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航母升降機的進化,福建號比山東號大,升降機還是2臺,夠用嗎?

2022年6月17日,萬眾期待的中國海軍003號航母正式下水,并被命名為“福建”號,這是我國第1代全平甲板航母,并裝置了3個電磁彈射器,這不僅使航母上的艦載機運載量大幅增加,更重要的是艦載機的武器掛載能力成倍增加。

航空母艦是一個巨大的武器平臺,但是上面除了武器之外還有一些不是武器的裝備,對于平臺作用的發(fā)揮很重要,有一個很古老但是又不古老的裝置,叫做升降機,在航空母艦上的作用很大。

而作為艦載機從機庫甲板到飛行甲板的重要提升裝置,使航母飛行甲板和下方機庫實現(xiàn)了快速動態(tài)連接。

不過,航空母艦上的升降機跟一般的升降機不一樣,它不僅僅是光把裝備、飛機送到甲板上的問題,還要考慮在各種情況下的使用問題,所以升降機也是經(jīng)歷了很多代迭代以后,才形成現(xiàn)在這個樣子。

但是大家如果觀察我國最新下水的福建號,和美國的福特號航空母艦對比,就會發(fā)現(xiàn)福特號有三個升降機,而且它的形狀是梯形,福建號只有兩個升降機排在右船舷。

為什么要用福建號跟福特號比呢?因為這兩艘航空母艦,雖然說尺寸上有點差別,但是根據(jù)目前大家的推測,排水量可能會比較接近,雖然福建號可能稍微小一點。

長度,福建號320米,福特號333米;寬度,福建號76米,福特號78米(兩艦規(guī)格已相當接近)。

動力,福建號8臺重油鍋爐+4臺蒸汽輪機,22萬馬力;福特號,核反應堆+蒸汽輪機,26萬馬力。

我們國家習慣用標準排水量,而美國習慣用滿載排水量。所以福建號的標排8萬多,和福特號的滿排12萬噸之間,雖然有差距,但是不會太大。

而且,福建號、福特號是世界上僅有的兩艘裝有電磁彈射器的航空母艦,電磁彈射器一般認為彈射效率比蒸汽彈射器要高。

那彈射器的效率會不會影響到升降機的布置呢?應該是會影響到的,從福特號上面升降機的變化就可以看出來。

▍航空母艦升降機的簡要發(fā)展歷史。

世界第一艘正式服役的航母,是1918年由商船改裝的英國“百眼巨人號”,第一次有了直通式甲板和“艦島”設計。而第一艘為海軍作戰(zhàn)使用的專業(yè)航母,是1922年服役的日本鳳翔號航母(排水量7470噸,艦寬17.98米,全長180.8米,航速25節(jié),搭載艦載機21架)。

作為航空母艦必要的艦載機及彈藥立體傳輸系統(tǒng),艦載機升降機成為各國航母標準配置,其組成包括:動力、液壓傳動、導向滑輪、控制、及牽引(鋼索、或者液壓)和升降平臺等六大部分。

按裝置位置區(qū)分,可分為:舷內(nèi)升降機,和舷側升降機兩種。

二次大戰(zhàn)以前,由于航母飛行甲板都是直通式的,為有效縮短機庫的艦載機提升至飛行甲板的時間,航母升降機都設計在甲板中線位置,即舷內(nèi)升降機。

這種升降機防浪性能及安全性較好,但由于機組中置,艦體占用空間較大,而且對飛行甲板強度有影響,長期使用會影響到戰(zhàn)機起落安全,艦載機彈射和著艦時也不能使用,使用效率相對低下。

1942年,美軍埃塞克斯級航母首艦埃塞克斯號航母入列服役,首次嘗試在舷側設置了一個升降機。

該級別航母是美國海軍有史以來建造航母數(shù)量最多的一個級別,直到1969年全部正式退出現(xiàn)役,一共建造了24艘。

舷側升降機有效地避免了對飛行甲板強度持久性的影響,使用時戰(zhàn)機可以照常起降,于是美國海軍從福萊特號航母開始,全部改為舷側升降機設計(右舷3或2+左舷1),各國海軍也紛紛效仿,成為航母升降機設計標準方案。

▍美國現(xiàn)役航母的升降機為何都是梯形?

美國早期的航母(如:福萊斯特級)升降機平臺也是矩形,而現(xiàn)役各航母的升降機平在原有矩形的基礎上,左右各加了一個小三角區(qū)域而成為梯形。

這樣的設計有兩大優(yōu)點。

第一,讓兩架艦載機機翼折疊后,工作空間大為改善,加強了兩架艦載機同時駛入升降平臺時的方便性和安全性。

第二,艦載機進出機庫及平臺的角度更加靈活,某些長機身機型甚至可以斜進斜停,更方便調(diào)頭!

美軍航母升降機舉升能力在40-60噸,其中尼米茲級航母升降機平臺長25.9米,寬15.9米,總工作面積達400平方米以上。

但是舷側升降機有結構上的問題,就是開一個巨大的開口,會降低艦體的強度。所以這個部位是需要加強的,而且這種大開口越少越好。

所以福特號上的升降機,從尼米茲級的4個減少了一個,而福建號上的升降機沿用山東號的兩個,也是有這方面的原因的。

但是升降機數(shù)量的減少,要和航空母艦上的其他裝備配合。

▍航空母艦上到底需要幾臺升降機?

美國第1艘核動力航空母艦是企業(yè)號,上面就有4臺升降機,其中右3臺,左舷是1臺。

后面的第2代航空母艦,尼米茲級航空母艦,也是沿用了右3左1布置。

但是到了福特級這級,排水量比以前都要大變,成了右2左1。

中國現(xiàn)在三艘航空母艦,因為遼寧號原來就是瓦良格號的翻新版,所以結構也是瓦良格的結構,當時就是兩臺升降機沒辦法改。

到了山東號,也可以算是遼寧號的姐妹艦,整體結構也是差不多的,也保持了兩臺升降機,然而到了全平甲板的福建號上面也采用了兩臺升降機。

如果航空母艦回收艦載機作業(yè),飛回來的艦載機在只有右升降機的甲板上,必須越過航空母艦的中軸線才能進入機庫。

這個入庫的路徑要和降落的路徑,以及起飛的路徑交叉,形成干擾。

▍關于福建號兩臺升降機問題的討論。

福建號航母升降機可同時提升4架J-15艦載機(每臺升降機提升2架,升降機工作面積約計在27米x19米左右)。

如果提升一個循環(huán)需要兩分鐘時間,每分鐘可以把兩架飛機提升到夾板,如果艦載機的數(shù)量在60架,全部提升到甲板需要30分鐘。

我們考慮到電磁彈射器的效率非常高,可以在30分鐘之內(nèi)彈射60架飛機,這就意味著航空母艦最重要的一個概念:全甲板出擊可以實現(xiàn)。

因為,航空母艦打架全靠飛機,所以盡量把飛機放出去才是最重要的,出去的飛機越多,戰(zhàn)斗力越高。

也就是說在這種情況下,全部出擊全部回收,那么就沒有起飛任務,這個時候就可以把回收飛機越過前部起飛區(qū),通過右舷首升降機放到甲板下,來不及回收的部分還可以堆在前面甲板上。

也就是說,出動飛機的速度越快,升降機的數(shù)量可以減小。

所以福特號的升降機比前輩減少了一個,而福建號雖然比遼寧號、山東號要大,但是升降機仍然保持兩個,這個是可以理解的。

▍關于升降機的形狀問題。

如果從結構和利用率上來說,矩形的面積的利用效率是最高,制造也是最容易的。

如果考慮到高烈度作戰(zhàn)的情況下,航空母艦受損,升降器有可能會卡住,所以采用梯形是最好的,也就是說福特號這種形狀是最好的。

美國的航空母艦經(jīng)歷過大規(guī)模的海上作戰(zhàn),所以它的設計應該是考慮了以往的作戰(zhàn)經(jīng)驗。

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