这确实是很尴尬的问题。英国几乎发明和解决了现代航母有关的一切技术，斜角甲板，航母助降系统，以及蒸汽弹射器，这三样对于现代航母而言，不可或缺。但受益人都是美国。最成功运用的典范当属于美国海军航母，但要是追本溯源，一切还得从英国人说起。

二战时期的战机降落，全靠航母甲板上的降落指挥官引导，战机得以完成降落。但是喷气式战斗机的出现，英国海军意识到，仅靠人力来引导战机降落，已经不可能了。首先，喷气式战机比螺旋桨战机速度快，而且早期喷气式战机还会受到调节反应滞后等影响，加上喷气战机下降速度要比之前的螺旋桨战机每小时快100公里，甲板上的降落指挥官就必须开始接近极限的引导工作，才可以使喷气战机完成降落。

1952年，英国海军军官古德哈特拿出了一件法宝——光学凹面镜助降系统。说起来也挺巧，某天他在办公室看到了女秘书，对着镜子涂抹口红，他突然意识到，如果在航母上安装一面“镜子”，是不是可以解决喷气式战机降落的难题呢？于是就诞生了大名鼎鼎的凹面镜助降系统，它主要由许多白色灯泡组成，在凹面镜的边缘加装准绿色基准线，然后驾驶员驾驶飞机保持白光视平线对准绿色基准线，完成降落。凹面镜也可以通过调整，以适应不同种类的飞机所需要的不同入场角度。

喷气式战机由于头部没有笨重的发动机，因此相较于螺旋桨飞机更适合于观察前方，这使得驾驶员可以在降落过程中更容易看到助降系统。但是喷气式战机失速速度高，需要连续监控飞行速度，英国人给出了解决方案，通过给飞行员发射音响编码指示，这样一来，飞行员就不必时刻盯着凹面镜，就能找到必要的入场高度。英国海军的“光辉”号和“不屈”号成为了世界上首批安装凹面镜助降系统的航母舰。

斜角甲板的概念于1944年冬天诞生，发明者也是英国海军军官，名字叫丹尼斯.坎贝尔。二战时期的航母采用直通甲板，飞机若是降落失败可以冲入甲板中部的拦阻网，但是喷气式战机不行，喷气式战机不仅体量沉重且价格昂贵，一旦错过拦阻索，就必须重新拉起复飞。鉴于此，坎贝尔发明了斜角甲板，通过将甲板降落区相对舰体中心线向左偏离6度，在飞行甲板前端预留出了停放飞机的空间。这样不仅解决原先的问题，还可以使喷气式战机在着舰时，不必进行清空飞行甲板的作业，同时又可以进行起飞和着舰，可谓是两全其美。

1952年朝鲜战争期间，英海军的“凯旋”号和美海军的“中途岛”号进行了史上首次斜角甲板飞行实验，效果令人非常满意。需要说明的是，当时的斜角甲板并非现在航母上的斜角甲板，它不是单独建造，而且在直通甲板上面用油漆画出了带斜角的降落区，对于舰体本身几乎没有任何改动。

二战时的飞机弹射器，可谓是五花八门，比如通过液压或是压缩空气，甚至还用过15英寸火炮的发射炸药包。但是这些在喷气式战机身上不行，飞机重量增大，失速速度快，在很短的距离内通过液压或炸弹弹射给飞机提供足够的加速度，是非常困难的。但是英国海军军官科林.米切尔认为，航母都是用蒸汽轮机驱动的，所以利用蒸汽来驱动弹射器也是可行的。

简单来说，蒸汽弹射器就是由一个很长的动作筒构成，在筒顶上开一个槽，和航母飞行甲板持平，槽缝用动作筒内的弹射器罩密封。把一根绳索的一端固定在可自由运动的滑梭上，另一端连接在被弹射的飞机上。来自航母锅炉的高压蒸汽注入动作筒进而推动活塞，使其以很高的速度在筒体内运动。弹性罩允许绳索沿着筒长方向运动，一旦活塞和绳索通过一定的点，蒸汽的高压又把弹性罩封住。动作筒的末端是开口的，滑梭就可以弹出筒外。绳索也可以脱离正在加速的飞机，和梭子冲出大海，而飞机则直入云霄。

喷气式战机的出现，将航母变得更加锐利，作战效能得到大幅度提升，但随之而来的各种难题，也颇令人苦恼。而这些问题在英国海军手里迎刃而解，让更多国家在使用航母和喷气式战机时，受益良多，并且影响了后世航母发展之路。

谢谢邀请。在英国国内一直有一种观点认为，皇家海军为其最新的”伊丽莎白女王“级航空母舰（Queen Elisabeth Carrier，QEC）选择采用垂直/短距起降（VSTOL）的设计是错误的。这篇问答中，稀星天外就给大家回顾了这个令人费解的历史，并回顾了赞成和反对的论点。

背景

在QEC的开发过程中，考虑了各种配置和飞机选择，但英国海军在2002年9月正式建议英国购买JSF联合打击战斗机的短距起飞垂直降落（Short Take-Off Vertical Landing，STOVL）的B变型并于2006年7月获得批准。从一开始就要求新航母的设计具有“适用性”，可以在将来决定将船舶重新配置为常规起降航母。STVOL航空母舰的设计工作一直持续到2010年，当时的联合政府宣布将QEC配置为使用弹射器辅助起飞和拦阻索降落（Catapult Assistant Take-Off and Barrier Arrested Recovery，CATOBAR）的常规模式，同时将购买F-35的C变型。这原本会让英国重回常规航母时代——一个由他们开创了先河，但由于CVA-01航母取消，而在1966年之后就不再拥有的能力。

图一 一个假想的常规起降QEC设计方案

时任首相认为，这一变化的主要优势在于可以和美国和法国海军保持更牢固的关系，因为采用常规起降方式的航母将与英国主要盟友的航母具有完全的“可互操作”。英国海军中的大多数人和许多评论员最初都支持该决定，因为它显著提高了航母的能力，并且是2010年国防评估“大屠杀”中的一个明显亮点。计划建造两艘航母，但其中一艘将“保持长期准备状态”。在实践中，这意味着这艘船将被搁置起来并有可能被出售。但人们希望随着财务状况的改善，这一决定可以被推翻。

缺钱缺人

于是一项为期18个月的将“威尔士亲王”号转换为CATOBAR的研究开始了，但它很快发现了严重的成本上升和变更带来的项目延误。2010年11月，每艘船所需的变更和新设备估计为8.86亿英镑，但到2012年2月，这一数字已增长到20亿英镑。更加难以忍受的是，人们意识到转换工作将使建造时间再增加三年。购买F-35C会使伊丽莎白女王号航母无法携带任何固定翼飞机，直到2023年左右被第二艘航母取代为止。

图二 舰载型F-35C联合打击战斗机

2012年5月10日，时任国防部长菲利普·哈蒙德（Philip Hammond）宣布，英国政府已决定“不继续进行CATOBAR转换，而是将两艘航母都改成STOVL构型。”这对于痛斥工党的最初选择STOVL设计错误的保守党人来说，不啻为自己扇了自己一个响亮的耳光。在整个过程中，没有人得到荣耀，海军，公务员和政治人物都被盲目乐观所蒙蔽，企图建立一种为预算不足的国防经费所无法承受的能力。

国家审计署的研究显示，2010年对CATOBAR转换的真实成本进行了异常宽松的评估。其中有些问题是“可改装的航母”只有一些额外空间在理论上可以被用来容纳CATOBAR设备，但并没有进行过详细的设计。

当时国防部负责人伯纳德·格雷爵士（Sir Bernard Gray）表示，通用原子公司已大幅提高了电磁飞机发射系统（Electromagnetic Aircraft Launch System，EMALS），先进拦阻装置（Advanced Arrest Gear，AAG）和相关设备的价格，在2010-12年间从2亿英镑提高到5.77亿英镑。另外，技术援助的费用又增加了1.5亿英镑。航空母舰（制造）联盟（Air Carriar Association，ACA）的改装工作成本也增加了1亿英镑。最初的估计没有为英国的工程测试和调试提供任何余地。另外，英国人还“发现”，通过国外军售采购EMALS将受荒谬的美国财政部规章的约束，增加了大约1.3亿英镑的增值税。

图三 F-35C在“乔治·华盛顿”号航母上进行起飞训练，该航母仍然使用蒸汽弹射装置

最后一点，稀星天外认为CATOBAR并不完全符合英国最大国防军工企业BAE系统公司的商业利益，因为它会导致更多的舰载机选择，而不仅仅是F-35。而BAE在F-35B型号上，拥有很大的生产（收入）比重。尽管，一开始F-35B的技术可行性以及美国的国防预算削减使人们担心它可能会被取消。但最终工程问题得到了解决。实际上，第一个宣布具备初始作战能力的F-35变体正式美国海军陆战队的F-35B。相应的，购买F-35舰载机的第四代替代品（如“超级大黄蜂（Super Hornet）”或“阵风M（Rafale M）”在政治上的可行性值得怀疑，因为英国工业界在其中没有份额。

维护常规航母的长期成本可能比装配EMALS和更换船舶的成本更为重要。 CATOBAR的操作需要飞行甲板上训练有素的人员，他们的技能会很快消失。对于F-35C飞行员来说，在甲板上进行安全着陆比F-35B高度自动化的一键式垂直着陆要求高得多，需要不断地练习和训练。英国的战斗机飞行员和飞机数量有限，在大多数情况下只能有一艘航空母舰可供使用，因此要培养和维持足够的合格人员将很困难。法国海军设法做到了这一点，通常在其唯一的航母上最多部署24架“阵风M”战斗机。但是，法国海军航空兵完全专注于航母作战，而英国F-35“闪电II”战斗机部队则扮演着双重角色，还必须进行陆上作战。

图四 先进着舰系统也是一种使用电磁能得拦阻降落系统

技术挑战

作为CATOBAR一个争议中心是EMALS的问题。这是迄今为止使用线性感应电动机代替传统航母上所使用的蒸汽活塞弹射系统的新型飞机弹射起飞方法。EMALS具有许多应有的优势：平稳的加速可减轻飞机的受力，并具有根据飞机的重量轻松调整输出功率的能力。这一点尤其重要，因为未来的舰载无人机可能仅重一吨，而F-35C的总重量又达到了27吨。与蒸汽系统相比，EMALS安装重量更小，在船上占用的空间更少。对于没有核反应堆可以产生足量蒸汽的QEC，选择EMALS是显而易见的选择。

图五 EMALS结构简图

到2010年，EMALS已成功演示了从岸基试验台弹射起飞飞机，而美国海军很有信心将它作为革命性新型航空母舰——“福特”级航母的弹射系统。不幸的是，尽管已经进行了许多次EMALS弹射，但可靠性仍然不达标。美国海军在2017年承认该系统每400次弹射就会发生一次故障，而最初的规范是每4100次弹射最多有一次故障。“福特”号成功完成一个典型的四天连续作战的机会只有7％。使问题更加复杂的是，当一个弹射器出现故障时，所有四个弹射器都无法工作。这与蒸汽系统不同，在蒸汽系统中，其他三个弹射器通常保持工作状态，航空母舰可以继续运行。

美国海军表示EMALS的可靠性正在提高，但无法提供细节。由于福特所面临的各种技术问题，其距离持续作战行动还有很长的路要走。后见之明是一件很了不起的事情，但是正因为没有使用EMALS，英国成功地躲过了一场灾难。福特的持续困境，也凸显了英国航空母舰项目的成功。

STOVL还是不错的选择

目前，英国航空母舰项目离重回STOVL已经近十年了，第一架英国的F-35已经在“伊丽莎白女王”号上进行了首飞。基于QEC的“航母力量投射”能力是上一代航母的巨大改进，而且QEC将在两年之内实现作战部署。即使选择了“经济”的STOVL航母方案，建立“航母力量投射”仍然是英国国防预算的大头。关于英国是否能够继续挖掘航母的潜力，尤其是在舰载机的数量方面，仍然存在疑问。如果当初选用常规航母将把预算撑爆，并需要更复杂的人员配备和培训。

卡梅伦（Cameron）政府在2014年对英国航母计划做了又一次重大修订，宣布两艘航空母舰将全部服役，“威尔士亲王”号已正式在12月13日服役。两艘STOVL航母可以提供几乎不间断的航母可用性，而如果使用CATOBAR航母只能达到一半时间。根据目前的官方公布，运营第二艘STOVL航母的成本仅为每年7000万英镑（尽管这似乎是一个非常乐观的估计）。

图六 2019年10月，英国的“伊丽莎白女王”号航母和F-35B进行的联合训练

从操作角度来看，F-35B确实比C具有一些优势。由于F-35B起飞和降落所需要的舰上准备工作较少，因此B型可以维持比C型更高的出动率，这在飞机数量有限时尤为重要。飞机可以在较高的海况和风力条件下起飞降落，而不需要很长的跑道就可以降落到岸上。从理论上讲，如果航母有所不测，F-35B可以被分散到陆上简陋的降落点，也可以在紧急情况下降落在其他船上。

那些贬低英国新型航母，嘲弄滑跳起飞台，并高唱CATOBAR好的人需要想想以英国这么个“日已落帝国”的国防预算，如果没有在2012年的重新选择STOVL的话，现在英国的航母计划会是怎么个情况？“伊丽莎白女王”号可能只有直升飞机可用，之后将被封存。“威尔士亲王”号离服役仍有两年的路程，并将依靠美国来解决EMALS存在的问题。

就算今后英国的国防资金有了大幅度的增长，将航母改造成CATOBAR也将不在优先事项之列。采购更多的F-35B，进一步整合武器并为航母提供更多保护将是对资源的更好利用。从长远来看，开发STOVL无人机似乎才是英国人的发展方向。

英国点了另外一个科技树，那就是短距起降

上世纪非常著名的鹞式战机就是英国佬造的，所以人家垂直起降的技术积累不比某航母大国低，垂直起降的飞机通常重量也相对较小，载弹量作战半径都有一定的缩水，作为日不落帝国的英国，从二战一开始，日头就落得一天比一天多，海外的利益也一天比一天少，在我看来，伊丽莎白级的那种小航母现在只能充当英国近海防御任务，所以，没必要要那种载弹量大的弹射起飞，短距起降的航母已经够用了

对了，这世界上还有个比较神奇的具有垂直起降功能的战机，那就是苏联的雅克38，当他在基辅级航母（载机巡洋舰）上打工的时候，作战半径据说只有80多公里。。。。你可以想象这种垂直起降的飞机虽然灵活占地少，但是想比弹射起飞的重型舰载机比，那就算了

说明不管蒸汽弹射还是电子弹射都耗能，美国人不会把核反应堆送给英国人