軍事碎片之四月特刊

2023年04月04日18:02:05 軍事 1519

軍事碎片之四月特刊 - 天天要聞

本文首發「溫哥華的魚」,作者授權推送

台灣沱江級巡邏艦

台灣沱江級巡邏艦目前服役2艘,分別是「沱江」號和「塔江」號。塔江號對設計進行了大量修改,外觀和首艦有明顯不同。「沱江」號艦橋舷窗面積大,密集陣炮之前的小平台上是空的。「塔江」號艦橋寬度加寬,但舷窗面積小,後面小平台上裝有平板機械旋轉相控陣雷達。

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> 左為「塔江」號,右為「沱江」號

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> 左為「沱江」號,右為「塔江」號

「塔江」號艦長增加4.6米,艦寬增加0.8米,滿載排水量增加85噸,MTU發動機的數量增加到4台,滿載航速從25節提高到30節,後桅安裝了CS/MPQ-90「蜂眼」相控陣雷達。

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> 「塔江」號的三維數字化模型,採用VR技術檢查測試設計的合理性,上為艦橋,中為戰情中心,下為「蜂眼」雷達下層的機櫃

除了「沱江」號的1門MK75奧托76毫米主炮、1座密集陣、8枚雄風2和8枚雄風3,「塔江」號還可以將反艦導彈替換為16枚海劍2艦空導彈,而「沱江」號唯一的防空武器是戰時加裝1座雙聯毒刺發射架。

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> 「塔江」號混合搭載了4組雙聯裝雄風2(前後第1、第4艙)、2組雙聯裝雄風3(中間第2、第3艙)和2組八聯裝海劍2,共28枚

「塔江」號取消了L3Harris Model 980主/被動可變深度聲吶,也就失去了反潛能力,因為「沱江」號在實際運用中發現反潛效能不佳,可用的反潛武器也只有深水炸彈

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> 「沱江」號(上)和「塔江」號(下)的正後面特寫,「沱江」號兩側各有一個艙門,左側是變深聲吶艙,右側是小艇收納艙,「塔江」號只保留了後者。

在2016年的規劃中沱江級後續型號將安裝類似聖安東尼奧級的一體化封閉式複合材料桅杆,內裝台灣中科院研製的三坐標對空雷達,煙囪也改為常規的直立式。但到2019年「塔江」號開工時這兩項改進都被取消,只是把「沱江」號的舷外側排氣改為雙體舷內側以降低紅外信號。

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> 2017年台北世貿航太展中的改進型模型

「沱江」號雖然最大武器攜帶量很大,但因為原始設計有瑕疵,儲備浮力不足,戰備訓練時只能攜帶一半數量的反艦導彈,吃水已經達到重載標準。高海況時埋首現象嚴重,適航性並不好。

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> 「塔江」號(上)和「沱江」號(下)都存在相當嚴重的埋首現象

台灣計劃根據改進的「塔江」號構型再建造10艘,目前在建2艘,計劃2026年前完成生產。後10艘的艦名已經選定,2022年5月3日公布:安江、萬江、旭江、柳江、富江、武江、浯江、丹江、蘭江及寶江。

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F-35C墜海調查報告

美國海軍在2月16日公布了對去年1月24日「卡爾·文森」號F-35C墜海事件的調查結果,結論是飛行員操作失誤。

這名飛行員新手隸屬第147打擊戰鬥機中隊,是第一次參加海外部署,總飛行時數只有650.3小時,其中F-35C為370.7小時。他屬於第二航空聯隊表現最佳的新飛行員之一,屬於Top-5 Nugget(新飛行員前5)和Top-10 ball flyer(著艦成績前10),當天休息正常,心智正常。座機呼號JASON 406,該機的電子戰系統有故障,不過不影響執行任務。當天晴天幾乎無雲,風速15節,海面平靜,浪高0.6-1.2米。

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> 失事飛機編號NE-406,註冊號169304,這張照片攝於2021年,正從「卡爾·文森」號彈射起飛

這名飛行員和他的僚機剛完成歷時近4小時的常規任務,反航時請求第一次進行綽號「Sierra Hotel break」(或者惡俗一點「Shit Hot break 」)的緊急著艦(expedited recovery)訓練(圖2)。緊急著艦的下滑軌跡比正常程序陡,轉彎半徑小,速度更快,幾乎不飛第3邊,以接近360度的圓形軌跡直接著艦,進近過程中沒有足夠時間修正誤差,給飛行員帶來的壓力也更大。這屬於常規機動飛行訓練,可以縮短艦載機著艦的間隔,這一請求也得到了母艦批准。

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> 常規著艦流程中艦載機將繞到母艦後方4.8公里處對準著艦跑道,而緊急著艦在越過艦艉後就開始轉彎,參見艦載機如何著艦 - 細說航母(6)

這名飛行員是第一次飛這個科目,他對操作不熟,導致喪失了事態感知能力,沒有完成著艦檢查程序。他在飛躍了LSO(著艦信號官)平台後打開加力開始轉向,空速400節,過載達到7G。30秒後他把油門收到飛行怠速位置,直到撞擊發生前2.6秒都沒有再改變油門。

為了避免轉彎半徑過大錯過著艦窗口,飛行員保持著7G的坡度,並嘗試把速度降到300節以下(放起落架的速度限制)。在轉過90度彎對準下滑軌跡後,他放下了起落架和著艦鉤。

按照規定程序,F-35C在進入2邊後飛行員應該啟動進近動力補償模式(APC)和三角航路(DFP)功能,前者自動保持飛機的攻角,後者自動調節油門將飛機保持在正確的下滑軌跡上。但這名飛行員在調查中承認他完全記不起要選擇或確認已經選擇了開啟APC,但確認自己沒有開啟DFP,因為他正手忙腳亂地控制飛機達到正確的下滑攻角、坡度和對齊中線。這導致飛機實際上處於手動控制推力模式,進近時推力不足。

飛行員回憶到當轉到45度角時他感覺不對勁,因為飛機減速到標準進近速度的時間過長,航母越來越近,他看到的整個著艦場景和正常程序不同。當時飛機的空速為180節,下滑坡度和攻角都不對,標準著艦參數為空速140節,攻角12.3度。飛行員認為LSO會讓復飛。

當F-35C最終達到標準速度和攻角時,飛行員推動油門打算增大推力,這時才發現因為之前一直在努力減速降低高度,位於怠速位置的發動機推力嚴重不足。他手動將油門推到軍推位置,再推到最大開啟了加力,但飛機繼續減速到大約120節,攻角增大到16度。

6秒種後LSO告知速度太低,1秒種後又通知復飛並打開加力。此時飛機已經來不及拉起,以123.5節、21度攻角的姿態撞擊在降落跑道端頭部分,折斷了主起落架。一具LAU-151導彈掛架鉤住了阻攔索,導致飛機逆時針旋轉,這一動作令飛機減速並幸運地避開了艦島和甲板上的飛機與人員,飛機滑過整個甲板以152公里/時的速度跌入海中。

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上圖為「卡爾·文森」號飛行甲板上的損傷情況,甲板本身的損失價值12萬美元。飛舞的碎片擊傷了甲板上的5名水兵和一架停在右舷尾部3號升降機上的EA-18G(250萬美元損失),飛行員在彈射時也受傷。

事故發生後甲板人員迅速啟動損管程序,30-45分鐘後已經恢復了降落能力。林肯號就在附近,「卡爾·文森」號未降落的飛機備降到「林肯」號上加油,當晚全部回到母艦上。一個月後這架墜海的飛機被「畢加索」號救撈船上釋放的無人深潛器從3780米深的海底打撈上來。

第七艦隊司令托馬斯中將在6月3日給海軍部的最終報告上註明是飛行員錯誤造成的墜機。但這個錯誤並不是魯莽的,也不是出於惡意。他在進行緊急著艦的過程中任務負荷過重,沒有遵照檢查表完成檢查並啟動著艦輔助系統,進而導致飛行參數錯誤。

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U-2和氣球

橫跨美國本土悠哉悠哉飛行的中國探空氣球一不小心也把U-2這個我們的老朋友送上了熱搜。從1962年起我軍共擊落過5架由台灣第35中隊駕駛、為美國搜集情報的U-2,用其殘骸拼湊出4架機體在軍博公開展出。

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60年後的今天,美國空軍還擁有26架U-2S和4架TU-2S雙座型。它們的機體是1967年首飛的U-2R和1981年首飛的TR-1A,比之前的U-2A型-H型大40%,機頭雷達罩拉長,增加了翼下吊艙,最後一架是1989年交付的,距今也有34年了。

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> 上為U-2S,下為TU-2S

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> U-2H(左)和U-2R(右)對比

1992年TR-1也改稱U-2R,之後所有現役U-2升級安裝了GE F-118-101發動機,型號改為U-2S。它的最大起飛重量18噸,有效載荷2.27噸,升限2.1萬米,航程11200公里。

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U-2的駕駛艙為部分氣密結構,飛行員必須穿著類似宇航員的高空加壓飛行服,感覺就像穿了一個睡袋,在狹小的座艙中運動困難,視野也非常有限,甚至無法轉頭看到機翼。

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U-2的機翼擁有超大的展弦比,升阻比高達28,常規布局的波音747只有17,這也造成U-2降落十分困難,而且加長的機頭導致前向視野很糟,在潮濕的天氣駕駛艙還容易起霧。因此當U-2著陸時,必須由另一位具備U-2資質的飛行員(被稱為「移動軍官」)乘坐一輛高性能引導車以160公里/時的速度跟在U-2後面引導其安全降落。

當飛機高度降到3米時,駕駛艙內的飛行員幾乎什麼地面參照物都看不到,必須依賴汽車內的飛行員告知高度和位置,是否對準中線,機翼是否水平,是否需要調整。在起風的天氣,移動軍官會特別忙碌,因為U-2就好比是一輛18噸重的巨型自行車(採用自行車式起落架)。

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中國氣球的平均飛行高度是1.8-2萬米,U-2是目前美國空軍唯一一型比它飛得更高的現役飛機,但是U-2沒有任何武器,只能看不能打。實際上如果氣球的飛行高度達到3-4萬米,美軍所有現役防空導彈和戰鬥機都上下不沾邊,難以攔截。

薩德的射高為40-150公里,4萬米的下限是因為在低層稠密的大氣中高達8馬赫的高速飛行對彈體的氣動加熱將嚴重干擾紅外引導頭,無法正常工作。薩德導彈的頭部有一個保護罩,到高空才會拋掉,露出紅外光線窗口開始搜索目標。實際上薩德是沒有反飛機能力的,只能專職反導。標準-3的最低射界比薩德還要高很多,完全沒有大氣層內防空能力,而且Block IIA單價高達3千萬美元(參見朝鮮的矛 vs. 美國的盾(2.5))。愛國者3MSE最大射高只有2.2萬米,單價300萬美元。

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B-52換髮

另外一棵冷戰常青樹(另外一個用自行車式起落架的著名戰機) - B-52即將開始換髮。3月1日,羅羅開始在密西西比州NASA斯坦尼斯航天中心測試F130渦扇發動機,作為B-52商用發動機更換計劃 (CERP) 的中標動力替代B-52H上老舊的普惠TF33渦扇發動機。

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> 上為F130,下為TF33

這也是F130首次在Spirit AeroSystems設計製造的雙聯發動機吊艙內進行測試,目前的測試項目是側風空氣動力學和數字控制系統。

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去年9月,波音在一架4%比例的B-52模型上進行了新發動機吊艙的風洞測試。F130是羅羅RB725渦扇發動機的軍用型,已經運用在美軍的灣流 (C-37) 和全球快車 (E-11) 公務機上。

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RB700家族實際上是寶馬和羅羅合資的BMW Rolls-Royce航空發動機公司研製的,第一代RB710在1995年投產,2000年羅羅買下了該公司全部股份,成為羅羅德國分部。

RB725是2008年完成研製的,專門為灣流G650設計,推力75.2千牛,凈重1.6噸;TF33-P-3則是75.62千牛,凈重2噸。F130的涵道比為5.5,TF33隻有1.4,油耗節省了34%。

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> 換髮前後的B-52對比,上為新發動機

羅羅總共將生產608台F130,現役共有72架B-52H,需576台,剩餘的是備份發動機。TF33於1985年完全停產,2030年後將不再提供維護支持,換髮F130後現役B-52使用壽命將延長30年,直逼百歲高齡。

F130將帶來更高的燃油效率、更大的航程、更好的飛行性能、更高的可靠性,更大的發電能力(400-500千伏安),降低加油機需求,還能消除起飛時的黑煙。

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> 1986年3架B-52G從巴克斯代爾基地起飛參加演習,正在演練最小間隔起飛,TF33噴出的滾滾濃煙遮天蔽日

除了換髮,B-52H還將安裝AN/APG-79有源相控陣雷達(F/A-18E/F)的改進型號,配備新的智能旋轉彈架(可攜帶各類精確制導彈藥),換裝全玻璃座艙,改進電子戰、抗干擾系統,加裝16號數據鏈和MIDS-JTRS終端,安裝定向紅外對抗措施。機組人員將從5人減少到4人,取消電子戰操作員。完成升級後型號可能改為B-52J或K,首批2架於2025年交付,後續有8架用於測試,整個機隊在2035年前完成升級。

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給B-52換髮的想法早在1956年就開始了,當時計劃將機翼外側的4台J57換為2台帶加力的J75,1957-1958年在XB-52上用這個構型測試過140個小時,雖然性能改進明顯卻沒有實施。

1962年停產的B-52H已經升級為TF33,性能比J57提高了很多。1969年波音又開始規劃給B-52G和H型換裝高涵道比發動機,當時提了兩個方案,一個是機翼內側雙聯發動機短艙,一個是4個單發短艙(和波音747類似)。1975年當B-1A項目飽受爭議時,美國國會議員曾提出改進B-52I型作為替代計劃,後來也沒採納。

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80年代,普惠研究了用4台F117的PW2000發動機替換8台TF33,但當時預計B-52在90年代中期將被B-1BB-2取代,空軍沒有接受。1996年1月1架B-52H發生3號、4號發動機空中脫落的事故,波音和羅羅提議用波音757的RB211-535發動機替換,空軍再次拒絕。

到2003年,TF33大修的費用已經增加了兩倍,空軍和波音研究發現換髮耗資45億美元,但全壽命周期可節省150億美元。PW2000、RB211和CFM56參加競標,最後也沒有實施。前幾年美國空軍決定B-52至少要服役到2040年,把過去所有替代機型(包括B-1和B-2)都熬死之後只剩它和B-21繼續服役。這才開始了最新的CERP換髮計劃,仍然採用8發是為了最小程度改變機體結構,儘快形成戰鬥力。最後貼一個網上的P圖,B-52換裝A400M的渦槳。

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德國換裝武裝直升機

近日路透社援引《商業內幕》雜誌的報道,內部文件顯示德國國防部準備以33億美元的價格採購82架空客H-145M直升機裝備德國陸軍,作為去年因烏克蘭戰爭改變國防政策後投資1070億美元進行軍隊現代化的一部分。其中24架將安裝反坦克設備替換現役的51架虎式武裝直升機

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> H-145M(上)和虎式(下)

德國國防部這次的換裝決定真是出人意料,徹底躺平。因為H-145原本是一架民用直升機,從歐直的BK117發展而來,而BK117的原型就是著名的MBB Bo-105,它是世界上第一種雙引擎輕型直升機,也是世界上第一種可以飛出倒飛等特技動作的直升機。雖然Bo-105也有軍用型,廣泛服役於德國、西班牙、印尼、韓國等軍隊,但是和阿帕奇米-28、虎式、茶隼等專用武裝直升機還是有很大不同的,更類似於武直-9這類客串的武直。

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> H-145民用型

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> BK117

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> Bo-105軍用型

德國陸軍在2015-2017年間接收了15架H-145武裝型用於KSK特種部隊運輸。不過德國軍方質疑它缺乏高烈度作戰能力,機組也缺乏防護。德國國防部並不在意這些看法,德軍飛機與航空設備技術部門給國防部的一封信中說這一採購計劃是純粹的政治決定,忽略了實際作戰需求。

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虎式直升機是1991年首飛的,2005年入役,裝備法國、德國、澳大利亞和西班牙軍隊,共造了180架。和NH90類似,虎式在澳大利亞也水土不服,它們是以散件的形式在布里斯班由澳大利亞航宇組裝的,2004年底開始交付,2010年交付完畢,2016年才實現完全作戰能力,2012年因為三起座艙煙霧事故被飛行員投票停飛。

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因為和其它虎式型號不通用,發動機維護費高昂,部件需要運回歐洲維修等原因,澳大利亞國防部在2016年就宣布將在2020年代替換全部虎式,2019年澳大利亞陸軍和空客直升機公司續簽了5年維護合同到2025年。2021年1月澳大利亞政府宣布採購29架AH-64E替換虎式。在印度和韓國的武裝直升機選型中虎式都輸給了阿帕奇。

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F-35不換髮

美國空軍部長弗蘭克·肯德爾2024 財年預算簡報會上表示五角大樓正在放棄為F-35換裝AETP變循環發動機的計劃,轉而升級現有的普惠F-135發動機。目前只有GE完成了AETP發動機XA100的開發,顯然它的競爭對手普惠是大贏家。

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> F-35和F-135

美國空軍解釋的原因是換裝成本太高而且不能滿足所有3種機型的要求。從2016年項目啟動開始,美國空軍已經為AETP撥款27億美元,而如果為F-35機隊全部換裝GE的XA100需要再花費60億美元,美國空軍將不得不削減70架的採購量。如果採用F135ECU改進型將節省數十億美元,採購更多飛機,並且能為第六代戰鬥機發動機開發提供充足的資金。目前美國空軍共計劃採購1763架F-35A。

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> XA100

五角大樓對XA100能否支持F-35B/C有很大疑慮,尤其是F-35B的升力風扇,雖然GE表示已經找到了一個為F-35B適配XA100的方法。肯德爾的說法是AETP配套F-35B即使不是不可能也會非常非常困難。

AETP變循環發動機是為美國空軍和海軍的下一代戰鬥機PCA和NGAD研發的先進發動機,也打算為F-35換髮。兩個競標者分別是GE的XA100和普惠的XA101。

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所謂變循環發動機和SR-71的普惠J58有一些類似,不過後者本質上是加了一條旁路的渦噴發動機,而AETP是一種具有三重旁路的渦扇發動機,可以根據發動機工況自適應條件發動機內部的氣流。

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AETP的目標是燃油效率提高25%、推力提高10%達到22.5噸級,冷卻效率更高。GE宣稱XA100可以讓F-35航程增加30%,最大速度增加20%。

在2021年9月普惠就表示AETP項目不適合F-35,因為全新技術會帶來大量風險,建議升級F-135,為它安裝插入式發動機增強套件EEP,推力和航程都能提高10%,冷卻效率提高50%,但達不到燃油效率提高25%的指標,不過可以適用全部三種型號,2028年開始換裝。全新結構的XA101則用於第六代戰機。這個表態和如今美國空軍的態度完全一致。

GE公開表達了空軍這一決定的不滿,提出這份削減的預算案沒有考慮緊張的局勢和2028年的作戰環境,屆時只有XA100才能滿足要求。事實上美國空軍在去年12月27日已經授予GE一份2.03億美元的合同,繼續完善XA100的設計。

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洛馬從今年1月開始生產第15-17批次F-35,總數398架,總價值300億美元,第15批次145架,第16批次127架,第17批次最多126架,包括比利時芬蘭波蘭採購的第一批飛機。去年洛馬交付了141架,總產量達到894架,芬蘭、德國和瑞士簽署了採購合同。全球17個F-35用戶國家共培訓了1870名飛行員和13500名地勤人員。

這3個批次將安裝TR-3技術升級包,包括一台新的集成核心處理器,一個新的寬屏顯示器和增強的內存單元,計算能力是現有F-35上TR-2的25倍,為最新的Block 4版本提供硬體基礎。Block 4改進很大,雷達升級為AN/APG-85,拓展了海上打擊能力,強化電子戰能力,內置彈艙AIM-120的攜帶量從4枚增加到6枚,DAS和EOTS系統都將升級。

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「康涅狄格」號狀態

在2021年10月2日南海水下撞山後,「康涅狄格」號似乎就銷聲匿跡了。2021年12月15日該艇離開聖迭戈基地(上圖)向北返回母港布雷默頓,20日該艇被拍到進入華盛頓州印第安島海軍彈藥庫卸載彈藥。

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2022年2月8日,「康涅狄格」號進入普吉灣海軍船廠5號干船塢進行全面的損壞評估。在6月的Google衛星圖上它已經出塢停靠在D碼頭右側。7月份的衛星圖上,「尼米茲」號停靠在D碼頭左側。大紅圈內可以很清晰地看到沒有聲納罩。船廠記錄顯示損壞集中在艇艏和尾舵底部,評估確認該艇可以完全修復,今後的運作不受限制。

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> 2022年6月的Google衛星圖

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> 2022年7月的Google衛星圖

2021年底國會授權5千萬初始維修預算,其中1千萬用於採購備用聲納罩,4千萬用於緊急維修。今年3月14日,海上系統司令部回復媒體問詢時聲稱「康涅狄格」號的維修計劃包含在2023財年的擴展塢期選擇限制可用性(EDSRA)項目中,期限為31個月。EDSRA從今年2月開始,如果能夠按期完成,「康涅狄格」號將在2025年9月重新入役。

但是目前普吉灣海軍船廠本身存在基建方面的大問題。今年一月海軍宣布基薩普-布雷默頓海軍基地的4個干船塢被臨時關閉,因為西海岸如果發生大地震,這些古老的船塢存在廣泛的安全風險,海軍組織了包括地震專家在內的100人的專家團隊進行徹底檢查。

普吉灣海軍船廠建於1901年,共有6個干船塢,1號塢建於1931年,2號塢1911年,3號塢1919年,4號塢1940年,5號塢1941年,6號塢1962年,這次關閉的是最新的4、5、6號塢,另外一座就是班戈基地三角碼頭那個潛艇專用干船塢。其中6號塢是西海岸唯一用於核動力航母大修的船塢。

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如果要對這些干船塢進行大修以使其更好地承受地震破壞,工期為18到24個月,需要拆除干船塢的底板和側壁,使用不同類型的沙子來吸收震動。這將導致潛艇維修積壓問題更加惡化,目前美國海軍的50艘攻擊潛艇中有18艘正在維修或等待塢期。最新的消息是經過評估,4-6號塢將分別在今年4、5、6月重新開放投入使用,對「康涅狄格」號的修復工程是否有影響還不明朗。

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