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布局精巧的航母飛行甲板

2013-04-12 00:00:00潘文林
軍事文摘 2013年6期

軍用機(jī)場一般都設(shè)有跑道、滑行道、停機(jī)坪、加油坪、防吹坪、塔臺、進(jìn)場監(jiān)視雷達(dá),也有供飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)維護(hù)的機(jī)庫或掩體等。正是有這么多的建筑物和構(gòu)筑物,一個中等規(guī)模的機(jī)場占地面積至少在1.5平方公里以上,而更大些的機(jī)場占地則有4~15平方公里。

與之相比,美國的超級航空母艦相當(dāng)于把陸上機(jī)場濃縮為飛行甲板只有3個足球場那么大、排水量超過八九萬噸的立體海上機(jī)動平臺。這個只及陸上機(jī)場長度1/6甚至更小的大型水面艦艇,幾乎具有陸上機(jī)場的所有功能,包括飛機(jī)停放、維修、起降,以及與之相關(guān)的指揮、引導(dǎo)、加油、飛行員住宿、中短程防空等。飛行甲板是航空母艦區(qū)別于其他水面艦艇的重要設(shè)施,沒有飛行甲板也就沒有航空母艦。和陸上機(jī)場一樣,寸土寸金的航母飛行甲板上也有功能分區(qū),甚至在某些地方更為嚴(yán)格。美國的超級航空母艦歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展,其總體布局和外形尺寸已經(jīng)基本穩(wěn)定。之所以如此,是有一定科學(xué)道理的。本文將要為大家講述的,就是美國自20世紀(jì)50年代以來建成的幾種超級航母的飛行甲板及其附屬設(shè)施的分布情況和技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)。

飛機(jī)彈射裝置

在航空母艦上,艦載飛機(jī)的起飛與降落是兩件頭等大事。下面先介紹與飛機(jī)起飛相關(guān)的甲板設(shè)施—蒸汽彈射器。

航空母艦誕生不久便裝備了依賴壓縮空氣、火藥或液壓裝置的多種形式的飛機(jī)彈射器。直到二戰(zhàn)期間,航母艦載飛機(jī)在大部分時(shí)間都采取自由起飛方式,只是在個別情況下才采取彈射起飛。二戰(zhàn)以后,噴氣式艦載飛機(jī)的重量比二戰(zhàn)時(shí)期的活塞式飛機(jī)大了許多。比如二戰(zhàn)時(shí)期的F6F-3戰(zhàn)斗機(jī)翼展13.06米,機(jī)長10.24米,空重4128公斤,最大起飛重量7025公斤;F4U-1A翼展12.49米,機(jī)長10.16米,空重4074公斤,最大起飛重量6350公斤。較早的艦載噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)F2H-3翼展13.67米,機(jī)長14.48米,空重5800公斤,最大起飛重量10270公斤;FJ-4翼展11.91米,機(jī)長11.09米,空重5992公斤,最大起飛重量10750公斤。正是因?yàn)橹亓吭黾釉S多的緣故,為了增加升力,導(dǎo)致噴氣式飛機(jī)的起飛速度增加不少,需要滑跑相當(dāng)長的距離后,方能達(dá)到起飛速度。陸上機(jī)場的跑道長度不成問題,但航空母艦的長度則非常有限。為了幫助作戰(zhàn)飛機(jī)從航母上正常起飛,必須想法為其加速到可以正常起飛的速度,其辦法就是借助功率更大的彈射裝置,將飛機(jī)加速到離艦起飛速度。

1950年,英國海軍志愿兵預(yù)備司令部米切爾中校率先提出蒸汽彈射器的設(shè)想。1951年,英國人研制成功蒸汽彈射裝置,并安裝在“英仙座”號維修航空母艦(屬于“巨人”級)上試用。從外部看,這種彈射裝置就是一條數(shù)十米長的軌道,通過連接裝置和飛機(jī)相連。蒸汽彈射裝置基于往復(fù)式蒸汽機(jī)的原理,即鍋爐里的蒸汽通過儲氣筒蓄壓,在使用時(shí),高壓蒸汽進(jìn)入汽缸,在極短的時(shí)間內(nèi)推動活塞組件和往復(fù)車高速運(yùn)動,以此帶動飛機(jī)加速。1955年,該種蒸汽彈射裝置正式安裝到英國“皇家方舟”號(屬于“鹵莽”級)艦隊(duì)航母上。美國海軍從英國購買了專利與5部蒸汽彈射器,定名為C11型彈射裝置。1954年6月,美軍在“ 漢考克”號(屬于“埃塞克斯”級)航母上首次使用了蒸汽彈射器。后來,美國對英國設(shè)計(jì)的蒸汽彈射器做了一些改動,定型為C11-1,安裝在“中途島”號和“富蘭克林·羅斯福”號航母上。由于早期

的噴氣式艦載飛機(jī)的最大起飛重量不是很大,使艦載飛機(jī)達(dá)到起飛速度的蒸汽彈射器的長度不是很長,如“英仙座”航母上安裝的BXS-1彈射器沖程45.5米,改進(jìn)型的“埃塞克斯”級的C11蒸汽彈射器軌道長68.58米,動力沖程64.31米。

到了20世紀(jì)60年代,在F-4戰(zhàn)斗機(jī)和A-5、A-6攻擊機(jī)服役以后,艦載機(jī)的最大起飛重量迅速提高。為了把這些重型艦載飛機(jī)加速到起飛速度,彈射器的動力沖程至少需要達(dá)到75米。美國海軍遂將當(dāng)時(shí)的“中途島”級和“福萊斯特”級使用的C7和C11型蒸汽彈射器予以換裝,使其適應(yīng)新一代重型艦載飛機(jī)的起飛要求。為此,美國海軍研制了C13-0彈射器,其軌道長度為80.72米,動力沖程76.2米,并裝備于新一代的“小鷹”級航空母艦。在其基礎(chǔ)上研發(fā)的C13-1蒸汽彈射器軌道長99.01米,動力沖程94.49米,末端速度185節(jié),裝備于“企業(yè)”號和“尼米茲”級前4艘航母。從“尼米茲”級“林肯”號航母開始,安裝了C13-2蒸汽彈射器,軌道長度未變。這些蒸汽彈射器可以順利彈射在全部戰(zhàn)斗載荷情況下的重量介于25~33噸的現(xiàn)役艦載飛機(jī)。這些飛機(jī),如果不借助蒸汽彈射器,根本無法自行飛離航母。例如,A-6E攻擊機(jī)最大彈射起飛重量26580公斤,陸上最小起飛滑跑距離1185米;F-14戰(zhàn)斗機(jī)的最大彈射起飛重量33724公斤,陸上最小起飛距離427米;F/A-18C的最大起飛重量25402公斤,起飛滑跑距離427米;E/A-6B在攜帶5個干擾吊艙情況下,起飛重量24668公斤,起飛滑跑距離至少需要814米。

蒸汽彈射器的數(shù)量不僅決定飛機(jī)的起飛效率,也決定飛機(jī)的降落效率。因?yàn)樵谀承┚o急情況下,只有在飛機(jī)緊急起飛后,才可為降落中的飛機(jī)騰出降落的地方和停放位置。從“福萊斯特”級航空母艦開始,每艘已服役的超級航母上均有4部蒸汽彈射器。其中艦艏兩部,左側(cè)邊緣兩部。從艦艏右舷開始,從右向左依次為1號、2號、3號、4號彈射器。在具體的安置上,除了“福萊斯特”級航母的1號和2號彈射器在艦艏對稱布置外,其余從艦艏方向開始,皆向右偏移目的是讓2號彈射器避開斜角甲板。

美國海軍現(xiàn)役航空母艦采用的蒸汽彈射裝置,一次可以讓4架飛機(jī)同時(shí)準(zhǔn)備放飛,3架飛機(jī)可以同時(shí)起飛。最快時(shí),60秒內(nèi)可以彈射8架飛機(jī)。而采用滑躍起飛的俄羅斯“庫茲涅佐夫”號航空母艦,在飛機(jī)輕載時(shí)可以保證3架飛機(jī)同時(shí)做起飛準(zhǔn)備,但一次只能起飛1架。如果是重載起飛,只能讓1架飛機(jī)在滑跑距離最長的3號位置起飛。由此可見,是否使用彈射器,以及安裝數(shù)量的多寡成為衡量母艦是否先進(jìn)的重要指標(biāo)。當(dāng)然,如此高的彈射效率,還需更多的升降機(jī)與之配套。

航空母艦的進(jìn)步,除了動力裝置外,最為主要、最為關(guān)鍵的變革是彈射器的革新。美國海軍從目前正在建造的“福特”級航母開始,將使用電磁彈射系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的蒸汽彈射系統(tǒng)相比,電磁彈射系統(tǒng)非常利于航母作業(yè):能夠大幅提高能量效率,典型的蒸汽彈射器的效率在6%左右,而電磁彈射器的效率大約是蒸汽彈射器的10倍;具有較寬的能量范圍,可以彈射起飛重量較小的艦載無人機(jī);具有恒定的性能,不像蒸汽彈射系統(tǒng)那樣在彈射條件相同的情況下,每一次彈射行程末端的速度可能不一樣;可增加可用性,重大故障間隔期較長;無

需使用蒸汽動力活塞及配套的管道設(shè)備,幾乎沒有容易出現(xiàn)故障的機(jī)械運(yùn)動部件,可大大減少操作和維修所需的人員,可節(jié)約人力成本30%以上,降低維護(hù)和全壽期費(fèi)用20%;采用的直線電動機(jī)可以較低的峰值推力與均值推力之比將有人駕駛飛機(jī)和無人機(jī)加速至彈射速度,從而減少彈射時(shí)傳遞給飛機(jī)的疲勞載荷,可使飛機(jī)的極限使用壽命延長31%;可減少重量、容積,可以增加彈射系統(tǒng)設(shè)備總布置的靈活性,使艦內(nèi)布置最大限度地達(dá)到了最佳化,包括更好的載荷分布。

電磁彈射器利用直線感應(yīng)電機(jī)的直線運(yùn)動,帶動艦載機(jī)加速到起飛速度。其工作原理是:直線感應(yīng)電機(jī)的初級(固定部分)輸入交流電后,產(chǎn)生交變磁場,這種磁場在直線感應(yīng)電機(jī)的次級(運(yùn)動部分)產(chǎn)生感應(yīng)電流,使次級變?yōu)橛懈袘?yīng)電流的導(dǎo)體,處于交變磁場的次級部分就會受到安培力的作用,向前運(yùn)動。因電磁驅(qū)動力與電流平方成正比,所以只要保證足夠的電流輸入,便能在發(fā)射裝置內(nèi)產(chǎn)生足夠大的推力,使艦載機(jī)達(dá)到需要起飛的速度。

擋流板

飛機(jī)在起飛前均要試車,個別時(shí)候用時(shí)較長。陸上軍用機(jī)場一般都設(shè)有為防止噴氣式發(fā)動機(jī)尾噴流吹壞其他設(shè)施而修建的防吹坪。在防吹坪后設(shè)置的擋流墻,可以改變發(fā)動機(jī)尾噴流的氣流方向,以降低直至避免排氣對其他設(shè)施或植被的破壞。這些構(gòu)筑物一般用混凝土板或磚石鋪砌,設(shè)在集體停機(jī)坪后或試車場后。無獨(dú)有偶,航空母艦也有與之類似的裝置——擋流板,其作用與陸上機(jī)場的擋流墻大體相當(dāng),但也有一些差別。

在面積極其有限的飛行甲板上,當(dāng)進(jìn)行起降作業(yè)時(shí),艦載飛機(jī)有可能集中停放在飛行甲板上,或排隊(duì)等候起飛,或降落后等待檢查。假如沒有在等待彈射起飛的飛機(jī)后面設(shè)置面積足夠大的擋流板,在該飛機(jī)之后相當(dāng)一塊區(qū)域內(nèi)根本無法停放飛機(jī)或站立人員。這種狀況將嚴(yán)重影響艦載飛機(jī)的運(yùn)行效率,進(jìn)而影響到航母的作戰(zhàn)能力。為了進(jìn)一步說明,下面我們不妨看看F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)所用F404渦扇發(fā)動機(jī)在飛機(jī)起飛前對尾噴口后面狹長范圍內(nèi)的影響情況。

F404發(fā)動機(jī)在慢車狀態(tài)時(shí),尾噴口排出的尾噴流流速為60.7米/秒,其溫度在尾噴口后面狹長范圍表現(xiàn)出明顯的梯度:在3米以內(nèi)超過199度,在5.5米以內(nèi)超過143度,在10米以內(nèi)超過88度,在17米以內(nèi)超過60度,在34米以內(nèi)超過38度。發(fā)動機(jī)在軍用狀態(tài)時(shí),尾噴流以610米/秒的速度噴出,溫度超過560度的范圍有5.2米,在5.5米的范圍內(nèi)超過371度,12.2米內(nèi)超過171度,39.6米內(nèi)超過60度,77.7米內(nèi)超過38度。在發(fā)動機(jī)行將起飛的最大(全加力)狀態(tài)時(shí),排氣速度沒有增加,但在尾噴口之后4.6米以內(nèi),溫度上升到原來的兩倍之多,達(dá)到1393度,在11.6米處達(dá)到560度,在20.7米處達(dá)到282度,在31米處達(dá)到171度,在125米處為60度,在201米處達(dá)到38度。在這種環(huán)境下,人與飛機(jī)的生存性可想而知。為了避免這種不利情況,保護(hù)緊鄰其后的飛機(jī)與人員等,美英兩國海軍在噴氣式飛機(jī)上艦之初,便為航母配備了擋流板。

在常規(guī)起降航母上,每一個起飛位置都要設(shè)置一組擋流板。對擋流板的技術(shù)要求是可快速降溫,耐沖擊,可快速豎起并放平,與飛行甲板要嚴(yán)絲合縫,不能有銳角突出,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求,能夠有效遮擋發(fā)動機(jī)尾噴流。為防止高溫燃?xì)鉄龎膿趿靼?,擋流板都?nèi)裝有供循環(huán)冷卻水流動的格狀水管,通過調(diào)節(jié)海水流量來控制冷卻水溫不超過100度。為擋流板降溫的另一個原因是如果不降溫,后繼飛機(jī)從其上面滑行過去,就有可能爆胎。

目前,美國使用的水冷式擋流板,正在升起時(shí)可以承受93.26千牛的噴氣推力;在完全升起后,可以承受400千牛的噴氣推力。該板放下后與飛行甲板齊平,能夠承受31572公斤重的飛機(jī)在中等海況下從其上通過或靜止不動地壓在上面。從作戰(zhàn)效能講,要求擋流板可以快速放下,以利于后面的飛機(jī)快速跟進(jìn)。然后,再快速升起,以使下一架飛機(jī)快速起飛。在美國超級航母上,其現(xiàn)役擋流板的升降周期僅有30秒。最早的擋流板面積很小,當(dāng)時(shí)的發(fā)動機(jī)推力小、尾噴流的危害也不大。隨著發(fā)動機(jī)推力的增加,尤其是安裝兩臺發(fā)動機(jī)后,原先的擋流板已經(jīng)無法有效使用。因而,現(xiàn)在大型航空母艦的擋流板均由6塊并排緊密排列的活動板組成。

斜角甲板

艦載機(jī)起飛后,終究要降落到航空母艦上。在現(xiàn)代大中型航空母艦上,艦載飛機(jī)是在一個被稱為“斜角甲板”的著艦區(qū)域降落的。為了說明斜角甲板,我們還得先看看航空母艦最早的平臺樣式—直通式飛行甲板。

早期航母的起飛與著艦兩個區(qū)域是重疊布置在軍艦的軸線上的,因前后直線貫通,被稱為直通甲板或軸向甲板。這種航母在使用上的特點(diǎn)是,等待起飛的飛機(jī)集中在軍艦的前半部分,而艦艉甲板則留給返航飛機(jī)供其降落。在著艦區(qū)和停機(jī)區(qū)之間設(shè)有一組安全屏障,可以

防止降落滑跑中的飛機(jī)沖入前部停機(jī)區(qū)。也就是說,沒有掛住阻攔索的逃掛飛機(jī)在艦艏停有待飛飛機(jī)的情況下,根本沒有逃逸復(fù)飛的出路,只能撞到安全屏障上。輕則機(jī)毀,重則人亡。在噴氣機(jī)上艦后,因著艦速度增加,大大加重了這一矛盾。為避免這種情況,往往將起飛與降落作業(yè)分開進(jìn)行。由于這種飛行甲板不能保證在高強(qiáng)度作戰(zhàn)時(shí)起飛、著艦作業(yè)同時(shí)實(shí)施,飛行甲板使用效率低,循環(huán)作業(yè)周期長。為克服以上不足,需要另辟蹊徑。

二戰(zhàn)之后,英國海軍上??坟悹柡筒┒☆D在他們研究的“靈活甲板”課題中首先提出斜角甲板的概念。1951年,英國人在其輕型航母“凱旋”號(屬于“巨人”級)做了可行性試驗(yàn)。當(dāng)時(shí),在“凱旋”號的飛行甲板上與軍艦軸線成10度角處畫出一條降落跑道中線,飛機(jī)沿這條跑道線做觸艦復(fù)飛試驗(yàn)。試飛證明,斜角甲板概念是可行的。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,英國將建造中的4艘“半人座”級航母全改為帶有5度夾角的斜角甲板。而美國海軍卻率先在1952年將其服役中的“安提坦”號(屬于“埃塞克斯”級)航母進(jìn)行了改裝,使其成為世界上第一艘設(shè)置有斜角甲板的航母。此后,斜角甲板便成為各國大中型航母的標(biāo)準(zhǔn)飛行甲板。

斜角甲板的應(yīng)用,是航空母艦的一次革命性變革。簡單說,斜角甲板是從艦艉右舷向艦艏左舷延伸的一塊狹長的著艦區(qū)域。帶有斜角甲板航母的最大特點(diǎn)或者說最大優(yōu)點(diǎn)在于將著艦區(qū)和起飛區(qū)分開,可以保證航母起飛和著艦作業(yè)同時(shí)進(jìn)行,大大增加了自身的作戰(zhàn)效能。正是因?yàn)閷⒅瀰^(qū)和起飛區(qū)分開,使逃掛的飛機(jī)可以復(fù)飛重新著艦,消除了撞到安全屏障上或與其他飛機(jī)相撞所造成的機(jī)毀人亡的可能性。

除了安全性方面外,這一功能在戰(zhàn)術(shù)方面尤為重要。在二戰(zhàn)時(shí)期的中途島海戰(zhàn)中,日本聯(lián)合艦隊(duì)就是因?yàn)橥7旁诤侥讣装迳系娘w機(jī)要為完成攻擊中途島任務(wù)的飛機(jī)讓出跑道而出現(xiàn)混亂,導(dǎo)致4艘航母被美軍炸沉。當(dāng)時(shí),準(zhǔn)備迎擊可能會出現(xiàn)的美國航母的九七式魚雷機(jī),在接到新的命令后,將航空魚雷換上航空炸彈。就在此時(shí),日軍突然發(fā)現(xiàn)附近海域果真出現(xiàn)了美國航母。在此關(guān)鍵時(shí)刻,第一波攻擊中途島的作戰(zhàn)飛機(jī)已經(jīng)返航。為了盡快為其騰出飛行甲板,日軍命令所有停放在飛行甲板上的飛機(jī)入庫換魚雷。倉促間,取下的航空炸彈沒有按規(guī)定送回彈藥庫,而是臨時(shí)堆放在機(jī)庫甲板上。在美軍的攻擊下,那些凌亂擺放的魚雷和炸彈被引爆……

現(xiàn)代航母飛行甲板的最大寬度取決于斜角甲板與航母軸線的夾角及斜角甲板的長度,這也最終決定了航母的排水量。例如英國“鷹”號航空母艦(屬于“鹵莽”級),1951年10月建成之時(shí),依然采用直通甲板。在1954~1955年的改裝中,增設(shè)5.5度的斜角甲板。在1959~1964年實(shí)施的最后一次改裝中,將斜角甲板與航母軸線的夾角改為8.5度。其滿排水量,從最初的45720噸增到最大時(shí)的54100噸。“中途島”號經(jīng)過三次現(xiàn)代化改裝,從直通甲板航空母艦變?yōu)閾碛?度斜角甲板(174米長),后變?yōu)?3度斜角甲板(210米長)的航空母艦,滿載排水量也由51000噸增至64000噸。

美國第一種超級航母——“福萊斯特”級10.5度的斜角甲板足有210米長,滿載排水量約80000噸左右;“小鷹”級11度20分的斜角甲板長210米,滿載排水量超過80000噸;“企業(yè)”號航母斜角甲板長220米,滿載排水量超過90000噸;“尼米茲”級9.5度的斜角甲板長237.7米,滿載排水量100000噸左右。法國的“戴高樂”號航母,為了控制排水量,實(shí)際上是圍繞著斜角甲板的布局而設(shè)計(jì)的。該航母滿載排水量40550噸,8.5度的斜角甲板長195米,并與位于艦艏的1號彈射器相交。出于控制艦體大小的原因,該艦的上層建筑非??壳埃鴥勺蟼?cè)升降機(jī)只能排在艦島之后。

從以上的敘述中,我們可以了解到常規(guī)航母飛行甲板具有彈射起飛區(qū)和著艦回收區(qū),起飛區(qū)的長度由彈射器的長度決定。在美國超級航空母艦上,這一區(qū)域長度為100米左右。著艦區(qū)是回收飛機(jī)的部分,整個著艦區(qū)的長度在美國超級航母上為200多米(其中包括3號、4號彈射器)。整個飛行甲板的長度基本是兩者長度的總和,這也是美國超級航母為什么有300多米長的原因。

阻攔裝置

陸上機(jī)場的跑道足夠作戰(zhàn)飛機(jī)正常降落,一般不需要為飛機(jī)準(zhǔn)備阻攔裝置。由于存在剎車失靈、油門失效、減速傘或攔阻鉤放不下來等原因,降落滑跑中的飛機(jī)有可能沖出跑道。因此,在一些軍用機(jī)場,會在跑道或跑道盡頭設(shè)置阻攔索和攔阻網(wǎng)。同樣地,阻攔裝置是保證常規(guī)起降飛機(jī)在航母上安全降落的重要設(shè)施之一,其重要程度與意義非陸上機(jī)場的同類設(shè)施所能企及。

現(xiàn)代艦載飛機(jī)在陸上機(jī)場正常降落時(shí),著陸滑跑距離一般有七八百米甚至更長。其中:F-14戰(zhàn)斗機(jī)在最大著艦重量時(shí)的進(jìn)場速度248公里/小時(shí),最小著陸距離884米;F/A-18C的進(jìn)場速度248公里/小時(shí),著陸滑跑距離670~810米;A-6E的進(jìn)場速度204公里/小時(shí),

最小著陸滑跑距離521米;E-2C進(jìn)場速度191公里/小時(shí),最小著陸距離439米;S-3A進(jìn)場速度185公里/小時(shí),在16556公斤著陸時(shí),滑跑距離488米。一般來說,供噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)起降的陸上機(jī)場跑道足有2000米。而航母的總長度不及陸上跑道的1/6,如果不借助阻攔裝置,艦載飛機(jī)根本無法在總長僅有200多米的斜角甲板上停下來。

早在航母問世之初,在其飛行甲板上便設(shè)有多道阻攔索?,F(xiàn)代常規(guī)起降航母一般設(shè)有3道或4道液壓緩沖式阻攔索,其作用是將著艦飛機(jī)的動能吸收掉,使之在很短的距離內(nèi)停下來。美國的超級航母、俄羅斯的“庫茲涅佐夫”號航母均設(shè)有4道平行設(shè)置的阻攔索。為了防備萬一,還在液壓緩沖式阻攔索中間或之后設(shè)置一道攔阻網(wǎng),美國超級航母的攔阻網(wǎng)則設(shè)在最后一道阻攔索之前。液壓緩沖式阻攔裝置在甲板下面是一套復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng),它通過滑輪與緩沖器,將阻攔索固定在斜角甲板上。美國超級航母自艦艉大約55米處開始設(shè)置阻攔索,順斜角甲板方向每隔約14米即布置一部阻攔裝置。在板簧的支撐下,每根阻攔索距離甲板的高度約為50~140毫米。

艦載飛機(jī)在著艦時(shí),其起落架和位于機(jī)尾下方的攔阻鉤同時(shí)放下。在飛機(jī)主起落架接觸斜角甲板前后瞬間,攔阻鉤鉤住甲板上的任意一根阻攔索后,飛機(jī)就會很快停下來。如果飛行員成功鉤住第1道,則說明下滑角偏大或速度過慢;鉤住第4道,則說明下滑角偏小或速度偏快。美國海軍認(rèn)為,艦載飛機(jī)降落到第2和第3道阻攔索之間,也就是鉤住第3道阻攔索最為理想,第2道次之。據(jù)美國海軍統(tǒng)計(jì),白天著艦的艦載機(jī)攔阻鉤鉤住第2道、第3道阻攔索的概率為62%~64%,掛住第4道索的可能性約為18%,掛住第1道索的概率約為16%。在夜間,攔阻鉤多掛住第3、第4道索。一旦攔阻鉤未掛住阻攔索,在條件允許的情況下飛機(jī)必須拉起復(fù)飛,準(zhǔn)備再次進(jìn)場降落。這在白天的概率約為5%,夜間則高達(dá)12%~15%。艦載飛機(jī)被阻攔停下,即完成脫鉤移動,同時(shí)阻攔索自動復(fù)位,迎接下一架飛機(jī)著艦。美國超級航母飛機(jī)著艦回收的間隔是35~40秒一架。

美軍現(xiàn)役Mk7-3阻攔裝置用的阻攔索有兩種規(guī)格,即6×30平鋼絞大麻纖維芯阻攔索和6×30平鋼絞聚酯芯阻攔索,破斷力和直徑分別為835千牛、34.9毫米和911千牛、36.5毫米。每根阻攔索由6股鋼絲繩組成,每股鋼絲繩由12根主鋼絲、12根中間尺度鋼絲和6根呈三角形布置的細(xì)鋼絲扭成,每股鋼絲繩間還有交接鋼絲。該型阻攔裝置可以使30噸重的飛機(jī)以260公里/小時(shí)的速度著艦后,在滑跑91.5米距離內(nèi)即可停下來。

盡管液壓緩沖式阻攔裝置在航母上的使用已有七八十年,但這種裝置存在以下缺陷:對艦載機(jī)壽命損耗大,所能攔阻飛機(jī)的著艦重量和著艦速度的增長潛力已到極限,故障率高、維護(hù)復(fù)雜。為了改變這種狀況,美國在設(shè)計(jì)“福特”級航母時(shí),同步實(shí)施了先進(jìn)阻攔裝置的開發(fā)。美國現(xiàn)在研制的先進(jìn)阻攔裝置的技術(shù)方案是一種渦輪電力系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用簡易、成熟的吸能水力渦輪來替代傳統(tǒng)的液壓油缸,和一個大型感應(yīng)電機(jī)聯(lián)合使用,可以對飛機(jī)承受

的攔阻力實(shí)施良好控制。渦輪電力系統(tǒng)采用了更輕的合成電纜系統(tǒng)和電機(jī),以滿足美國海軍對阻攔裝置性能的要求,即在飛機(jī)以45~87米/秒的速度著艦時(shí),絆住飛機(jī)的阻攔索能夠以12~95兆焦的能量將其拉回。而Mk7-3的最大鉤索速度和最大吸能量只有66.88米/秒、64.4兆焦。由于具有無與倫比的技戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢,渦輪電力式阻攔裝置將成為美國新一代航空母艦的標(biāo)準(zhǔn)裝備之一。

攔阻網(wǎng)的作用。在特殊情況下,如作戰(zhàn)時(shí)飛機(jī)攔阻鉤被打壞、起落架或發(fā)動機(jī)等失靈、飛機(jī)燃油已耗盡無力做第二次著艦時(shí),就需采用緊急措施,這時(shí)就需要由攔阻網(wǎng)來完成幫助飛機(jī)著艦的任務(wù)。

和液壓緩沖式阻攔索一樣,攔阻網(wǎng)用于吸收飛機(jī)動能的主要部件也是位于飛行甲板下方的阻攔機(jī),所不同的是將阻攔索換成了攔阻網(wǎng)。攔阻網(wǎng)由承載帶、釋放帶、三重帶組件、垂直嚙合帶、維克牢尼龍搭扣拴帶等網(wǎng)帶組件,以及平行索、延伸索、附件、支柱等組成。它高約4.5米,在斜角甲板上略寬于阻攔索,艦載飛機(jī)在撞網(wǎng)后50米左右距離內(nèi)即可停下。攔阻網(wǎng)阻攔機(jī)所提供的攔阻力的最大值,是隨飛機(jī)的撞網(wǎng)速度的不同而自動改變,以減少飛機(jī)損傷。攔阻網(wǎng)還具有自動糾偏的協(xié)調(diào)系統(tǒng),飛機(jī)撞偏時(shí)也能在網(wǎng)內(nèi)正?;?,保證可靠攔阻。平時(shí),由液壓系統(tǒng)提供動力的攔阻網(wǎng)支柱倒放在飛行甲板的凹槽內(nèi),與甲板齊平。應(yīng)急時(shí),攔阻網(wǎng)必須在2~4分鐘內(nèi)架設(shè)完成。

光學(xué)助降系統(tǒng)

在陸上機(jī)場,由于跑道較長且固定不動,飛行員可以駕機(jī)以較小的下滑角降落,對于飛機(jī)降落點(diǎn)的要求不是很嚴(yán)格。在航空母艦上降落就不同了,飛行員駕機(jī)時(shí)必須以較大的下滑角降落,并準(zhǔn)確將飛機(jī)降落在阻攔裝置附近。因此,艦載飛機(jī)必須嚴(yán)格按照預(yù)定的進(jìn)場速度和飛行軌跡下滑、降落。

直到20世紀(jì)50年代初,擔(dān)負(fù)飛機(jī)著艦指揮任務(wù)的著艦指揮官(LSO)對準(zhǔn)備著艦的飛機(jī),依然沿襲利用旗語的方式來指揮飛機(jī)降落。好在當(dāng)時(shí)的活塞式飛機(jī)的進(jìn)場速度較慢,飛行員可以根據(jù)不同的命令做出不同的反應(yīng)。隨著噴氣式飛機(jī)上艦,降落指揮官的操作開始接

近人類的反應(yīng)極限。英國海軍古德哈特中校為此發(fā)明了給飛行員指示進(jìn)場高度的第一代航母助降燈—凹面鏡反射燈光系統(tǒng),并在“海洋”號(屬于“巨人”級)上進(jìn)行了試驗(yàn)。后來,在其基礎(chǔ)上發(fā)展出的性能更好的菲涅耳透鏡光學(xué)助降系統(tǒng),成為又一個保證常規(guī)起降艦載飛機(jī)安全降落的重要設(shè)施之一。

菲涅耳透鏡光學(xué)助降系統(tǒng)由透鏡燈箱、禁降燈、切斷燈、基準(zhǔn)燈、電源和控制裝置等組成。菲涅耳透鏡燈箱由5個垂直疊落在一起的燈室組成(新改進(jìn)的增加到12個燈室,比原來的多7個燈室,目的是為了提高著艦精確度),最底下的一個為紅色,其余為橙色。在該燈箱兩側(cè)是一排水平布置的綠色基準(zhǔn)燈和兩排垂直設(shè)置的紅色禁降復(fù)飛燈,在紅色禁降復(fù)飛燈的上方有兩組綠燈被稱為“切斷燈”。菲涅耳光學(xué)透鏡可發(fā)出直線性極好的柱形光束,可為飛行員提供垂向約1.7度和橫向40度的線性光學(xué)視場。

艦載飛機(jī)在返航時(shí),首先由航母上的導(dǎo)航裝置或預(yù)警機(jī),將其引導(dǎo)到合適的空域。接著按照規(guī)定進(jìn)行箱型轉(zhuǎn)彎,在第4次轉(zhuǎn)彎且不斷降低飛行高度后對準(zhǔn)航母斜角甲板。在進(jìn)場著艦的最后階段,飛行員都要在著艦指揮官的協(xié)助下,目視光學(xué)助降系統(tǒng)。在最后的20秒時(shí)間里,飛行員不再觀察座艙儀表,而將主要精力用于觀察菲涅耳透鏡光學(xué)助降系統(tǒng),并按照著艦指揮官的要求,調(diào)整飛行高度、速度等,直至飛機(jī)掛上攔阻鉤。為了不影響飛行員準(zhǔn)確著艦,這套光學(xué)系統(tǒng)位于航母左舷,緊挨著斜角甲板。其中,“尼米茲”級的菲涅爾透鏡光學(xué)助降系統(tǒng)與飛行甲板齊平,位于艦艉之前148米處。

在艦載機(jī)進(jìn)場下滑過程中,如果飛行員看見中間燈組的橙色光柱(通常稱之為“肉球”)在綠色基準(zhǔn)燈的上方,說明飛機(jī)高了。如果橙色光柱在綠色基準(zhǔn)燈的下方,說明飛機(jī)低了。如果橙色光柱和綠色基準(zhǔn)燈在同一直線上,說明飛機(jī)下滑的航跡正確,只要保持就能準(zhǔn)確著

艦,并鉤住阻攔索,完成著艦。如果見到綠色基準(zhǔn)燈下面的紅色光柱,說明飛機(jī)太低,必須緊急拉起重飛,否則會撞向艦尾或墜入大海造成機(jī)毀人亡的悲劇。如果看見紅色禁降復(fù)飛燈閃爍,則應(yīng)當(dāng)停止著艦過程,立即拉起。此時(shí)可能是艦面人員發(fā)現(xiàn)飛機(jī)異?;蚺炆习l(fā)生事故,無法著艦。

舷臺結(jié)構(gòu)

舷臺是現(xiàn)代大中型航空母艦常見的一種結(jié)構(gòu)形式,也是航母區(qū)別于其他水面艦艇的主要特征。在斜角甲板出現(xiàn)以前,航母盡管總寬度大于型寬,但作為飛行甲板的舷伸甲板不會超出兩舷太多。斜角甲板出現(xiàn)以后,為了保證斜角甲板的長度,設(shè)計(jì)人員順勢將斜角甲板向左舷延伸出一塊。由于有飛機(jī)在此起飛,為保證強(qiáng)度,將其直接和下面艙室或機(jī)庫甲板相連,并在垂直方向形成多道甲板和艙室,這就是舷臺結(jié)構(gòu)。以改進(jìn)型“埃塞克斯”級和“中途島”級航母為例,“埃塞克斯”級航母加裝斜角甲板后,因艦寬不夠,只能從左舷自后向前斜向延伸,直到新增的舷側(cè)艦載機(jī)升降機(jī)處。第一次改裝的“中途島”級航母也是這樣。

舷臺挑出的長度,還與舷側(cè)艦載機(jī)升降機(jī)有很大關(guān)系。升降機(jī)以內(nèi)即是航母的船體,也是機(jī)庫所在。早期的“埃塞克斯”級航母舷側(cè)升降機(jī)和當(dāng)代兩棲攻擊艦上的舷側(cè)升降機(jī)相似,由于缺乏更多的圍護(hù)結(jié)構(gòu),強(qiáng)度相對較差,不能運(yùn)輸重量更大的飛機(jī)和直升機(jī)。而舷側(cè)升降機(jī)為了增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,并在外側(cè)安裝提升鋼纜,也需要在船體之外,有一個挑出結(jié)構(gòu)。“埃塞克斯”級航母在進(jìn)行現(xiàn)代化改裝時(shí),為右舷舷側(cè)升降機(jī)增加了圍護(hù)用的舷臺結(jié)構(gòu)。完成最后一次改裝的“中途島”號航母,所有3部舷側(cè)升降機(jī)也采用了相同結(jié)構(gòu),而且更為徹底。為了擴(kuò)大飛行甲板面積,在后來的“福萊斯特”級航母上,干脆將右舷的3座舷側(cè)升降機(jī)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)連成一體,而左舷的舷臺結(jié)構(gòu)也乘機(jī)向后延伸以容納第4部蒸汽彈射器,最終形成目前的舷臺樣式。

舷臺和斜角甲板的使用,在不增加艦體寬度的情況下,大幅增加了飛行甲板的面積。舷臺以下就是航母的艦身,其寬度就是型寬?!爸型緧u”級在第三次改裝后,飛行甲板總寬度由65米增至73米,飛行甲板總面積由第二次改裝時(shí)的11400平方米增至16300平方米,增加了33%。由于飛行甲板面積大幅增加,還為換裝C13-0型蒸汽彈射器提供了空間?!澳崦灼潯奔壓侥搁L332.9米,型寬40.8米。如果沒有舷臺結(jié)構(gòu),按照飛行甲板寬45米計(jì)算,飛行甲板總面積最多也只有14980.5平方米,比實(shí)際面積少了3200余平方米。

由于舷臺是突出于航母左右舷的挑出結(jié)構(gòu),為了保證航母的穩(wěn)定性,左右之間必須在重量上保持平衡。在美國的超級航母上,左側(cè)的舷臺面積較大,而右側(cè)的較小。不僅如此,由于4部升降機(jī)中的3部均位于右舷,造成右側(cè)舷臺結(jié)構(gòu)較輕。為保持平衡,上層建筑就座落在右側(cè)的舷臺之上。

島式上層建筑

陸上機(jī)場都建有用于管控飛機(jī)起降的塔臺,還布置有進(jìn)場監(jiān)視雷達(dá)。其中,塔臺是供飛行指揮員或空中交通管制人員進(jìn)行工作的建筑物,具有一定的高度和良好視野。一般水面艦艇上都有艦橋,作為艦船駕駛操縱系統(tǒng)、組織指揮系統(tǒng)、觀察通信系統(tǒng)的中心,并設(shè)有操縱、導(dǎo)航、通信聯(lián)絡(luò)等設(shè)備。航母的飛行甲板上層建筑,是位于飛行甲板以上高層建筑物的統(tǒng)稱,因其所占甲板面積較小,又稱島式上層建筑。

航母的島式上層建筑集塔臺與艦橋于一身,是全艦的神經(jīng)中樞,其主要作用是駕駛航空母艦并指揮艦載機(jī)編隊(duì)。美國超級航母島式上層建筑正前方是帶有大量窗戶的艙室,從下到上依次是司令艦橋、航海艦橋和航空艦橋。其中,司令艦橋除設(shè)有航母戰(zhàn)斗群編隊(duì)司令作戰(zhàn)

指揮控制中心外,還有導(dǎo)航和作戰(zhàn)軍官休息室、編隊(duì)司令休息室等;航海艦橋包括艦長指揮中心、駕駛室、主通信室、海圖室、艦長休息室、尾向?qū)S^察臺、電視攝像機(jī)室等;航空艦橋又稱飛行艦橋,包括主航空管制站(塔臺)、甲板作業(yè)指揮室等。此外,島式上層建筑還包括飛行準(zhǔn)備室,以及包括雷達(dá)室、通信室等在內(nèi)的電子設(shè)備室。飛行準(zhǔn)備室又稱飛行員待命室,還是實(shí)時(shí)顯示、復(fù)現(xiàn)飛機(jī)起飛和著艦過程以及分析講評起降技術(shù)的地方。另外,島式上層建筑還是通向飛行甲板的重要人員通道。

航母的作戰(zhàn)能力來自于其艦載機(jī),為了搭載更多的艦載機(jī)并提高運(yùn)行效率,總是希望有盡量大的飛行甲板。因此,島式上層建筑在滿足需求的前提下總是盡可能做得緊湊些。二戰(zhàn)時(shí)的航母,島式上層建筑長度較大,大于艦長的1/5。后來逐漸縮短,約占艦長的1/7。美國現(xiàn)役航母島式上層建筑的長度約占艦長的1/10甚至 1/13。這個數(shù)字比驅(qū)逐艦和護(hù)衛(wèi)艦上層建筑相對要小得多。即使是絕對長度,航母的島式上層建筑亦比排水量僅為其1/10~1/20的驅(qū)護(hù)艦的島式上層建筑要短,可見其布置上的緊湊程度。航母上設(shè)置較小的島式上層建筑不僅給飛行甲板騰出了更大的面積,而且為飛行甲板保持均勻的氣流場創(chuàng)造了條件。實(shí)踐表明,飛行甲板上的島式上層建筑愈小,對航母尾部氣流場擾動愈小,對飛機(jī)的著艦降落愈有利。

在通常有六七層的島式上層建筑之上,還有各種各樣的導(dǎo)航天線、雷達(dá)天線、電子戰(zhàn)設(shè)備和主桅。主桅上又有導(dǎo)航雷達(dá)、衛(wèi)星通信天線、中程對空/對海警戒雷達(dá)天線等。在狹小的空間安置如此之多的電子設(shè)備,極易造成電磁干擾。為解決島式上層建筑布置上的困難,改善電磁環(huán)境,除了“福萊斯特”級和正在建造的“福特”號航空母艦外,部分超級航母還在島式上層建筑后面的飛行甲板上另立有桁架式后桅,在其上面安置有遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)天線和其他天線。

常規(guī)動力航母的島式上層建筑上還有煙囪和煙道。煙囪排出的灼熱廢氣會使飛行甲板上的氣流紊亂,妨礙飛機(jī)的安全著艦。同時(shí),高溫?zé)煔庠斐筛浇h(huán)境溫度不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致空氣密度不均勻,對著艦作業(yè)中的飛行員產(chǎn)生視覺誤差。當(dāng)航母低速航行時(shí),煙氣有可能彌漫至飛行甲板上空,擋住飛行員的視線。這些燃燒后的廢氣會腐蝕航母上的雷達(dá)天線或通信設(shè)備,同時(shí)也會損害艦載機(jī)外露的電子設(shè)備?,F(xiàn)今,從鍋爐或燃?xì)廨啓C(jī)中排出的煙氣,先與從外界吸入的空氣混合以降低溫度,再以抽風(fēng)機(jī)加壓后從煙囪吹出。美國最后一艘常規(guī)動力航母“肯尼迪”號的煙囪還采取了向舷外傾斜約30度的措施,使煙囪口噴出的排煙帶有一定的離艦橫向速度,更加確保煙氣不會回流進(jìn)入飛行甲板上方。20世紀(jì)60年代,誕生了核動力航空母艦。由于不產(chǎn)生燃燒煙氣,因而不再需要煙囪,一勞永逸地?cái)[脫了煙道和煙囪對航母的困擾。核動力不僅增加了飛行甲板和艦內(nèi)艙室的有效面積,還在飛行作業(yè)的安全性和飛機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)等方面,帶來了根本性的改善。

艦載機(jī)升降機(jī)

無論是艦載機(jī)起飛,還是降落,在完成作業(yè)前后,均與一個重要設(shè)備——艦載機(jī)升降機(jī)相關(guān)。該升降機(jī)是將艦載飛機(jī)或直升機(jī),從機(jī)庫中提升到飛行甲板之上或反之的一種大型升降設(shè)備。由此可見,艦載機(jī)升降機(jī)是連接停放、檢修的飛機(jī)、直升機(jī)的機(jī)庫與飛行甲板之間的樞紐,沒有這個設(shè)備,艦載機(jī)要么只能待在飛行甲板上,要么只能停留在機(jī)庫中。假若是后一種,航空母艦則變成永無作戰(zhàn)能力的飛機(jī)、直升機(jī)運(yùn)輸船。如果艦載機(jī)不能通過升降機(jī)進(jìn)入機(jī)庫中,其維修保障只能在露天進(jìn)行。而這,將極大影響飛行甲板的運(yùn)行效率。

二戰(zhàn)之前的航空母艦,包括戰(zhàn)后建造的一些航空母艦,采用強(qiáng)度較高的舷內(nèi)升降機(jī)。這種布局的升降機(jī)盡管不會受到海浪的侵蝕,但其最大缺點(diǎn)是在使用時(shí)飛機(jī)無法起降。為了保證飛機(jī)安全降落,舷內(nèi)升降機(jī)必須按規(guī)定停留在與飛行甲板齊平的位置,且與飛行甲板之間的縫隙不能過大。因此,舷內(nèi)升降機(jī)直接影響了艦載飛機(jī)的運(yùn)行效率。從“福萊斯特”級航母開始,舷外升降機(jī)成為美國海軍現(xiàn)役航空母艦的標(biāo)準(zhǔn)布局。

由于美國超級航母的機(jī)庫借助防火分割門可以分為前后兩部分。為了保證每個機(jī)庫都有兩個升降機(jī)與其相連,從“福萊斯特”級航母開始,美國的大型航母均以島式上層建筑為界,在其前后分設(shè)兩部升降機(jī)。其中,“福萊斯特”級的升降機(jī)有一部在艦島之前,兩部在艦島之后,受改進(jìn)型“中途島”級和“埃塞克斯”級影響,另一部在左舷斜角甲板之首。這種布置方案在同時(shí)進(jìn)行起飛、著艦作業(yè)時(shí)是不理想的,因?yàn)樽笙系纳禉C(jī)處于左舷兩部彈射器的延長線上,在進(jìn)行彈射起飛作業(yè)過程中不能使用這部升降機(jī)。而在著艦作業(yè)過程中,因?yàn)轱w機(jī)有著艦復(fù)飛的可能性,所以這部升降機(jī)也不能使用。而且在回收著艦飛機(jī)入庫的路線上也不順暢,只能由島前的升降機(jī)載送入庫,如要通過島后的升降機(jī)入庫,則因島旁是個停機(jī)區(qū)經(jīng)常停有值班飛機(jī)而造成阻礙,因而著艦飛機(jī)可能在前部發(fā)生滯留情況。

由于存在以上諸多不合理性,“福萊斯特”級以后的超級航母,除了正在建造的“福特”級航母外,均在艦島之前設(shè)置兩座升降機(jī),其后設(shè)一座升降機(jī),左側(cè)舷臺后部設(shè)一座升降機(jī)。依照上述順序,從前往后依次為1~4號升降機(jī)。這種布局升降機(jī)的方法,使1號、2號升降機(jī)距離1號、2號彈射器較近,3號、4號升降機(jī)距離3號、4號彈射器較近。其中,1號、2號升降機(jī)可為飛行甲板前部的兩部彈射器快速運(yùn)送飛機(jī),并讓降落后的飛機(jī)在最短的距離內(nèi)進(jìn)入機(jī)庫;3號、4號升降機(jī)可為斜角甲板上的兩部彈射器盡快運(yùn)送飛機(jī)。在應(yīng)急情況下,如此分布升降機(jī)也有利于快速將艦載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到機(jī)庫中。另外,因航行艦橋在右舷,為方便離靠碼頭時(shí)操艦觀察,海軍總是讓右舷??看a頭。右舷有3部升降機(jī),就有3個可以進(jìn)行補(bǔ)給作業(yè)的平臺,機(jī)庫側(cè)壁上的大開口將作為裝載補(bǔ)給品的入口。由于航母所需補(bǔ)給的艦載機(jī)備件、彈藥、糧食蔬菜等數(shù)量極大,有3個補(bǔ)給裝載入口同時(shí)作業(yè),將大大縮短戰(zhàn)備補(bǔ)給的時(shí)間。

美國超級航母的舷側(cè)升降機(jī),除了“福萊斯特”級的面積較小外,其余航空母艦使用的升降機(jī),主體部分寬23.5米、進(jìn)深長15.9米。從外形尺寸看,每個升降機(jī)一次至少可以運(yùn)送兩架飛機(jī)或3架“海鷹”直升機(jī)。在進(jìn)入升降機(jī)時(shí),大部分艦載飛機(jī)的機(jī)翼需要折疊,直升機(jī)的旋翼也需要向后折疊。美國超級航母的艦載機(jī)升降機(jī)外緣是不規(guī)則的,其平面形狀有一個切角,等于是在原先的方形平面上添置了一個小三角形平面。機(jī)身較長的機(jī)型可順著小三角形的斜邊方向,斜向停放。如此,可以斜向進(jìn)入機(jī)庫,便于在機(jī)庫內(nèi)掉頭轉(zhuǎn)向或在飛行甲板上直接面對停機(jī)位置。美國現(xiàn)役航母升降機(jī)的表面積373.65平方米,自重105噸,提升能力約60噸。

美國的航母艦載機(jī)升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率是很高的,每部升降機(jī)一次可裝載兩架飛機(jī),在飛行甲板和機(jī)庫之間運(yùn)行一次僅需25秒。4部升降機(jī)同時(shí)工作,一次即可運(yùn)送8架艦載機(jī)。不考慮飛行甲板和機(jī)庫的容納能力,如果在機(jī)庫和飛行甲板停留的時(shí)間各為30秒的話,一

次運(yùn)行80架飛機(jī)僅僅需要一刻鐘。之所以能夠達(dá)到如此驚人的戰(zhàn)術(shù)能力,是因?yàn)樯禉C(jī)和蒸汽彈射器的相互配合?!澳崦灼潯奔壓侥冈谟袦?zhǔn)備的情況下,從接到預(yù)警到第一架飛機(jī)起飛,僅需3分鐘。在沒有準(zhǔn)備的情況下,自機(jī)庫將飛機(jī)提升到飛行甲板,直到起飛,僅需要15~20分鐘。一個中隊(duì)的飛機(jī),在接到起飛命令后,僅需七八分鐘就可以全部彈射升空。

其他設(shè)備與輔助線

假如航母上僅有以上這些重要設(shè)施,還不能保證其能夠完全發(fā)揮出作戰(zhàn)效能。要讓航母最大程度地發(fā)揮其作戰(zhàn)能力,還需要有一些相對次要的設(shè)備甚至是會被外行人不足掛齒的線條等。

彈射指揮控制站。彈射指揮控制站,是操作控制航母上彈射裝置的場所,通常位于彈射器起點(diǎn)旁甲板下。以“尼米茲”級航母為例,該艦共有兩個彈射器指揮控制站。一個位于1號、2號彈射器之間,一個位于菲涅耳透鏡光學(xué)助降之后(從艦艏方向看)。美國超級航母的彈射器指揮控制站有兩種形式:早先為露天形式,在工作時(shí)將位于飛行甲板下面的彈射控制機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)出來,由甲板工作人員坐立之前進(jìn)行操作?,F(xiàn)在大多是封閉的控制室,并在甲板上設(shè)有觀察窗。站內(nèi)操作控制人員根據(jù)彈射飛行甲板上彈射器操作員的指令,開啟彈射器使飛機(jī)加速起飛,在彈射完成后使彈射器復(fù)位。控制站內(nèi)安裝有整個彈射系統(tǒng)設(shè)備的狀況監(jiān)控儀表及設(shè)備。封閉式指揮控制站又分固定式和升降式兩種。

武器轉(zhuǎn)運(yùn)升降機(jī)。隨著艦載機(jī)技術(shù)的發(fā)展和航母用途的多樣化,航母艦載機(jī)的機(jī)載武器變得更多,武器消耗量更大。例如,“小鷹”級航母可儲存各種武器彈藥2150噸。出于安全考慮,這些武器要存放在專門設(shè)置且具有嚴(yán)密保護(hù)的彈藥庫內(nèi)。為了迅速將補(bǔ)給艦或直升機(jī)運(yùn)來的武器彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)儲存到彈藥庫內(nèi),或?qū)⑽淦鲝椝幯杆購膹椝帋燹D(zhuǎn)運(yùn)至飛行甲板給艦載機(jī)掛彈,均需要航母擁有高效的武器轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備。這種升降機(jī)的布置、數(shù)量和轉(zhuǎn)運(yùn)路線,依據(jù)彈藥庫和飛行甲板艙口蓋以及武器組裝場所的物理位置來確定?!澳崦灼潯奔壓侥改軌騼Υ娴奈淦鲝椝幜窟_(dá)到2570噸,在飛行甲板上設(shè)有3部武器升降機(jī),分別位于1號、2號彈射器之間,1號、2號艦載機(jī)升降機(jī)之間和艦島旁。

飛行甲板燈光系統(tǒng)。設(shè)施完備的陸上機(jī)場均要設(shè)置完備的燈光系統(tǒng),用以保障飛機(jī)或直升機(jī)在夜間或晝間低能見度條件下正常起飛、著陸和滑行。主要包括跑道燈、跑道端燈、滑行道燈、下滑燈、場界燈、T字燈、機(jī)場燈標(biāo)等。和陸上機(jī)場燈光系統(tǒng)一樣,航母飛行甲板燈光系統(tǒng)則是保證艦載機(jī)全天候起降的重要系統(tǒng)。這些燈光系統(tǒng)包括甲板邊線燈、斜角甲板正橫燈、垂直下降對中燈、跑道邊線燈、斜角甲板中線燈、安全停機(jī)線燈、艦艏正橫燈等。其中,甲板邊線燈是夜間明晰飛行甲板邊緣的一組燈光,燈距為12.19米,為藍(lán)色的低照度燈。斜角甲板正橫燈用來標(biāo)清斜角甲板的前后緣。跑道邊線燈是標(biāo)示斜角甲板兩側(cè)界限的

兩組燈光,兩者相距21.34米,燈光顏色為白色,光束的軸線面向后方以利于飛行員在夜間降落時(shí)觀察。

防滑涂層與系留裝置。為了保證艦載機(jī)在航母上安全起降,航母飛行甲板均涂覆有一層防滑涂料。它既有較高的摩擦系數(shù),可以防滑,又有較好的防腐性能,保證飛行甲板在惡劣的環(huán)境中能夠抵御大風(fēng)、海浪飛濺、航空發(fā)動機(jī)的高溫、高壓尾噴流以及各種油料、洗滌劑的腐蝕和磨損。目前,能夠起到防滑作用的材料通常是在環(huán)氧樹脂中適當(dāng)加入一定粗細(xì)的天然氧化物顆粒,而防腐作用的成分則是采用金屬涂層(鋅和鋁)和聚合物粉末涂層。這些涂層廣布于飛行甲板的各個角落,只有彈射器軌道、擋流板等處沒有覆蓋到。

系留環(huán)是航母必備的小玩意兒,密布于飛行甲板和機(jī)庫甲板。只有擋流板、蒸汽彈射器軌道、武器升降機(jī)等極個別地方才沒有布置。目的是通過鐵鏈將飛機(jī)、直升機(jī)固定在甲板上,防止飛機(jī)、直升機(jī)在航母做劇烈運(yùn)動時(shí),或在有大風(fēng)巨浪時(shí)被掀翻。

輔助線。航母飛行甲板上的輔助線多種多樣,或長或短,顏色各異,用意也不盡相同。

在艦艏飛行甲板,有兩道紅白相間的細(xì)線分別與1號、2號彈射器平行。這兩條線即為彈射起飛安全線,意在飛機(jī)彈射起飛時(shí),讓人員與飛機(jī)停留在危險(xiǎn)區(qū)之外。位于左舷的兩部彈射器旁邊也有兩條作用與其一模一樣的兩道安全線,顏色改為黃色。原因是在斜角甲板兩

側(cè)之外的安全線已經(jīng)使用紅白相間的細(xì)線。在斜角甲板中心線,刷有一道黃白相間的粗線。這就是飛機(jī)降落時(shí)的實(shí)際跑道,該線向艦艉延伸并垂直于飛行甲板后,則變成一條降落對中線。沿黃白粗線兩側(cè),各有兩溜粗細(xì)不一的白色線條,兩溜線條間還有較粗的白色短線相連。兩組白線則是用來表明斜角甲板的左右界限。而在斜角甲板后部邊緣,還有一道更粗的白色區(qū)域,可以讓飛行員清楚地把握航母的尾端。在斜角甲板邊界線之外,繞過阻攔裝置,還有兩條安全線。在斜角甲板左側(cè)的安全線之外,還有一條大體與之平行的安全線。在這個由飛行甲板邊緣和安全線圍成的三角形區(qū)域內(nèi),則是飛機(jī)降落時(shí)允許飛機(jī)和車輛停放的地方。而在斜角甲板右側(cè)的不規(guī)則安全線之外,則可停放飛機(jī)、直升機(jī)和各種必備車輛。

此外,在艦載機(jī)升降機(jī)、武器升降機(jī)、彈射指揮控制站、擋流板等邊緣皆有紅白或黃白相間的安全線。

其他。在美國超級航母飛行甲板上及其外圍,除了以上設(shè)施或線條外,在其周圍還有護(hù)欄、護(hù)墻、防護(hù)網(wǎng)等防護(hù)裝置,以及鞭狀天線、氣脹式救生筏、防空導(dǎo)彈發(fā)射裝置等。在飛行甲板上,還密布有屬于三防、消防系統(tǒng)的表面洗消噴口。

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