這確實是很尷尬的問題。英國幾乎發(fā)明和解決了現(xiàn)代航母有關的一切技術，斜角甲板，航母助降系統(tǒng)，以及蒸汽彈射器，這三樣對于現(xiàn)代航母而言，不可或缺。但受益人都是美國。最成功運用的典范當屬于美國海軍航母，但要是追本溯源，一切還得從英國人說起。

二戰(zhàn)時期的戰(zhàn)機降落，全靠航母甲板上的降落指揮官引導，戰(zhàn)機得以完成降落。但是噴氣式戰(zhàn)斗機的出現(xiàn)，英國海軍意識到，僅靠人力來引導戰(zhàn)機降落，已經(jīng)不可能了。首先，噴氣式戰(zhàn)機比螺旋槳戰(zhàn)機速度快，而且早期噴氣式戰(zhàn)機還會受到調(diào)節(jié)反應滯后等影響，加上噴氣戰(zhàn)機下降速度要比之前的螺旋槳戰(zhàn)機每小時快100公里，甲板上的降落指揮官就必須開始接近極限的引導工作，才可以使噴氣戰(zhàn)機完成降落。

1952年，英國海軍軍官古德哈特拿出了一件法寶——光學凹面鏡助降系統(tǒng)。說起來也挺巧，某天他在辦公室看到了女秘書，對著鏡子涂抹口紅，他突然意識到，如果在航母上安裝一面“鏡子”，是不是可以解決噴氣式戰(zhàn)機降落的難題呢？于是就誕生了大名鼎鼎的凹面鏡助降系統(tǒng)，它主要由許多白色燈泡組成，在凹面鏡的邊緣加裝準綠色基準線，然后駕駛員駕駛飛機保持白光視平線對準綠色基準線，完成降落。凹面鏡也可以通過調(diào)整，以適應不同種類的飛機所需要的不同入場角度。

噴氣式戰(zhàn)機由于頭部沒有笨重的發(fā)動機，因此相較于螺旋槳飛機更適合于觀察前方，這使得駕駛員可以在降落過程中更容易看到助降系統(tǒng)。但是噴氣式戰(zhàn)機失速速度高，需要連續(xù)監(jiān)控飛行速度，英國人給出了解決方案，通過給飛行員發(fā)射音響編碼指示，這樣一來，飛行員就不必時刻盯著凹面鏡，就能找到必要的入場高度。英國海軍的“光輝”號和“不屈”號成為了世界上首批安裝凹面鏡助降系統(tǒng)的航母艦。

斜角甲板的概念于1944年冬天誕生，發(fā)明者也是英國海軍軍官，名字叫丹尼斯.坎貝爾。二戰(zhàn)時期的航母采用直通甲板，飛機若是降落失敗可以沖入甲板中部的攔阻網(wǎng)，但是噴氣式戰(zhàn)機不行，噴氣式戰(zhàn)機不僅體量沉重且價格昂貴，一旦錯過攔阻索，就必須重新拉起復飛。鑒于此，坎貝爾發(fā)明了斜角甲板，通過將甲板降落區(qū)相對艦體中心線向左偏離6度，在飛行甲板前端預留出了停放飛機的空間。這樣不僅解決原先的問題，還可以使噴氣式戰(zhàn)機在著艦時，不必進行清空飛行甲板的作業(yè)，同時又可以進行起飛和著艦，可謂是兩全其美。

1952年朝鮮戰(zhàn)爭期間，英海軍的“凱旋”號和美海軍的“中途島”號進行了史上首次斜角甲板飛行實驗，效果令人非常滿意。需要說明的是，當時的斜角甲板并非現(xiàn)在航母上的斜角甲板，它不是單獨建造，而且在直通甲板上面用油漆畫出了帶斜角的降落區(qū)，對于艦體本身幾乎沒有任何改動。

二戰(zhàn)時的飛機彈射器，可謂是五花八門，比如通過液壓或是壓縮空氣，甚至還用過15英寸火炮的發(fā)射炸藥包。但是這些在噴氣式戰(zhàn)機身上不行，飛機重量增大，失速速度快，在很短的距離內(nèi)通過液壓或炸彈彈射給飛機提供足夠的加速度，是非常困難的。但是英國海軍軍官科林.米切爾認為，航母都是用蒸汽輪機驅(qū)動的，所以利用蒸汽來驅(qū)動彈射器也是可行的。

簡單來說，蒸汽彈射器就是由一個很長的動作筒構(gòu)成，在筒頂上開一個槽，和航母飛行甲板持平，槽縫用動作筒內(nèi)的彈射器罩密封。把一根繩索的一端固定在可自由運動的滑梭上，另一端連接在被彈射的飛機上。來自航母鍋爐的高壓蒸汽注入動作筒進而推動活塞，使其以很高的速度在筒體內(nèi)運動。彈性罩允許繩索沿著筒長方向運動，一旦活塞和繩索通過一定的點，蒸汽的高壓又把彈性罩封住。動作筒的末端是開口的，滑梭就可以彈出筒外。繩索也可以脫離正在加速的飛機，和梭子沖出大海，而飛機則直入云霄。

噴氣式戰(zhàn)機的出現(xiàn)，將航母變得更加銳利，作戰(zhàn)效能得到大幅度提升，但隨之而來的各種難題，也頗令人苦惱。而這些問題在英國海軍手里迎刃而解，讓更多國家在使用航母和噴氣式戰(zhàn)機時，受益良多，并且影響了后世航母發(fā)展之路。

謝謝邀請。在英國國內(nèi)一直有一種觀點認為，皇家海軍為其最新的”伊麗莎白女王“級航空母艦（Queen Elisabeth Carrier，QEC）選擇采用垂直/短距起降（VSTOL）的設計是錯誤的。這篇問答中，稀星天外就給大家回顧了這個令人費解的歷史，并回顧了贊成和反對的論點。

背景

在QEC的開發(fā)過程中，考慮了各種配置和飛機選擇，但英國海軍在2002年9月正式建議英國購買JSF聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機的短距起飛垂直降落（Short Take-Off Vertical Landing，STOVL）的B變型并于2006年7月獲得批準。從一開始就要求新航母的設計具有“適用性”，可以在將來決定將船舶重新配置為常規(guī)起降航母。STVOL航空母艦的設計工作一直持續(xù)到2010年，當時的聯(lián)合政府宣布將QEC配置為使用彈射器輔助起飛和攔阻索降落（Catapult Assistant Take-Off and Barrier Arrested Recovery，CATOBAR）的常規(guī)模式，同時將購買F-35的C變型。這原本會讓英國重回常規(guī)航母時代——一個由他們開創(chuàng)了先河，但由于CVA-01航母取消，而在1966年之后就不再擁有的能力。

圖一 一個假想的常規(guī)起降QEC設計方案

時任首相認為，這一變化的主要優(yōu)勢在于可以和美國和法國海軍保持更牢固的關系，因為采用常規(guī)起降方式的航母將與英國主要盟友的航母具有完全的“可互操作”。英國海軍中的大多數(shù)人和許多評論員最初都支持該決定，因為它顯著提高了航母的能力，并且是2010年國防評估“大屠殺”中的一個明顯亮點。計劃建造兩艘航母，但其中一艘將“保持長期準備狀態(tài)”。在實踐中，這意味著這艘船將被擱置起來并有可能被出售。但人們希望隨著財務狀況的改善，這一決定可以被推翻。

缺錢缺人

于是一項為期18個月的將“威爾士親王”號轉(zhuǎn)換為CATOBAR的研究開始了，但它很快發(fā)現(xiàn)了嚴重的成本上升和變更帶來的項目延誤。2010年11月，每艘船所需的變更和新設備估計為8.86億英鎊，但到2012年2月，這一數(shù)字已增長到20億英鎊。更加難以忍受的是，人們意識到轉(zhuǎn)換工作將使建造時間再增加三年。購買F-35C會使伊麗莎白女王號航母無法攜帶任何固定翼飛機，直到2023年左右被第二艘航母取代為止。

圖二 艦載型F-35C聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機

2012年5月10日，時任國防部長菲利普·哈蒙德（Philip Hammond）宣布，英國政府已決定“不繼續(xù)進行CATOBAR轉(zhuǎn)換，而是將兩艘航母都改成STOVL構(gòu)型�！边@對于痛斥工黨的最初選擇STOVL設計錯誤的保守黨人來說，不啻為自己扇了自己一個響亮的耳光。在整個過程中，沒有人得到榮耀，海軍，公務員和政治人物都被盲目樂觀所蒙蔽，企圖建立一種為預算不足的國防經(jīng)費所無法承受的能力。

國家審計署的研究顯示，2010年對CATOBAR轉(zhuǎn)換的真實成本進行了異常寬松的評估。其中有些問題是“可改裝的航母”只有一些額外空間在理論上可以被用來容納CATOBAR設備，但并沒有進行過詳細的設計。

當時國防部負責人伯納德·格雷爵士（Sir Bernard Gray）表示，通用原子公司已大幅提高了電磁飛機發(fā)射系統(tǒng)（Electromagnetic Aircraft Launch System，EMALS），先進攔阻裝置（Advanced Arrest Gear，AAG）和相關設備的價格，在2010-12年間從2億英鎊提高到5.77億英鎊。另外，技術援助的費用又增加了1.5億英鎊。航空母艦（制造）聯(lián)盟（Air Carriar Association，ACA）的改裝工作成本也增加了1億英鎊。最初的估計沒有為英國的工程測試和調(diào)試提供任何余地。另外，英國人還“發(fā)現(xiàn)”，通過國外軍售采購EMALS將受荒謬的美國財政部規(guī)章的約束，增加了大約1.3億英鎊的增值稅。

圖三 F-35C在“喬治·華盛頓”號航母上進行起飛訓練，該航母仍然使用蒸汽彈射裝置

最后一點，稀星天外認為CATOBAR并不完全符合英國最大國防軍工企業(yè)BAE系統(tǒng)公司的商業(yè)利益，因為它會導致更多的艦載機選擇，而不僅僅是F-35。而BAE在F-35B型號上，擁有很大的生產(chǎn)（收入）比重。盡管，一開始F-35B的技術可行性以及美國的國防預算削減使人們擔心它可能會被取消。但最終工程問題得到了解決。實際上，第一個宣布具備初始作戰(zhàn)能力的F-35變體正式美國海軍陸戰(zhàn)隊的F-35B。相應的，購買F-35艦載機的第四代替代品（如“超級大黃蜂（Super Hornet）”或“陣風M（Rafale M）”在政治上的可行性值得懷疑，因為英國工業(yè)界在其中沒有份額。

維護常規(guī)航母的長期成本可能比裝配EMALS和更換船舶的成本更為重要。 CATOBAR的操作需要飛行甲板上訓練有素的人員，他們的技能會很快消失。對于F-35C飛行員來說，在甲板上進行安全著陸比F-35B高度自動化的一鍵式垂直著陸要求高得多，需要不斷地練習和訓練。英國的戰(zhàn)斗機飛行員和飛機數(shù)量有限，在大多數(shù)情況下只能有一艘航空母艦可供使用，因此要培養(yǎng)和維持足夠的合格人員將很困難。法國海軍設法做到了這一點，通常在其唯一的航母上最多部署24架“陣風M”戰(zhàn)斗機。但是，法國海軍航空兵完全專注于航母作戰(zhàn)，而英國F-35“閃電II”戰(zhàn)斗機部隊則扮演著雙重角色，還必須進行陸上作戰(zhàn)。

圖四 先進著艦系統(tǒng)也是一種使用電磁能得攔阻降落系統(tǒng)

技術挑戰(zhàn)

作為CATOBAR一個爭議中心是EMALS的問題。這是迄今為止使用線性感應電動機代替?zhèn)鹘y(tǒng)航母上所使用的蒸汽活塞彈射系統(tǒng)的新型飛機彈射起飛方法。EMALS具有許多應有的優(yōu)勢：平穩(wěn)的加速可減輕飛機的受力，并具有根據(jù)飛機的重量輕松調(diào)整輸出功率的能力。這一點尤其重要，因為未來的艦載無人機可能僅重一噸，而F-35C的總重量又達到了27噸。與蒸汽系統(tǒng)相比，EMALS安裝重量更小，在船上占用的空間更少。對于沒有核反應堆可以產(chǎn)生足量蒸汽的QEC，選擇EMALS是顯而易見的選擇。

圖五 EMALS結(jié)構(gòu)簡圖

到2010年，EMALS已成功演示了從岸基試驗臺彈射起飛飛機，而美國海軍很有信心將它作為革命性新型航空母艦——“福特”級航母的彈射系統(tǒng)。不幸的是，盡管已經(jīng)進行了許多次EMALS彈射，但可靠性仍然不達標。美國海軍在2017年承認該系統(tǒng)每400次彈射就會發(fā)生一次故障，而最初的規(guī)范是每4100次彈射最多有一次故障�！案Ｌ亍碧柍晒ν瓿梢粋�典型的四天連續(xù)作戰(zhàn)的機會只有7％。使問題更加復雜的是，當一個彈射器出現(xiàn)故障時，所有四個彈射器都無法工作。這與蒸汽系統(tǒng)不同，在蒸汽系統(tǒng)中，其他三個彈射器通常保持工作狀態(tài)，航空母艦可以繼續(xù)運行。

美國海軍表示EMALS的可靠性正在提高，但無法提供細節(jié)。由于福特所面臨的各種技術問題，其距離持續(xù)作戰(zhàn)行動還有很長的路要走。后見之明是一件很了不起的事情，但是正因為沒有使用EMALS，英國成功地躲過了一場災難。福特的持續(xù)困境，也凸顯了英國航空母艦項目的成功。

STOVL還是不錯的選擇

目前，英國航空母艦項目離重回STOVL已經(jīng)近十年了，第一架英國的F-35已經(jīng)在“伊麗莎白女王”號上進行了首飛。基于QEC的“航母力量投射”能力是上一代航母的巨大改進，而且QEC將在兩年之內(nèi)實現(xiàn)作戰(zhàn)部署。即使選擇了“經(jīng)濟”的STOVL航母方案，建立“航母力量投射”仍然是英國國防預算的大頭。關于英國是否能夠繼續(xù)挖掘航母的潛力，尤其是在艦載機的數(shù)量方面，仍然存在疑問。如果當初選用常規(guī)航母將把預算撐爆，并需要更復雜的人員配備和培訓。

卡梅倫（Cameron）政府在2014年對英國航母計劃做了又一次重大修訂，宣布兩艘航空母艦將全部服役，“威爾士親王”號已正式在12月13日服役。兩艘STOVL航母可以提供幾乎不間斷的航母可用性，而如果使用CATOBAR航母只能達到一半時間。根據(jù)目前的官方公布，運營第二艘STOVL航母的成本僅為每年7000萬英鎊（盡管這似乎是一個非常樂觀的估計）。

圖六 2019年10月，英國的“伊麗莎白女王”號航母和F-35B進行的聯(lián)合訓練

從操作角度來看，F(xiàn)-35B確實比C具有一些優(yōu)勢。由于F-35B起飛和降落所需要的艦上準備工作較少，因此B型可以維持比C型更高的出動率，這在飛機數(shù)量有限時尤為重要。飛機可以在較高的海況和風力條件下起飛降落，而不需要很長的跑道就可以降落到岸上。從理論上講，如果航母有所不測，F(xiàn)-35B可以被分散到陸上簡陋的降落點，也可以在緊急情況下降落在其他船上。

那些貶低英國新型航母，嘲弄滑跳起飛臺，并高唱CATOBAR好的人需要想想以英國這么個“日已落帝國”的國防預算，如果沒有在2012年的重新選擇STOVL的話，現(xiàn)在英國的航母計劃會是怎么個情況？“伊麗莎白女王”號可能只有直升飛機可用，之后將被封存�！巴�爾士親王”號離服役仍有兩年的路程，并將依靠美國來解決EMALS存在的問題。

就算今后英國的國防資金有了大幅度的增長，將航母改造成CATOBAR也將不在優(yōu)先事項之列。采購更多的F-35B，進一步整合武器并為航母提供更多保護將是對資源的更好利用。從長遠來看，開發(fā)STOVL無人機似乎才是英國人的發(fā)展方向。

英國點了另外一個科技樹，那就是短距起降

上世紀非常著名的鷂式戰(zhàn)機就是英國佬造的，所以人家垂直起降的技術積累不比某航母大國低，垂直起降的飛機通常重量也相對較小，載彈量作戰(zhàn)半徑都有一定的縮水，作為日不落帝國的英國，從二戰(zhàn)一開始，日頭就落得一天比一天多，海外的利益也一天比一天少，在我看來，伊麗莎白級的那種小航母現(xiàn)在只能充當英國近海防御任務，所以，沒必要要那種載彈量大的彈射起飛，短距起降的航母已經(jīng)夠用了

對了，這世界上還有個比較神奇的具有垂直起降功能的戰(zhàn)機，那就是蘇聯(lián)的雅克38，當他在基輔級航母（載機巡洋艦）上打工的時候，作戰(zhàn)半徑據(jù)說只有80多公里。。。。你可以想象這種垂直起降的飛機雖然靈活占地少，但是想比彈射起飛的重型艦載機比，那就算了

說明不管蒸汽彈射還是電子彈射都耗能，美國人不會把核反應堆送給英國人