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逼死强迫症,酷似七巧板,航母甲板为什么不对称?

发布时间:2025-05-02 点此:454次

福建舰是我国彻底自主规划制作的首艘弹射型航空母舰。从外观上看,它与山东舰和辽宁舰的最大差异便是选用了平直通长飞翔甲板。
这是首航实验中的我国水兵福建舰(2024年5月7日摄,无人机相片)。新华社发(丁子羽 摄)
航空母舰,英文名是Aircraft Carrier,直译为“飞机搭载舰”,这正是航母与其他水面舰艇的最大不同点。如安在狭小的飞翔甲板上满意舰载机的起降作战需求,是航母规划的底子起点和要害点。因而,飞翔甲板也就成为了航母整舰规划中的重要一项。
作为水兵舰艇中最大的舰种,航母的甲板是不对称结构,有的舰艏仍是上翘的,例如我国的辽宁舰和山东舰。实践上航母甲板的形状并不是一开端就固定不变的,它是怎样演化的?为何会如此演化?
文丨田硕 眺望智库
本文为眺望智库原创文章,如需转载请在文前注明来历眺望智库(zhczyj)及作者信息,否则将严厉追查法律责任。
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前期测验
航母开展的初期,对甲板的规划也处于探索之中。由于其时的飞机很轻,起飞速度低,起飞需求的跑道很短,一般都是改装战列舰或巡洋舰的前甲板。1910年11月14日,美国水兵航空前驱尤金·伊利(Eugene Ely)就驾驭着一架双翼飞机从“伯明翰”号巡洋舰改装过的前甲板上起飞,飞机飞翔了一段间隔后安全下降在邻近的一片海滩上。这是人类榜初次驾驭飞机参军舰上起飞。两个月后的1911年1月18日,他从邻近的陆地上起飞,并在“宾夕法尼亚”号巡洋舰改装过的后甲板上完结了下降,创下了人类初次参军舰上起降飞机的纪录。
1912年5月9日,英国水兵航空前驱查尔斯·萨姆森(Charles Rumney Samson)驾驭飞机从跋涉的“爱尔兰”号战列舰上起飞,成为榜首个从跋涉军舰上起飞的人。由于前期飞机的起飞速度很低,所以从顶风飞翔中的军舰前甲板上起飞相对简略。
1917年6月,英国以“暴怒”号巡洋舰为根底,在舰体前身加装大型飞翔甲板,改装成航空母舰。同年8月2日,英国水兵上校爱德温·邓宁(Edwin Harris Dunning)驾驭“幼犬”式战役机成功下降在飞翔中的“暴怒”号上,成为了榜首个下降在跋涉军舰的人。可是,在之后的下降测验中,他不幸身亡,成为榜首位死于航空母舰下降意外事端的飞翔员。
在“暴怒”号上着陆,飞机必需求绕过舰体中部的舰桥,着陆条件不能满意需求。因而,“暴怒”号在1917年11月被送回船厂进行改装,在后甲板新添加了91米长的甲板。规划师的主意是飞机在前甲板上起飞,在后甲板上下降,起降的飞机能够互不影响。可是中部舰桥和烟囱依然存在,在军舰跋涉中引起的乱流严重影响了飞机着陆,而且无法高效调度舰载机。因而“暴怒”号又不得不进厂改造,把中心的修建去掉,连通前甲板和后甲板。航空母舰甲板前后贯穿的方法这才确认下来。
改装完结的“暴怒”号。图源:美国水兵前史与遗产司令部
前期航母甲板的改装不限于单层。英国就曾改造过双层飞翔甲板的航母。日本的“加贺”号和“赤城”号航母也曾测验过三层甲板。下两层是起飞甲板,最上层是起降两用。看似成功完结分流,而且舰载机的出动架次频率能够翻倍,可是实践证明这并不是一种好办法。
三层甲板的“加贺”号。图源:日本吴市海事前史科学馆
首先是起飞问题。即便有了双层甚至三层甲板,为了添加升力,舰载机起飞也只能朝着航母的跋涉方向。上下甲板一起起飞,飞机在空中相撞的危险很大,所以只能采纳替换起飞方法。这种状况下,起飞功率并无显着变化。
其次,在不占用机库空间状况下,增设新的起飞甲板将导致船体重心上移,影响全船稳定性,对全体功用产生很大影响。而且多层甲板对升降机的要求也太高。因而双层甚至多层甲板的计划很快就被抛弃了。
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全通式平直甲板
通过对“暴怒”号的改装探索,国际上榜首艘具有全通式平直甲板的航空母舰“百眼伟人”号于1918年9月正式执役。它是英国皇家水兵从邮轮改造而来的,选用了掩盖整个船体、可供飞机起降的木制全通甲板,没有指挥塔,也没有烟囱。但这样的规划仍有坏处:榜首,她的废气从船尾排出,这使得飞机下降时会遭到额定的气流影响,一起也会阻止视野。第二,甲板上没有舰岛,不利于飞机的起降调度。
1918年的“百眼伟人”号。图源: 美国水兵前史与遗产司令部
为了消除这些坏处,英国正式制作的榜首艘航空母舰“竞技神”号制作了直通式甲板和舰体右侧的舰岛。尔后,这种布局逐渐成为二战前后航母的首要方法,例如美国的“埃塞克斯”级航母、“约克城”级航母、“列克星敦”级航母,日本的“赤城”号、“加贺”号等。
1924年的“竞技神”号航母。图源:美国水兵前史与遗产司令部
“列克星敦”号。图源:美国水兵前史与遗产司令部
这个时期航母的最大缺陷是舰载机无法一起起飞和下降,起降功率极低。虽然从理论上来说,在阻拦索和阻拦网充沛发挥作用的前提下,直通式甲板的起飞作业和下降作业可一起进行。但实践上大多数航母飞翔甲板长度有限,导致前后两个作业区缓冲间隔过短,起飞和下降难以一起进行,影响了航母作战效能的发挥。
中途岛战役时,日军的航母战役群就遇到了这种状况。进犯完美军的日机回来后回旋扭转等候下降,而航母上的飞机则等候起飞。由于无法一起起降,假如先让航母上的飞机起飞,归航的飞机就会燃油耗尽坠入大海。日军指挥南云忠一不想接受这个丢失,决议先回收飞机再起飞。成果这段时刻航母简直毫无战役力,让美军打了个时刻差,这成为日军中途岛战役失利的一个要素。
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斜角甲板的诞生
20世纪50年代初,喷气式飞机年代到来。由于喷气式飞机下降时速度过快,留给飞翔员的操作反响时刻和容错率都大幅削减;为了安全考虑,舰艏区域要尽量清空,避免下降失利后产生磕碰等更大事端,这些都对航母的飞翔甲板提出了新要求。直通式飞翔甲板的缺陷越来越显着,即便延伸也难以满意实践需求。
朝鲜战役中,美军先后差遣了11艘航母参战。这些航母并没有在战役中受损,相反,却呈现了屡次因舰载机下降引发的严重事端。例如在1951年9月16日,“埃塞克斯”号的F2H女妖式舰载机下降时尾钩未能钩上阻拦索,随后直接冲向了舰艏的飞机,引发大火和爆破,构成7人丧生。
直通式甲板示意图。图源:Wikipedia
针对直通式甲板的缺陷,1951年8月7日,英国皇家水兵上校、资深专家丹尼斯·坎贝尔(Dennis Campbell)初次在水兵研讨会上提出了斜角甲板的想象,现场却反响平平。可是这个想象给参会的刘易斯·伯丁顿(Lewis Boddington)留下了深刻印象。1952年2月,在两人的活跃推进下,皇家航空研究院通过进一步评论,赞同进行实验。这种斜角甲板创造性地将整个甲板分为了两部分——前部的起飞区和后部的下降区。起飞区与船的纵轴共同,下降区与纵轴成必定视点,向左舷偏转,两个区域之间构成的三角区用来停放战机。这便是现代航空母舰飞翔甲板的典型特征。
英国于1952年在伟人级航母“凯旋”号进步行斜角飞翔甲板实验。虽然测验并未对“凯旋”号航母的甲板本身进行任何改造,仅仅在航母的后端甲板上,划出一条与轴线成10度角的下降跑道,构成一个斜角下降区,成果实验适当成功。随后英国又在“光芒”号航母进步行了进一步的实验测验,也达到了预期作用。但由于财务吃紧,英国在1954年才在半人马级航母“半人马”号上正式加装了5.5度的斜角甲板。1955年竣工的英国“皇家方舟”号航母,是国际上榜首艘执役时就选用斜角甲板的航母。
斜角甲板实验示意图。图源:Wikipedia
美国在英国提出斜角甲板设想的一开端就敏锐地捕捉到了其价值,也在“中途岛”号航母进步行了相似的测验,终究于1952年首先在“埃塞克斯”级“安提坦”号航母进步行了10.5度的斜角甲板改装,成为全球榜首个具有斜角甲板航母的国家。从50年代中后期开端,美国对14艘“埃塞克斯”级航母和3艘“中途岛”级航母进行了改造,添加了斜角甲板。之后的“福莱斯特”级、“小鹰”级(夹角都是10.5度)直至现在的“尼米兹”级(9.5度)、福特级,均悉数选用了斜角甲板的规划。
斜角甲板规划示意图。图源:Wikipedia
“福莱斯特”级是美国榜首种制作时即带有斜角甲板的航母,引领了航母甲板从战后至今的开展方向,也标志着美军航母的开展进入了一个全新的年代。尔后的大中型航母,如我国、俄罗斯、法国,印度的航母均选用了这种规划。
斜角甲板设置的最大特色是对舰载机的起飞、下降和停放进行了分区。优点榜首是舰载机的起飞和下降作业可一起进行,两者互不搅扰,极大地提高了作战功率。第二,由于下降区的止境伸出航母侧边际,在着舰飞机未能钩住阻拦索时,可立刻拉起复飞而不至于与前甲板停放的飞机相撞。第三,斜角甲板的运用还添加了甲板的宽度和运用面积,削减舰载机之间的彼此搅扰,一起也添加了可带着的舰载机数量。第四,由于航母的舰岛都在右侧,添加的斜角甲板不光有利于平衡舰岛的分量,还能够让甲板下新增的舰体空间装载更多的武器设备。终究,斜角甲板的设置奇妙地将起飞区、着陆区、停机区、升降机、弹射器、阻拦索、指挥塔等进行了有序的组织。
从国际航母的开展史来看,斜角甲板的歪斜视点保持在6-14度之间。度数小于这个规模,下降区就会占有较多的飞翔甲板面积,相应地会削减起飞区和停机区的面积;要想起飞下降互不搅扰还需求添加舰的长度。度数大于这个规模,起飞与下降之间的彼此搅扰会小,但舰载机下降时,更易受舰艉气流的影响,一起也增大飞翔员对准下降区的操作难度。
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滑跃式甲板
现在国际各国的大中型航母简直都选用了斜角甲板的规划。但从外观上看,有些航母的舰艏甲板的规划不是平直的,而是弧形上翘的结构,使战机沿上翘的曲线跑道起飞,然后取得向上的动量,这便是滑跃起飞甲板。它可使飞机在较短的间隔上完结在平直跑道上需较长间隔才干完结的起飞。滑跃起飞甲板的设置又可细分为全体式滑跃甲板和部分式滑跃甲板。
全体式滑跃甲板
全体式滑跃甲板,也便是航母的滑跃起飞甲板的宽度占有了整个舰艏的甲板。俄罗斯的“库兹涅佐夫”号,印度的“维克拉玛蒂亚”号和新下水的“维克兰特”号、我国的辽宁舰和山东舰就选用了全体式滑跃+斜角甲板的布局。
平和直通长甲板比较,滑跃式甲板在起飞区结构上的不同,导致其甲板停放飞机的数量削减,构成了一个波次出动飞机才能的差异。此外,滑跃式起飞的舰载机武器和燃油的带着才能低于在平直通长甲板上选用弹射式起飞的舰载机。这终究约束了重型舰载机在作战半径和武器挂载才能上的优势不能彻底发挥。此外,像预警机这样的固定翼飞机也无法在滑跃式甲板上起飞,只能用直升机来替代,这大大削弱了航母本身的空中预警才能。
俄罗斯“库兹涅佐夫”号航空母舰。图源:新华社
部分式滑跃甲板
部分式滑跃甲板,望文生义,其宽度只占有了舰艏甲板的部分宽度,或许也能够说在舰艏甲板安装了一座滑跃起飞跳台。上世纪60年代,英国首先提出了滑跃式起飞的概念,尔后在70年代制作、80年代执役的三艘“无敌”级航母均选用了部分式滑跃起飞甲板。不过更切当地说,应该是滑跃起飞+长方形直通式甲板。
为什么不选用斜角甲板?
虽然英国是许多航母立异先进理念的首创者,包含蒸汽弹射器和光学助降设备皆由其首先提出。但由于二战后其国力敏捷下降,国防预算不断减缩,重型航母的巨额制作和保持费用承当不了,导致其爱莫能助。再加上英国开发出了“鹞式”(AV-8B)短距/笔直起降(STOVL)战役机,对斜角甲板就没有太大需求了。三艘“无敌”级航母悉数退役后,近几年先后执役的两艘“伊丽莎白女王”级航母(英国皇家水兵有史以来最大的执役舰艇),均选用了部分式滑跃+全通式甲板布局,舰载机也是短距/笔直起降战机F-35B。
“伊丽莎白女王”号(材料相片)。新华社/路透
相较于笔直起飞,滑跃起飞较节约油料,但缺陷是以此种方法起飞的飞机所能带着的弹药更少及作战半径更小。此外,部分式滑跃甲板的宽度,只要舰艏甲板宽度的一半,一般只能设置一条滑跃起飞跑道,这明显进一步紧缩了舰载机的出动率。不过,此消彼长下的另一面是甲板预留出了更多的舰载机停机区域,添加了舰载机的停放数量和其他甲板作业空间。而且,凭仗“鹞式”和F-35B优异的短距起降功用,英国对滑跃起飞跑道的数量需求并不那么火急。
在1982年的马岛战役中,虽然“无敌”号由于没有搭载预警机而构成英军舰船的丢失,但仍是证明了其存在价值,在阿根廷空军战机作战半径的边际,为整个舰队供给部分维护。“无敌”级航母日后也影响了其他中小型、资源与本钱较少的国家开展相似的轻型航母。
英国“无敌”级航母“杰出”号(右)和美国“尼米兹”级核动力航母“斯坦尼斯”号。图源:美国国防部
例如,意大利、西班牙等对航母有需求但国力却不支撑制作美国那样具有斜角甲板的重型航空母舰的国家也选用了部分式滑跃+直通甲板的轻型航母甲板布局。关于轻型航母来说,其首要的功用特色便是适用和多功用化,既能够应对局部地区必定强度作战的需求,又满意一些多元化使命(如人道主义救援、运送物资等等),并不是像大型航空母舰那样着重制海权与制空权。
虽然其搭载的作战飞机并没有大型航母那么多样,一般仅仅一些如F-35B、鹞式等短距/笔直起降战役机与很多履行反潜、预警、救援等等辅佐使命的直升机,但却使航母这种“巨大上”的武器变得“平民化”。
各国在航母的开展上一般要归纳考虑本身的技能才能和国防预算等要素。究竟从舰体结构上来看,滑跃式起飞甲板不需求更多的技能支撑,简略经用;而选用弹射起飞方法的斜角甲板则触及飞机弹射器的规划,以及弹射器与起飞甲板的结合,技能难度大,且需求更多的维修保养。所以,挑选合适本身的舰载机起飞方法,研发合适本身开展阶段和才能需求的航母,是各国最实践的挑选。
参考材料
1. 环球网,《航母甲板为啥要拼成一块“七巧板”?》
2. 侯建军,《为什么有的航母设置斜角甲板?》,科普我国
3. 侯建军,《为什么现代航母抛弃了双层飞翔甲板?》,科普我国
4. 李磊,吴鹏飞,刘常春,《航母甲板:托举战机飞翔》,解放军报
5. 希弦,《微观航母之飞翔甲板的功用规划》,武器常识
6. 希弦,《微观航母之斜角甲板开展简史》,武器常识
7. 武器常识,《航母斜角甲板的遍及——<现代航空母舰的三大创造>》
8.神鸟知讯,《前期航母形态万千,底子没有完好飞翔甲板,不少都用民用船舶改装》
9. ROYAL AUSTRALIAN NAVY, The angled flight deck,
https://www.navy.gov.au/history/angled-flight-deck
10. Thomas C. Hone, Norman Friedman, Mark D. Mandeles, The Development of the Angled-Deck Aircraft Carrier—Innovation and Adaptation, Naval War College Review
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