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航母

发展历史

初现

世界上第一个驾驶飞机军舰上起降的人是美国飞行员尤金·伊利(Eugene Ely)。1910年11月14日,尤金·伊利驾驶一架寇蒂斯双翼飞机从停泊在港口的伯明翰号巡洋舰(USS Birmingham CS-2)起飞,飞行了一段距离后安全降落在附近的一片海滩上。这是历史人类第一次驾驶飞机军舰上起飞。1911年1月18日,勇敢的伊利再次驾驶一架双翼飞机成功降落在处于停泊状态的宾夕法尼亚号(USS Pennsylvania ACR-4)上的一个长31公尺、宽10公尺的木制改装滑行台上。稍作休整后,他驾驶这架飞机从宾夕法尼亚号上起飞,完成了一次完整的起降试验。1912年5月2日,英国海军上尉格里高利驾驶着一架“肖特”S.27双翼飞机从以10.5节的航速行驶的豪伊伯尼亚号战列舰上起飞,从而创造飞机从航行中的军舰上起飞的先例。

发展

在第一次世界大战前,水上飞机首先被用于海上侦察。各国海军都喜欢使用这种飞机,它能在水面上进行起飞和降落。但是水上飞机的装载和运输是一个大问题,早期的水上飞机只能被置于船后,由船只来牵引。一但遇上恶劣天气,缺少保护的水上飞机就有进水、发生倾覆的危险。

1912年,英国海军把一艘老旧的巡洋舰改装成了世界上第一艘可容纳飞机的船只。后来,英国海军征用了3艘在英吉利海峡营运的渡轮,并把它们全部改装成可以装载水上飞机军舰,这种船只后来被称为“水上飞机母舰”,它是航空母舰最早的雏形。

在第一次世界大战的日德兰海战中,英国是唯一拥有舰载水上飞机的参战方。英国军方提出将水上飞机用于作战,并要搭配保护它的战斗机。因此不能再只使用没有飞行甲板、无法供空战能力更强的战斗机起飞的水上飞机母舰,必须重新设计另一种新军舰,这即是后来的航空母舰。1917年6月,英国皇家海军暴怒号巡洋舰在建造过程中改变原有设计,将舰艏部分上层建筑全部移除,转而铺设69.5米长的甲板供飞机起飞,这使暴怒号成为第一艘可以起降固定翼飞机的船只。不过起飞后的飞机无法返回母舰,只能去陆地的机场着陆。暴怒号1917年6月完工服役。 

1917年8月2日,英国海军少校、“暴怒号”海军航空兵指挥官欧内斯特·邓宁驾驶“幼犬”战斗机用与军舰平行飞行、侧滑着陆的方式降落到航行中的“暴怒”号前甲板上,地勤人员抓住了机翼后缘使飞机停了下来。这成为世界上首次飞机在航行中的军舰上降落的尝试。几天之后,邓宁再次试图尝试这个危险的降落方法时,飞机翻出军舰,坠入海中,邓宁以身殉职。

1917年底至1918年初,英国对”暴怒号”进行了大改装,将后主炮和后桅拆除,在后部加装了86.6米长的飞行甲板。这样,以中部上层建筑为界,前部甲板用于飞机起飞,后部甲板用于飞机降落,飞机可以互不干扰地同时进行起降作业。尽管如此,”暴怒号”仍然不具有全通飞行甲板,飞机降落仍然十分困难。所以,此时的“暴怒号”还是一艘很不完善的航空母舰。

第一艘安装全通飞行甲板的航空母舰是由一艘建造中的客轮“卡吉林”号改建的英国百眼巨人号航空母舰。它的改造于1918年9月完成。飞行甲板长168米,甲板下是机库,有多部升降机可将飞机升至甲板上。1918年7月19日,七架飞机从百眼巨人号航空母舰上起飞,攻击德国停泊在同德恩的飞艇基地,这是第一次从母舰上起飞进行的攻击。

1917年7月,英国开始建造世界上第一艘“纯正血统”的航空母舰,并将其命名为“竞技神”号(又译作“赫尔墨斯”号),以纪念航母的鼻祖——世界上第一艘水上飞机母舰“竞技神”号。信心满满的英国海军由于拥有了世界上第一艘航母,他们完全有理由认为:他们将建成世界上第一艘纯种航母。然而皇家海军忽视了一个正在日益崛起的对手,航空母舰发展史上的又一个“后起之秀”——日本海军。日本海军之所以具有较高的发展速度,其中一个重要原因在于善于向先进的海军强国学习,善于跟踪海军建设中的最新浪潮,一旦看准就不惜血本的大力建造。他们于1919年开始设计,1920年开始建造本国第一艘纯种航空母舰——“凤翔”号。在此之前英国海军订购的“竞技神”号航母于1918年1月开始动工,但由于第一次世界大战的结束,其工期进度明显放慢,直到1923年7月才最终建成。此时日本海军的“凤翔”号由于工期进展迅速,因而抢在1922年年底建成并开始正式服役。日本海军虽然后发但却先制,抢在英国海军之前建成了世界上第一艘纯种航母。

航空母舰——“凤翔”号.jpg

美国第一艘航空母舰是1922年3月22日正式启用的兰利号(USS Langley CV-1)。兰利号并不是一开始就以航空母舰为用途所建造的舰艇,其前身是1913年下水的木星号运煤船(USS Jupite1917年美国按照航空母舰标准全新设计建造了AC-3)。美国海军看上它运载煤炭用的腹舱容量充足因此将其改装为航空母舰。在改装中,“木星”号煤仓上甲板的上层建筑及起重机被全部拆除,从舰首至舰尾架设了13个单位桁架,在上面铺设了长165.3米、宽19.8米的全通飞行甲板。在甲板中心设置了一台飞机升降机。“兰利”号的机舱设置在军舰的尾部,原有的6个煤仓中的4个被改成飞机库,其余的被改成航空汽油库、弹药库和升降机械室。

一战后,1922年各海军强国签署的《华盛顿海军条约》严格控制了战列舰建造,但条约准许各缔约国利用2艘战列舰改建为排水量3.3万吨的航空母舰。当时,作为东道主的美国正在建造6艘排水量为43200吨的“南达科他”级战列舰。而美国在太平洋战场上的潜在对手——日本海军对这一举动非常敏感。所以在条约签署时,日本的主要目的就是让美国放弃这6艘战列舰。经过反复讨价还价,美国被迫做出让步,暂停这几艘战列舰的建造,但作为交换条件,日本也必须放弃其在建的两艘排水量41000吨的“天城”级战列舰。此次谈判导致了两国第一代大型攻击航母的诞生——“赤城”级和“列克星敦”级。此时的英国由于受到美、日两国的影响也开始不甘寂寞,打算建造航空母舰。但英国在一战中大伤元气,所以最终选择了两艘大型巡洋舰“勇敢”号和“光荣”号作为被改装成航母的军舰。这时,美国的“列克星敦”级的2艘航母(CV-2“列克星敦”号和CV-3“萨拉托加”号)、日本的“天城”级的“赤城”号、“加贺”级的“加贺”号两艘航母,以及英国的“勇敢”号、“光荣”号、“暴怒”号,并称为世界7大航母。

1930年,英国建造的“皇家方舟”号航空母舰采用了全封闭机库、一体化的岛式上层建筑、强力飞行甲板、液压弹射器,被誉为“现代航母的原型”。1936年《华盛顿海军条约》期满失效,海军列强又展开了新一轮军备竞赛。美国的“约克城”级航空母舰、日本的“翔鹤”级航空母舰、英国的“光辉级”航空母舰是这一时期的杰作。

二战

航空母舰在二战中首度被广泛运用。它是一座浮动的机场,携带战斗机以及轰炸机远离国土执行攻击敌人目标的任务。这使得航空母舰可以由空中来攻击陆地以及海上目标,尤其是那些远远超过一般射程之外的目标。航空母舰上的飞机的作战半径一直在改变海军的战斗理论,敌对双方必须在看不到对方的情况下,互相进行远距离的战斗。这彻底终结了战列舰为海上最强军舰的优势地位。

航空母舰在战争中初建功勋是在1940年11月11日,英国海军的“光辉”号航空母舰出动鱼雷轰炸机编队攻击了塔兰托港内的意大利海军并且击沉一艘、击伤三艘战列舰。此举使美国等海上强国意识到航母时代的来临。

二战中,航空母舰在太平洋战争战场上起了决定性作用。从日本海军航空母舰偷袭珍珠港,到双方舰队自始至终没有见面的珊瑚海海战,再到运用航空母舰编队进行海上决战的中途岛海战,从此航空母舰取代战列舰成为现代远洋舰队的主干。美国建造了大批“埃塞克斯”级航空母舰,组成庞大的航空母舰编队,成为海战的主角。

当代

二战结束后,世界各国都注重于发展适合本国的航空母舰,以维护本国海上利益。美国在战后对埃塞克斯级和中途岛级航空母舰进行了现代化改装,改装的项目包括增加斜角飞行甲板、蒸汽弹射器和助降设备,提高了舰载喷气式飞机的使用效率和安全性,高性能的喷气式飞机得以搭载到现代化的航空母舰上,并且航空母舰的排水量越来越大。 

“福莱斯特”级航空母舰是美国二战后第一级专为搭载喷气式飞机而建造的常规动力航空母舰。美国在使用这一级航空母舰时仍然发现了一些不足,于是在建造下一级航空母舰时对其进行大规模的改造和升级,这就是“小鹰”级航空母舰,它是世界上排水量最大的一级常规动力航空母舰,也是美国最后一级常规动力航空母舰。

“朱姆沃尔特”级<a target='_blank' href='/baike/index/id/518.html'>驱逐舰</a>首舰.jpg

美国在建造小鹰级航母时,于1958年开工建造了企业号航空母舰(USS Enterprise CVN65),这是世界上第一艘核动力航空母舰。企业号于1961年服役,可以称之为“企业级”,但该级只建造了一艘。采用核动力的最大好处是提高续航能力,核动力燃料更换一次可连续航行数十万海里,使航空母舰具备了近乎无限的机动能力,消除了常规动力航空母舰大型烟囱对飞行作业的影响。

在看到核动力的优势后,美国海军建造了一系列排水量10万吨的“尼米兹”级航空母舰。这是目前世界上威力最大、体积最大、排水量最大的航空母舰,其蓝本是根据小鹰级航母改建的。

美国海军于2007年1月16日宣布,美国新一级核动力航空母舰正式命名为杰拉德·福特号(USS Gerald R. Ford, CVN 78),以纪念在2006年12月26日晚间去世的美国前总统杰拉德·福特。福特号在2007年开始建造,将于2015年9月交付,以取代服役时间超过50年的企业号(USS Enterprise CVN-65)。这也是美国进入21世纪建造的第一级航空母舰。

英国在战后发展了“无敌”级航空母舰,采用滑跃甲板和垂直/短距起降飞机。在1982年英、阿福克兰群岛争端中,英国依靠它在远离本土8000英里的地方取得胜利。苏联采用垂直起降飞机的“基辅”级航空母舰(苏联海军称为“载机巡洋舰”)安装有远程导弹,而后建成的“库兹涅佐夫”号航空母舰采用滑跃甲板避免了安装复杂的弹射装置。

法国在历史上一共拥有过十艘航空母舰。20世纪50年代后期开始,法国进入自主研制航母阶段。两艘克莱蒙梭级航空母舰,“克莱蒙梭”号和“福煦”号分别于1961年和1963年开始服役。

“戴高乐”号航空母舰是世界上唯一一艘非美国海军隶下的核动力航空母舰,也是法国海军现役唯一一艘航空母舰,是法国海军的象征。“戴高乐”号是法国史上拥有的第十艘航空母舰,其命名源自于法国著名的军事将领与政治家夏尔·戴高乐。

“戴高乐”号航空母舰标志着法国建立起全欧洲国家中最完整的国防工业研发体系,绝大多数关键性武器都实现了自主研发生产,许多方面还足以在美苏两强之外独树一帜。

中国首艘航母辽宁号航空母舰,是中国人民解放军海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰,前身是苏联海军的“库兹涅佐夫元帅”级航空母舰的“瓦良格号”。1980年代中后期,“瓦良格”号于乌克兰建造时遭逢苏联解体建造工程中断,完成率为68%。1999年,中国购买了瓦良格号,于2002年3月4日抵达大连港,2005年4月26日开始由中国海军继续建造改进。解放军的目标是对此艘未完成建造的航空母舰进行更改制造,及将其用于科研、实验及训练用途。2012年9月25日,正式更名为“辽宁号”,并交付予中国人民解放军海军使用。

特点

航空母舰是一个国家综合实力的象征。有了航母以后,国家的海上力量将出现立体化、体系化、综合化和信息化的提升,将一个国家的海上作战范围从近海推向中远海。航空母舰是一个大型海上活动机场,可以在更远的海域活动,与此同时带来整个国家的军事力量,特别是海军力量编制体制、指挥体系以及后勤保障的变化,甚至于法规条令、作战理论等一系列变化,从而使国家海空力量出现结构性的调整和变化,所以它带来的意义和影响是非常巨大的。 

航空母舰通常采用编队作战,编队中一般有巡洋舰、护卫舰、驱逐舰、核动力攻击潜艇、快速支援舰或者是其它的综合保障舰艇,所以说航母战斗群的反潜能力、反舰能力和防空能力都是好几层的,想要突破这严密的防御网绝非易事,因此我们通常说航母的攻防能力很强。此外,它可以担负多种多样的海上任务,包括非战争军事行动任务。在和平时期,航母通常用于海洋搜救、防海盗、打击恐怖活动等。

但航空母舰本身也存在着一些无法回避的缺点,如自身目标大因而造成雷达反射截面大,电磁信号、红外信号、音频信号等特征非常明显,很容易被对方各种探测设备发现。被发现后的航母将要面对敌人多方向、多批次的袭扰和攻击。除此之外,航空母舰的弹射器、拦阻索、雷达和水下推进器等部件容易被攻击而暂时失去功能;停在飞行甲板上的飞机容易被摧毁,使航母的攻防效能大大下降。这时,航母更容易被连续攻击、重创,甚至被击沉。

最后,航空母舰的战斗力受气象变化的影响较大。尽管航母本身可以经受较强的风浪,在12级风浪的海况下也能够航行,但航母上的飞机易受到海浪和气象条件的影响,风、浪、能见度等都会限制飞机起降。美海军规定,航空母舰必须在风力6级以下才能起降飞机,一旦风力达到8级或海浪达6~7级,大部分飞机便难以起飞,即使有弹射器也受气象条件的严重制约。

总体构造

任务

现代航空母舰的主要任务是用舰载机夺取海战区及近海陆缘的制空权和制海权。航空母舰通常与其它军舰组成航空母舰战斗群,整个航母编队可以在航空母舰的整体控制下,对数百公里范围内的敌对目标实施搜索、追踪、锁定和攻击,因而能开辟独立的海战场,真正做到全天候、大范围、高强度、长时间的连续战斗,实现中远海的一体化联合作战。一般来说,航空母舰虽然能投射大量的空中武力,但是其本身的防御能力薄弱,所以需要其它舰艇(包括水面与水下舰艇)提供保护。航空母舰战斗群的分工可以看成是航母执行任务,而其它舰艇保护航空母舰。一个航空母舰战斗群一般由一艘航母、两艘防空巡洋舰、4~6艘防空反潜驱逐舰和1-2艘攻击型核潜艇组成。 

功能

现代航空母舰(Aircraft Carrier)作为支持海空立体作战的平台,应具备如下主要功能:

1:运作、维护和支持作战飞机,在航空母舰服役期间允许飞机型号更新,提供基本指挥和控制功能

2:拥有足够的机动速度和一定的自我防护能力

3:拥有有效的起降作战飞机的能力

4:拥有同时起飞和降落飞机的能力

5:拥有快速空中警戒出击能力

6:允许长周期连续执行空中任务

7:允许在动力输出下降的情况下执行空中任务。

飞行甲板

飞行甲板是航空母舰上供飞机起降和停放的上层甲板,按照任务需求可将其划分为起飞区、降落区和停放区。飞行甲板下设有廊形夹层、水密隔舱、机库、武器库和船员住舱,大型航母的甲板甚至可达6层之多,而甲板侧边则有两到四座升降机用于将飞机运到甲板或机库。船头采用封闭设计,从飞行甲板到船头皆为一体成形。

值得一提的是,现代航空母舰的飞行甲板通常比船体宽得多,从正面看去,飞行甲板向船体两舷张出,形状十分怪异。由于飞行甲板要承受飞机降落时的强烈冲击载荷,因此需用高强度金属制成。

舰岛

现代航空母舰通常将上层建筑集中在飞行甲板的右侧,称为“舰岛”。从飞机起降的要求上讲,甲板上空无一物是最理想的,但航母的指挥塔、飞行控制室、航海室、雷达和通信天线等又是需要高耸在甲板上的,所以现代航空母舰都是将这些上层建筑设计得很紧凑,空出甲板的绝大部分来方便飞机起降。

现代航母力求其外型简洁以减少雷达反射截面积,但其中技术非常复杂。发展至今已实现了上层建筑的“集结化”包括多功能相控阵雷达、封闭桅杆(AME/S)、电磁辐射系统(MERS)和多功能射频系统(AMRFS)。

起飞装置

蒸汽弹射起飞

使用一个平的飞行甲板作为飞机跑道,起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。目前只有美国具备生产这种蒸汽弹射器的成熟技术。在工作原理上,蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块,把与之相连的舰载机弹射出去的。它体积庞大,工作时要消耗大量蒸汽,淡水浪费严重,只有约6%的蒸汽被利用。为制造和输送蒸汽,航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线,工作维护量惊人。它的最大缺陷在于因为弹射力度太大而无法弹射无人机——现役的无人机因为重量轻,在弹射时会被加速度扯碎。

蒸汽弹射有两种弹射方式:

前轮牵引弹射

前轮牵引弹射由美国海军在1964年试验成功,采用这种方式的舰载机的前轮支架装上拖曳杆,前轮就直接挂在了滑块上,弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞,这样就不用8-10个甲板人员挂拖索和捡拖索了,因而弹射时间缩短,且飞机的方向安全性好。但这种舰载机的前轮要专门设计。目前美国所有的核动力航空母舰都采用了这种起飞方式。

拖索弹射

顾名思义,就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞。这种弹射方式比较少见,各方面都不如前者好,目前只有法国的“克莱蒙梭”级航母使用。拖索弹射时,甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上,再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。弹射时,猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓,牵着飞机沿轨道迅速加速,在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板,拖索从飞机上脱落,滑块返回弹射器起点准备下一次工作。

滑跃起飞

有些航空母舰在其甲板前端有一个“跳台”帮助飞机起飞,即把甲板的前头部分做成斜坡上翘,舰载机经过滑跑后沿着上翘的斜坡冲出甲板,形成斜抛运动,在刚脱离母舰的一段(几十米)距离内继续在空中加速以达到起飞速度。这种起飞方式不需要复杂的弹射装置,但是飞机起飞时的重量不如蒸汽弹射起飞,使得舰载机的载油量、载弹量、航程以及作战半径等受到一定的制约。英国、意大利、印度、中国和俄罗斯等国由于技术限制,无法研制真正在技术工艺上过关的蒸汽弹射器,所以只能在本国航母上采用滑翘甲板。采用滑跃起飞舰载机的航空母舰在载机起飞时都必须以20节(36公里/小时)以上速度逆风航行,以加大载机相对速度帮助舰载机起飞。

垂直起飞

垂直起降技术顾名思义就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术,它是从20世纪50年代末期开始发展的一项航空技术

使用垂直起降技术飞机机动灵活,具有常规飞机无可比拟的优点。首先,具有垂直起降能力的飞机不需要专门的机场和跑道,降低了使用成本。其次,垂直起降飞机只需要很小的平地就可以起飞和着陆,所以在战争中飞机可以分散配置,便于伪装,不易被敌方发现,大大提高了飞机的战场生存率。最后,由于垂直起降飞机即使在被毁坏的机场跑道上或者是前线的简易机场上也可以升空作战,所以出勤率也大幅提高,并且对敌方的打击具有很高的突然性。

但使用垂直起降技术飞机也有许多缺点,首先是航程短。由于要实现垂直起降,飞机的起飞重量只能是发动机推力的83%-85%,这就使飞机的有效载荷大大受到限制,影响了飞机的载油量和航程。同时,飞机垂直起飞时发动机工作在最大状态,耗油量极大也限制了飞机的作战半径。例如“鹞”式飞机的载重量为1060千克时,作战半径只有92公里,所以在实际使用中“鹞”式飞机尽量使用短距起飞的方式以延长飞机的航程。因此垂直起降飞机又称为垂直/短距起降飞机。另外由于垂直起降飞机在实战中经常需要分散在野外,所以它的维护也非常的困难。

垂直/短距起降飞机是海军青睐的型号,因为舰船上的飞行甲板的长度总是有限的,垂直/短距起落技术就显得尤为实用。装备英国“皇家方舟”号航母的“海鹞”就是“鹞”式的海军型。“海鹞”使用了滑跃起飞、垂直降落的起降方式,通过航母前部的滑跃甲板,可以让飞机滑跃起飞,再利用推力转向,使飞机在推力不足的情况下仍能在空中稳定加速。垂直起降飞机虽然存在载重量小、作战半径不足等缺点,但随着航空科技的发展,垂直起降技术必将进入一个新的发展高峰。

电磁弹射起飞

除此以外,电磁弹射器是下一代航母舰载机弹射装置,与传统的蒸汽弹射器相比,电磁弹射具有容积小、对辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处。

电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动,与蒸汽弹射器相比电磁弹射器的优点主要是体积减小了很多,操纵人数也要少百分之三十左右,而且电磁弹射器的弹射力度可控,可以弹射无人机。缺点是耗电,但对于全电力推动的航母和核动力航母来说不是太大的问题。

美国海军从1982年开始进行电磁弹射系统的技术研究,直到2004年秋天电磁弹射器进入成品测试阶段。美国海军测试后选定通用原子能公司作为生产商美国海军技术网站透露,通用原子能公司的系统采用线性电磁加速电动机已经在新泽西州赫斯特湖试验中心完成了测试。

电磁弹射器是一个复杂的集成系统,其核心是直线弹射电动机。这种电动机的概念类似磁悬浮列车采用的技术。与磁悬浮列车所不同的是,磁悬浮列车的运动是漂浮在空气中,而弹射电动机带有滚轮,带着一个滑块沿弹射器轨道滑行。工作时,电动机得到供电,滑块在电磁力的作用下拉着飞机沿弹射冲程加速到起飞速度。飞机起飞后,滑块受到反向力的制动,低速回到出发的位置。

技术方面,蒸汽弹射器和电磁弹射器之间的差别,就如同蒸汽火车与现代磁悬浮列车之间的差别。这就决定了电磁弹射器在性能上遥遥领先。美国新型的福特级航空母舰便安装了4部电磁弹射器,将取代现役的“尼米兹”级。

导流板

航空母舰上的飞机在准备起飞时就已将喷气发动机全速运转,此时它会向后喷出高温高速燃气流,对后方的飞机和工作人员危害很大。这时,弹射器的后方会升起导流板,使飞机喷出的燃气流向上偏转,避免影响到后方的飞机。为了降低燃气流的灼热温度,导流板后面都装有供冷却水循环流动的格状水管。

斜角甲板

观察美军的尼米兹级航母可以发现,航母上有两条跑道,一条直的与一条斜的,斜的那条就是斜角飞行甲板。

设置这两条跑道的目的是为了可以让航母同时进行起飞和降落作业,如果只有一条直通甲板的话,飞机起飞时只得让停放的飞机挤在飞行甲板后半部,而将前半部用作起飞的跑道。然而,这样做不仅影响了飞机的滑跑距离,还必须等飞机起飞腾出跑道,空中的飞机才可以降落,并且稍有不慎,后降落的飞机很容易碰撞到先降落的飞机。斜角甲板由英国人在1952年2月发明成功。斜角甲板又叫斜、直两段甲板,位于飞机甲板的左侧,与舰艇艏艉中心线呈6~13度夹角。有了这个角度,飞机降落就可与停驻的飞机和起飞作业区分流,同时还可实现弹射和回收作业同时进行。回收区的角度相当重要。角度愈大,对驾驶员着舰的难度就愈大。此外,斜角甲板的设计还可使降落区免遭左舷前弹从喷气火焰挡板引出的热气流,从而降低空气紊流的干扰。通常斜角甲板上只装有供飞机降落用的阻拦索,然而极少数航空母舰的斜角甲板上也装有一两座弹射器,其目的在于在没有飞机降落时供飞机起飞之用。

降落过程

滑跑-拦阻降落

固定翼舰载机在航空母舰上滑跑降落,尤其是在夜间或在天气不好的情况下,是最困难的飞行技巧了。

以美国航空母舰为例,降落过程是这样的:首先,回归的飞机要进入环绕母舰的环型航线以降低飞行高度和速度,有些时候可能还需要脱离等待中的降落航线去进行空中加油。在降落时飞机的速度要降低到几乎失速的地步。飞行员放下起落架、襟翼与空气减速板,将着舰尾钩伸出,维持一定的速度和下滑速率。航空母舰上的降落官指挥飞机降落,他不断地告诉飞行员离最佳情况的偏差是多少;航空母舰上的降落指示灯提示飞行员下降时的角度是否正确。在航空母舰的飞行甲板后部有四道拦阻索(尼米兹级航母的CVN76“里根”号只有三道),飞行员必须让降落的飞机在着舰的瞬间用拦阻钩挂上其中一条拦阻索。在最佳情况下他应该挂上第三条,假如他挂上前两条,那么说明他的下降角度太平;假如他挂上最后一条则是他的下降角度太陡。在着陆时飞行员必须将飞机完全压低,这样他可以保证钩住一条拦阻索。同时,在着舰的瞬间他必须将发动机开到最大,这样假如他没有挂上拦阻索的话,他可以在最短的时间之内加速复飞以避免落入海中并重新回到降落航线。拦阻索是由液压制动的,它在挂住飞机后可以在两秒钟和50米内使飞机停下来,飞行员会依照甲板上的地勤人员的指示将发动机的推力降低到慢车并且离开降落区。在紧急情况下比如飞机的尾钩出现故障,无法使用拦阻索降落时,在甲板上可以拉起拦阻网来协助飞机迫降。

垂直/短距起降飞机不用拦阻索降落,而是将飞机速度降到足够低以后直接在甲板上降落并靠刹车停稳。

拦阻网

阻拦网是在飞机处于危急状态下着舰使用的应急装置。如果飞机着舰时没有钩上阻拦索,飞机可增大发动机推力沿飞行甲板再次起飞,在空中低空飞行后重新着舰。而一旦飞机因尾钩放不下或尾钩损伤、燃油不多导致无法复飞及其他原因时,就需采用迫降的方法使飞机降落。

阻拦网平时并不设置,而放在跑道左舷边。跑道两侧各有一根可悬阻拦网的支柱,放倒在槽内,与飞行甲板齐平,一旦着舰需要,甲板人员在两分钟内即可支起阻拦网。

阻拦网一般设在第三根阻拦索处,高约4.5米,宽略大于阻拦索,尼龙带宽约76毫米,厚6.5毫米,只有竖向,间隔为900毫米,可承受的冲力大于阻拦索。

飞机冲进阻拦网后,沿机翼两边均匀受阻,此时飞机的动能被拦阻网吸收。飞机撞上拦阻网后一般连同拦阻网冲出四五十米后停下来。

助降设备

早期的航母降落作业困难,经常发生安全事故,因而最早在美军航母“兰利号”上出现了两种革命性的辅助降落方式:设置“降落指挥官”与使用拦阻网,前者于甲板上判断降落条件、飞机高度等来挥动旗帜打信号,一般由技术纯熟的飞行员担任。而后此方法传入英国。至于拦阻网则是让降落的飞机免于意外的一项保险,最初当飞机要降落时甲板人员要上前挂住钩索,而后发展成飞机降落时会开动下方的着舰钩来勾住甲板上并排的“拦阻索”,拦阻索两端连入甲板下的液压制动器,吸收飞机剩余的动能,进而让其在甲板上停下。如果没有挂到拦阻索,拦阻网可以避免飞机撞上甲板停放的飞机或是摔出飞行甲板,亦不会毁损机体,还可以调整降落位置,因此拦阻网的发明大幅提升了飞机的降落效率。在1923年未使用拦阻网时美国海军最佳的成绩是7分钟降落3架飞机,使用后则是4分20秒降落了6架。

进入喷气舰载机时代后,由于其速度过快、降落指挥官和飞行员皆反应不及,原先制度已不能保证安全降落。1950年代时,英国出现了由尼可拉斯·古德哈特中校(Nicholas Goodhart)所发明的光学助降装置(值得一提的是,利用灯号装置来协助降落的方式于日本在建造“凤翔号”时就已采用),其以一个凹面镜反射灯光至空中为飞行员提供一个指示降落路线的光柱(与海平面夹角为3.5至4度)。然而此装置仍受制于海面状况造成的舰体摇摆,因而出现了“菲涅耳”光学助降装置。“菲涅耳”光学助降装置彻底解决了前者光柱不稳定的问题,其外型为三种灯号组合而成,虽然会因型号而外观有所差别,但使用方法相同。中间直条灯号表示飞机目前位置过高或过低,让驾驶员将飞机调整为横条灯号位置。红色灯亮起表示飞机需要重新降落。菲涅耳助降装置有着易受天气云雾影响以及作用距离太短,以致于来不及调整误差的缺点。后来于1960年代还出现了自动着舰系统,它是由电脑控制其甲板运动着舰误差修正和飞行高度并结合全天候型的雷达助降系统,其分别装载于舰载机和船舰上,以连动资讯来随时修正、调整为最适当的位置。由于其有着可能受电磁波影响的疑虑,因此现今航母降落装置多半是混合使用光学装置、雷达助降系统以及降落指挥官,光学装置通常位于左舷,操作其装置的指挥官则在左舷后方。 

机库

机库为储存和整备航空母舰舰载机的地方,又分成“开放”和“封闭”两种。采用开放结构的航母舰体为机库,甲板上方再额外建造机库墙壁、甲板支撑柱等结构,再加上飞行甲板。开放机库的优点为通风良好、伤害管制佳,炸弹若击入机库中爆炸造成的冲击波会释放到外面;结构较轻、容纳飞机多以及可依舰载机尺寸作修正。航母自启蒙时期一直到二战中期多为开放结构。封闭机库则为机库与船体结构整个一体成形,飞行甲板为封闭强化结构,这种机库的优点有防御力强、结构坚固、核生化防护佳等。由于封闭机库容易累积易挥发的气体、受到攻击或者是意外而着火的舰载机不能直接丢入海中等问题,一度很难被船舰设计师所接受。然而当舰载机喷气化后航空燃料变得相当安全,加上后来发展的消防灭火与监控装置协助,封闭机库因而成为了主流。机库内除了航空飞行联队的维修人员外,还有隶属于航母的“飞机中期维修部门”(AIMD),可负责进行较大工程的维修作业并分作“引擎部门”(维修舰载机的引擎)、“综合部门”(修补破损的机体结构或机翼)、“电子零件部门”(整备精密电子设备,如雷达、感应器)和“救难装备部门”(维修飞机驾驶员的安全设备),若是美国海军的航母还可在机库内进行引擎喷气的试验。

升降机

升降机是将舰载机自机库运输至飞行甲板的装置,早期配置于全通飞行甲板的舰身中线的前中或后方,通常为2至3具,也是甲板上最脆弱的部份,如果升降机故障或是遭到破坏会导致飞机无法起降,进而丧失战斗力。此外,炸弹也可能被击穿升降机,升降机又与堆积弹药与燃料的隔舱接近,一旦引爆将导致严重的后果。因此自胡蜂号航母起开始将升降机位置调整到舰侧,这除了不妨碍起降作业以及安全外,还有着飞机翼展超过升降机宽度时亦能使用的优点。值得一提的是,第一代超级航母的“福莱斯特级”曾在斜角甲板前方设置一个升降机,目的是要让飞机降落后立刻收入机库,然而后来发现这样的机会其实很少,另外航母航行时泼上来的浪会波及到舰载机,故自小鹰级起又将该处升降机位置调整至舰舷侧。现代大型航母的升降机宽20多米、深达15米、可负重100吨,升降速度约为一分钟自机库搬上一架飞机至甲板。

武器库

武器库是用来储备各种炸弹、鱼雷、导弹与火箭的区域,位于船舰底部、水线之下,为船头尾各一处,中间则为机库,这些武器多以半组装方式收纳。为了将其送至甲板,武器库有着比飞机升降机更小的专用升降机(以尼米兹级为例,共有九个武器升降机,其外型如一个从甲板向上开启的门,若为不需用到的情况则可盖起来成为甲板的一部份),将武器从库中升到上一层甲板,由各层作业员进行阶段性的组装,再由该甲板的其他升降机往上送(部分通到机库),以防止弹药意外诱爆的情况。另外还有连结到舰岛右侧后方的一个武器集中区域,此处被称作“武器牧场”。若弹药爆炸可利用舰岛作遮掩,以降低对甲板上飞机的损害。二次世界大战之后的美国航母还需要另外设计与区隔存放与组装核子武器的弹药库,被称为“特殊飞机维护储存区”(Special Aircraft Services Stores,简称“SASS”)。冷战时期基于核子武器的机密和敏感性,这些弹药库的使用、人员进出管制与保安都有特别的处理和操作程序,没有受到相关训练验证或者是无关的人员一概不得靠近。第一款安装SASS的航母是透过《27A改装案》来加装相关设备与空间的埃塞克斯级,在设计阶段就将SASS融入舰身结构的则是福莱斯特级。

动力系统

航空母舰的轮机舱是整艘船的动力中枢,也是决定其重量与体积的关键之一。一般来说主机分为柴油机、燃气涡轮机、蒸气轮机和核反应炉,由于航母属大型水面舰艇,以柴油机为主动力推力不足,而燃气涡轮则燃料耗量大,故现代大型航母多用后两者。小型航母如无敌级、阿斯图里亚斯亲王级等则使用燃气涡轮机(有些外加柴油机辅助),而中大型传统起降航母则使用蒸气轮机,如戴高乐号、库兹涅佐夫号,这些蒸气可用于推进涡轮、灭火和注入蒸气弹射器,若其蒸气来源为核反应堆则为“核动力航空母舰”否则即被称作“常规动力航空母舰”。核反应炉也分作“压水式”、“沸水式”以及“游泳池式”,现大部分使用压水式。

核动力航母相比传统动力者的优势极为显著,拥有后者难以比拟的航程。以尼米兹级为例,它可连续航行约20年(单以舰上物资来看,自持力则有90天之久),一克的铀可产生两吨重油燃烧出来的热量,能量转换效率极高。核动力航母在其它方面也有许多优势,它去除了以往设计师需费工夫排设的烟囱与排气道等诸多管线,后者总是占去舰上许多宝贵的空间,除了令舰体本身强度降低外,也让排出的废气腐蚀了设备与伤害了乘员的健康

参考文献

文章来源:百度百科及农夫百科

原始创建:佚名

词条概况

版本编辑:5次

最近更新:2018-03-31

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