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花了3个小时，“瓦良格”号被6艘大马力拖轮从大连内港西区4号散货码头，拖入2003年竣工的大连造船厂第一工场30万吨级船坞。这一天是2005年4月26日，距离“瓦良格”抵达大连已经过了3年。
船坞内，附着在瓦良格舰底厚厚的海洋生物被彻底清理，全舰表面喷涂防腐材料，螺旋桨、舵面等部件被检修一新。2005年8月，焕然一新的瓦良格重新出现在码头，舰身涂装了中国海军水面舰艇固有的浅灰蓝色，水线下由原来的铁红色防锈漆变成黑色防锈材料。到了12月，瓦良格的涂装基本完成。
这是首次对“瓦良格”进行大规模改造，接下来的3年间，而“瓦良格”的表面构造不再有变化。
技术难题拖延改造进度
“对‘瓦良格’的修复必须要有特种钢材，有可能在刚开始主要是攻克这个技术难关。”一位海军专家对《中国新闻周刊》说，“军舰的钢要经得起海水腐蚀，表面还需涂防锈材料；被海水腐蚀，舰体的防护能力就下降。另外，由于地球磁场的作用，军舰若干年后会被磁化，这就容易被雷达探测到，所以要进行消磁。而‘瓦良格’原有的钢防腐、抗磁化能力都很强。”
2008年底，从网络上流传的照片可看出，“瓦良格”外部有明显的施工迹象，飞行甲板前部被切割。比较“瓦良格”同级的俄罗斯航母“库兹涅佐夫”号，可以得知瓦良格改造前的布局，由此可以推测，瓦良格上原有的12组SS-N-19反舰导弹围井被拆除。
“从照片(网络)上看，类似SS-N-19这种远程超音速巡航导弹我们没装，围井位置在甲板下面。”北京航空航天大学战略问题研究中心高级研究员、海军大校刘江平对《中国新闻周刊》说。
根据“库兹涅佐夫”号的剖视图，《舰船知识》的文章曾推测：“按照我军装备特点设计的新型作战指挥舱移到原来‘花岗岩’(SS-N-19)导弹舱的位置，这个位置两侧用于保护导弹舱的隔离舱恰好成为作战指挥舱的屏蔽”。
2009年5月，“瓦良格”舰艏的苏联海军航空兵徽章被拆除，舷侧原有的俄文舰名也被铲去；8月21日，舰岛改造开始。2010年3月19日，“瓦良格”被推入舾装码头，改造的外部进程曝光在军迷眼前。
位于武汉黄家湖新区内的类似航母试验建筑，以及酷似俄罗斯苏33舰载机被称作歼-15的战机也陆续被网友拍到。
苏联解体时，“瓦良格”只完成约68%的工程，动力、武器、指挥控制等系统都未安装。
随着“瓦良格”的改造工程不断被媒体曝光，在中国军方一直未正面回应的情况下，类比已服役20年的同级别航母的“库兹涅佐夫”号，“瓦良格”未来仍被一步步推测出来：舰长302米、宽70.5米、吃水10.5米、飞行甲板长300米宽70米、排水量满载67000吨、航速29-31节、舰载机总数不超过50架。
从各角度的照片看，“瓦良格”的烟囱外形并无多少变化，因不同发动机对应的烟道设计不同，烟囱的外形也不一样。“动力系统这方面可能按照原有设计，和‘库兹涅佐夫’号差不多。”海军军事学术研究所研究员李杰对《中国新闻周刊》说。
常规动力航母分为括蒸汽轮机和燃气轮机，“库兹涅佐夫”号有8座重油锅炉，4台蒸汽轮机，动力舱为4个独立的轮机舱，功率20万马力，最大续航力为8500海里。目前，国内国产蒸汽轮机技术已较为成熟，能为航母提供机组。
“冒烟那么黑(瓦良格试车)，肯定烧着重柴油，是蒸汽轮机。燃气轮机是航空煤油，烟就很淡。” 刘江平对《中国新闻周刊》说，“网友的照片都拍了，官方不会公布舰上的武器装备，但业内人士能看出来。现在这个时期，我只能说‘瓦良格’改造后装有舰载近程防御武器、速射炮，对空导弹有类似美国的海拉姆导弹，类似守门员的多管速射炮。这些武器也都是所有航母要装的。”
