五千年(敝帚自珍)

主题:茗谈130:003型航母 -- 本嘉明

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家园 茗谈130:003型航母

(一)

航母是什么?就是一个海上的活动机场。首先它是一艘船,不能跑着跑着,自己就破了沉了。其次他要为上面的飞机提供全套的服务并且有能力收发这些飞机。自1930年代起,在航母发展初期,英国为首的几个海军大国注重“舰机并举,不可偏废”;而美国则“飞机优先,牺牲军舰质量”,这两条路线是截然不同的。

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1930年代的美国海军认为,首先要保证航空母舰的攻击力,也就是说一艘航母在特定的时间里能放飞多少架活塞发动机的螺旋桨飞机? 这涉及到了航空母舰的整备工作以及可以携带的飞机数量。

一旦海上开战,能否在尽可能短的时间里放飞尽可能多的飞机就成了决定海战胜负的关键。

美国海军强调航母攻击力的第二个原因,是他们认为双方航空母舰之间的攻击想要完全防住是不可能的,如果假定双方的侦察机同时发现了对方,那么不出意外的话,当甲方攻击机群抵达乙方舰队上空的时候,乙方机群也快飞到甲方了。按照二战期间的警戒技术,舰队最多发现几十公里外来袭的敌机。而对方机群来临的时候,航空母舰是跑不远的。

“所以我们要做的是在对方打烂我们的屁股之前,把他们的屁股打烂!而且航母要分开布置,不能被对手一波全端掉!”美国航母的传统,就是攻击第一,第一波攻击尽可能全力以赴。其次是我方航母分散布置的原则,鸡蛋不能都放在一个篮子里。

根据这些原则,每个航母编队等于是一条大孤狼带几条小狼,必须自给自足,拥有一个足够大的甲板,携带足够多的飞机。甲板大的好处显而易见: 可以安排更多的飞机集中起飞,同时也可以让部分飞机在甲板上进行整备。

至于说如何携带更多的飞机,具体到机库,有几个选择题。

第一个选择题,是开放式机库呢,还是封闭机库?美国海军经过论证和实验后,决定为开放式机库。

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首先,开放式机库结构简单,建一个框架然后在上面放上甲板(当时的飞行甲板不是军舰主甲板,不重),在侧面装上隔层,这叫superstructure。这些结构不算进船体结构(HULL) 。其次,开放式机库可以在机库中“暖机”,打开移门就可以有足够的新鲜空气来供飞机暖机,节省了甲板面积。第三,即使被炸了,想要修复也比较容易,而且爆炸的部分能量会通过侧面的缺口释放到外部,减少了对船体的破坏程度。

这里要解释一下“暖机”。活塞式发动机所用的柴油,在冷却状态是深色略粘稠,必须焐热后变成清澈的液体,才能发挥作用。所以活塞式发动机必须先发起来“暖机”一会儿,停在机场上用发动机的余热加热机油,才能起飞。活塞式发动机开动后,会产生大量有毒废气,必须在开放大空间才能暖机。当年日本的I-400“潜艇航母”对这个问题很伤脑筋,因为潜艇一露头,必须最快速度放飞飞机,在潜艇内的狭窄空间里怎么事先暖机?

第二个选择题,是一层机库呢,还是两层? 当时<华盛顿条约>里的海军大国,法英意日,都是双层机库设计,这样有比单层机库更大的停机面积,可以容纳更多的飞机,但是机库的高度却会降低,而且全舰重心可能抬太高而影响稳性。

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美国人发现,如果考虑机库近天花板的空间的话,似乎单层机库也有获得更大载机量的办法。机库顶部并不直接是甲板,因为航母还要布置高炮的,而高炮肯定是在上部,于是在机库上部和飞行甲板之间要布置一层高炮甲板。而这一层不是全部都占用的,只在外缘布置炮台。发现了这一点的美国人认为他们可以把一批备用飞机拆成几个大零件然后挂在机库顶部,这就是所谓的“挂票”,跟肉联厂差不多。反正那年代飞机也挺简单粗糙,片开来跟片猪肉一样容易。

第三个选择题是防护问题,因为当时美国开工的两艘航母都是用列克星敦级快速战列舰半道改的,侧弦用不了那么厚的装甲了,但设计余地还留着,所以美国人将原本为快速战列舰准备的12寸级别的侧弦装甲重新设计为8寸级别,只要能挡住装甲巡洋舰的火炮就可以了。而水平装甲则被布置在了机库甲板上,因为也是采用了原来为战列舰准备的匀质装甲,所以美国人开工建造的两艘快速战列舰改造的航母也拥有强悍的水平面防护,机库顶甲板厚度高达4寸,弹药库更强大。当时飞行甲板是没有装甲防护的,上面就是一层钢板加一层柚木板,虽然不经炸但也容易修复。

同时期的英国海军就不同了。美国那种强调攻击力的想法和英国人要求攻防兼备的想法出现了冲突。皇家海军对于防护的定义不仅仅是要求战舰不沉,同时还要最大限度地保留战斗力,将破损限制在一定范围之内。英国和美国之间最大的不同在于"综合国力",英国的战舰存量比美国少,战舰的补充能力也比美国差。美国的航空母舰被击伤后只要能勉强开回去就可以,军委可以派出一艘新的战舰来顶替受伤航母造成的空缺,而英国做不到。英国没有那么雄厚的工业资源,所以必须保证每一艘航母都是小强,能够尽可能长时间在海上战斗。尤其是两艘由“海军上将级”战列舰改造的大型航空母舰,将是皇家海军在《华盛顿条约》有效期内的英国海军主力,所以必须安全第一。

保护航空母舰的关键,就是保护航母机库以及飞行甲板。美国人的设计只满足于保证这艘战舰不沉,只要敌方炸弹的命中位置比较好,可能两发炸弹就能让美国航空母舰彻底失去起降飞机的能力。于是在英国海军里,“给航母装上装甲飞行甲板”这个思路就赢了,而世界上第一艘装甲化航空母舰的设计也就此展开。

英国人和美国人对于航母的分歧,不仅仅是在是否有装甲甲板上;在机库设计上,英国人也摒弃了美国人的单层机库设计而采用双层机库。

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上图:这货还参加马岛战争的说。

英国人是这样考虑的:首先,从防御角度来看,既然“屋顶”要装甲化,自然是防御面积越小越好。双层机库等于是两层小楼,可以利用的内部面积远大于单层机库,那么就可以适当的缩小上面一层机库的长和宽,来减少屋顶------也就是装甲甲板------的面积。

而另外一个原因,就是英国人要在北海和大西洋作战,恶劣的海况会导致露天存放的飞机受损。英国皇家海军所属的航空队远不如美国海军航空队(当时美国没有独立的空军,分为海军航空队和陆军航空队)那么不差钱。美国人一看飞机锈了,随手换一架就行了,正好解决就业不足。而皇家海军航空兵因为有皇家空军的强势存在,而无法获得太多的经费,看看二战后期强悍到可以组织千机大轰炸的皇家空军,再看看英国航母悲催的载机量就可想而知了。英国航母不是不能多装,而是没有钱来造飞机装。所以手里仅有的几架宝贝疙瘩,都要护起来。

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美国的“单一高顶机库”思路,在今天成为重型航母的唯一教条。真正独立于美国以外,设计过大型航母的,只有英国和前苏联。英国在建的“伊丽莎白女王号”,放弃了直到1970年代“皇家方舟”号航母还在用的双层机库,改为单一机库。

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上图:2014年4月,俄国公布的新航母模型。

前苏联的乌舰和我们的辽宁舰,都是单一机库。

以尼米兹为例,其机库:208.5米 X 32.9米 X 8米(高);升降机26米 X 16米。

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但无人机逐步上舰,我相信会改变这一局面。

(二)

我们知道,中国航母001型,就是辽宁舰的国产型,002型可能是仿乌舰的核动力9万吨型。

这里我们设想一个003型,“海南型”。

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目前人类能造的最大海船之一,是Maersk Triple E class container ships”3E”集装箱货轮,长400米,宽59米,吃水16米,空载5.5万吨,满载16.8万吨,可装1.8万个标准集装箱。经济航速19节,最高航速25节。

Nimitz级航母,长332米,水面舷宽41米(甲板宽77米),吃水12米,满载10万吨。

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从甲板面积看,Nimitz比”3E”的甲板要短,但更宽,所以两者的甲板面积相差不大。Nimitz只有10万吨,是因为吃水浅,而且不像“3E”可以堆高集装箱。

“海南型”航母,就是借鉴“3E”和“面包船”的设计,开发一款长410米,宽57--60米,满载排水量低于13万吨,最大航速20节左右的“特殊航母”。这艘航母只在西太平洋,南海,印度洋东部地区转悠,所以不需要太高的航速,也不考虑过苏伊士运河。由于庞大得如同青藏高原,我们就叫她“西藏号”吧。

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上图:西藏号与尼米兹的对比

“西藏号”的特色是:

一,她既是战斗舰,也是训练舰,科研舰。“西藏号”的在编舰员(包括飞行大队)共3500人,比辽宁号的2600人略多。但舰上常年载有7000余人(极端时可以上万人),其中近1000人是军工企业的科研人员,跟舰测试;剩余的,就是“西藏海军士官学院”的师生。“西藏海院”专门培养2万吨级以上水面战舰的官兵,从舰长到伙夫,都分院系,学员一半在岸上,一半随舰实习,大大加快新部队的养成,可以早日接舰入役。

二,她的吃水深,所以有条件设上下2层机库。上层机库是开放式,净高7米(比Nimitz的机库低1米,但中国最大舰载机,歼-15,机高6米;歼-20肯定低一些),部分机库净高9.5米。下层库是封闭式,净高5.3米(歼15拆去垂尾后,停放高度不超过4.6米)。

双层机库有一个毛病,就是舷侧升降机的布置。一个十几米乘十几米的升降机占了巨大的面积,所以“埃塞克斯级航母”的舷侧升降机是个突破性的进步,大大减少了对甲板面积的占用。但是双层机库航母,因为下层的机库距离水线太近,如果开个舷侧升降机门的话,遇到风浪,海水有灌进来的危险;甚至军舰急转弯(或剧烈颠簸)时舰身倾斜,飞机会滑落到海里。

“西藏号”航母将有两类升降机,其中A类位于战舰的甲板中间位置(井式电梯),这类升降机是贯穿两层机库的。而B类升降机则是舷侧升降机,只用于上层机库和甲板之间。一艘航母一次能放出的飞机不会到载机的一半,甲板上系留的飞机和上层机库的飞机足够用于第一波攻击了,下层机库是为了维护/保养/教学训练/储备无人机用的,战斗的时候很少用到。第一波放出去后,接着A升降机从下层机库提升备用机到上层机库,也来得及。反正第一波飞出后,上层机库也有空间了,可以让A升降机提升;而B升降机负责从上层主机库提升到甲板,各司其职。

双层机库里的“上机库”设计成开放式机库,可以进行暖机作业,现代战斗机的“暖机”主要是各子系统的起飞前检测,必须一个环节一个环节递进检查,非常耗费时间,其中发动机试车反而不那么重要,因为弹射前必须开到最大马力,此时发动机掉链子,飞机换下来还来得及。所以在上层机库内,大部分整备工作可以完成,飞机一上甲板就基本可以飞了。

下层机库设计成封闭式机库,而“水平装甲”布置在上机库和下机库的天花板上,防止敌人的“钻地弹头”直插底舱弹药库。

三,她的甲板上降落跑道的设置,既严格模仿002型的实际跑道,也能灵活分解组合,供资浅飞行学员,循序渐进培训。起飞跑道为3条弹射道,但总长度很长,也可以供无人机自然滑跑起飞。

通宝推:mezhan,
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