的状况。必须考虑工人加班的额外费用。主要舾装全部过程,大致上只用了一年左右时间,“瓦良格”号航母武器、雷达系统、阻拦绳的舾装活动加上海试总共用了4年,而中国只用了大约1年时间,舾装好的“航空母舰”排水量与“瓦良格”号相近,抗风能力可达108米/秒,全部舾装完成后,海军代表开始逐一验收雷达、防空系统、电子装备等等,然后是对吃水线以下的船体除锈、涂装工程的验收,检查船体的密封性.螺旋桨、舵、球鼻,减摇鳍等,这一部分的验收工作对于首次海试极为重要,下一步在标准排水量的状况下测试重心垂向坐标,
上述验收全部合格之后意味着首次海试即将进行,2011年8月10日凌晨,停泊了6年多的“瓦良格”号离开码头,被7艘拖船拖着航行了4天,正式进行第一次试航,14日上午回港,18日第三次进入船坞用1个月以上对舵.螺旋桨进行重新调整,10月29日,“瓦良格”号再次驶出了船坞,重新进入大连湾开始了第二次海试,2011年12月21日,瓦良格”号再度进行了第三次海试,第4次海试围绕航母建设的若干重要子系统陆续接受测试,尤其是舰载直升机多次完成了起降任务。2012年2月28日,瓦良格”号开始测试歼15舰载机、直8直升机的全尺寸工程模型,这些测试主要的意图在于准确获得飞机在甲板、升降机、机库的机几何尺寸,从而.评估出最佳的飞机上舰部署位置,2012年5月23日进行了第7次海试,4股阻拦绳清晰可见,在斜角甲板上设有一道拦阻网和四道拦阻索,第一道距离舰艉约46米,拦阻索间距12米,
“瓦良格”号共进行了9次出海试航,平均每月进行一、二次,每次10日以内,频率相当之高。这样的海试频率,显示动力系统的主机、基本配置没有重大问题,明显是在调整螺旋桨.承轴等工作。这种工作需要频繁驶入工厂进行调试,然后再进一步海试。海试项目包括:航速测试、操鸵测试、航向稳定性、抗风浪测试、震动测试、噪音测试、电子设备测试、航海雷达测试、抛锚测试等等逐一测试,
全部测试完成之后军代表签署航行试验合格书,总验收书由大连造船厂最高代表与海军总代表签署。这之后,就只剩下交付海军的仪式了,2012年9月23日16时,涂有“16"舷号的“瓦良格”号在大连举行交船仪式,16时40分,舰桥桅杆升起五星红旗,舰艏升起八一军旗,舰艉升起海军旗,17时20分交船仪式完成。9月25日,“瓦良格”正式更名为“辽宁”,同日上午正式交付海军,2012年11月23日-25日,歼-15舰载机在“辽宁”号航母上成功完成舰载机训练。
四:和改造时间几乎同时开始的印度航母对比
与此同时印度也购入了在乌克兰同一家造船厂生产的“巴库号”航母,「巴库」舰从服役开始就不那么走运,它在1978年12月.动工,1982年4月17日下水,1987年服役,这时已经接近苏联崩溃,因此就船体寿命而言,它比1988年11月28日下水的“瓦良格”号大6年零7个月。真正服役只有6年,是苏联航母中服役时间最短的。1992年,雅克38垂直起降战斗机退役,因此“巴库号”航母也就处于半失业状态,1993年“巴库号”因为缺乏零件无法动弹,最终想出的办法是拆卸同级舰的第一艘船「基辅」号的零件给它,1994年开始,俄印开始正式讨论“巴库号”出售印度海军的问题,协议价格为无偿奉送,印度海军只支付9.76亿美元的改装费。谈判经历了10年,2004年签署正式协议,几经波折之后,2010年最终补充协议确定改装费用为23.4亿美元。
“瓦良格”与“巴库号”的基本改造方法完全不同。主要的原因是改造的基础就不一样。“瓦良格”当初的设计就是作为一艘起降固定翼飞机的航母完成的,因此基本的结构不需要更动,甲板、上层建筑的外形几乎可以沿用,只需要更换动力、武器作战系统,全面修复内部等,“巴库号”原来只起降Yak38垂直起降战斗机,甲板长度为274米、宽51米,修改就必须大动筋骨。最大的工程是安装一个滑跳平台,模块化的滑跳平台被装到了船体前部,
这样长度增加到283米,宽度依然为51米。雷达.武器安装也大大简化了。原来在巴库舰上安装的192枚各式导弹,包括四面相控阵雷达、SS-N-12舰对舰导弹,SA-N-9舰对空导弹都被拆卸,与只完成了70%的“瓦良格”号相比,“巴库号”是100%完成的航母,内部设施完好无损,“巴库号”改装活动可以认为是从2004年开始的,2009年以后加快了进度。按照当初的协议,2010年就应该交船,但俄罗斯拆开船体之后发现改装工程相当困难,最后在2012年11月才交船,可以看出中国造船能力在俄罗斯之上。
四:之后
2018年8月“辽宁”号航空母舰返厂对一些前期运行所发现的问题进行改装,舰岛也刷上了舷号,甲板上的标线由原来的黄色虚线改成了黄白相间,新材质的阻拦索缓冲力更加强大,使用寿命更长,飞行指挥控制塔台向外进行了扩展,使观察视野更宽阔,而且还增加了雨刮器和加热、除湿的功能,舰体内部的多种管路进行了分色处理,动力系统和电力系统进行了数十项的优化和改进,总体上采用更加先进的系统和设备,完善航母存在的问题,进一步增强了航母作战能力。
