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日志

 
 

航母史话109二战后的现代航空母舰——美国篇企业级核动力航空母舰企业号CVN-65  

2016-11-25 12:43:41|  分类: 军事历史 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2012年12月1日,世界首艘核动力航母“企业”号在其母港诺福克举行了退役仪式,结束了长达51年的服役生涯。“企业”号使航母的发展进入了新纪元,在半个世纪的服役期内,该舰完成了3次环球航行,共进行了25次部署,使用效率之高令人瞩目,充分显示出美国优良的舰艇建造能力和高效的维护水准。而近日,有新闻报出,官方透露中国的国产航母正在设计建造当中,那么我们可以通过“企业”号航母的建造过程来看看其对中国自建航母能提供那些宝贵的思考和有益的启示。

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“企业”号使用了60923吨钢、1507吨铝,舰体内铺设了长达370千米的各种管路,设计图纸排列起来长达3862千米,堪称一项超级工程。该舰曾先后4次更换核燃料,它的设计和建造对“尼米兹”级航母产生了重要影响,起到了承上启下的作用。

本文将主要通过几个问题来阐述其建造过程。

“企业”号航母服役了51年,什么原因使其能够走过半个世纪

不得不说,“企业”号的确堪称是一个军舰建造史上的奇迹,与该航母同一时期建造和服役的核动力水面舰船不在少数,但有“企业”号这么长寿命的却实属罕见。1950-1970年代是核动力水面舰船发展的一个高峰期。美国在1950-1960年代建造的核动力导弹巡洋舰,比如“长滩”号、“特拉克斯顿”号在1995年早早退役,“班布里奇”号则在1996年退役,甚至在1970年代建造的加利福尼亚级和弗吉尼亚级核动力导弹巡洋舰也已先后于1994-1999年退役(当然,并不是因为这些舰的舰体发生了问题,而是因为其带来的高维护成本等原因使得这些核动力巡洋舰早早退役)。就连美海军同时期建造的核潜艇也都退役了。即使是苏联在1959年投入使用的大名鼎鼎的“列宁”号核动力破冰船,也于2009年5月正式退役,但从1989年发生切尔诺贝利核事故之后,“列宁”号被暂停使用,勉强算起来其寿命也不过50年。

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1964年7月31日,“企业”号、“长滩”号及“班布里奇”号三艘核动力军舰正进行环球航行,以宣示美国海军力量。企业号的官兵在飞行甲板排出著名的“E=mc2”质能等价公式,以纪念于核能有重要贡献的爱恩斯坦。

核动力给“企业”号航母安上了永不停歇的“心脏”,使航母从原来的一般意义上的水面舰只变为了具有战略意义的“海上巨无霸”,而且她是一艘具有试验性色彩的航母,因为该型舰只建造了一艘,51的服役生涯更显少见。

笔者认为主要由以下原因:

第一、美国当时已经拥有丰富的航母建造经验。二战结束时美国已建造了上千艘航母。1950年代末期美国海军的造船技术已非常先进,在舰用材料方面,无论是冶炼技术还是轧制技术、热处理技术等方面都远超其他国家,正是这些技术支撑了“企业”号51年。

第二、“企业”号列装后,一直处于高强度的服役状态之中。当然会缩短舰只的寿命,但有些经常使用的系统和设备(尤其是复杂系统,如电子设备)如果保养十分得当的话,其寿命反而会延长。而如果有些系统不经常使用,其内部的机器零件处于长期闲置的状态,这些系统崩溃的可能性更大,例如,“企业”号的8座核反应堆就一直用到了现在。

第三、“企业”号的方案设计非常成功,适用性和改装新都很强。该舰的总体布置被实践证明十分合理,虽然进行过几次比较大规模的改装,但也没有达到伤筋动骨的程度。战后美国航母实际就是一个专业性的海上航空平台,很长一段时间内作为航母上最具战斗力的组成部分——航空系统的主要功能并没有重大变化。虽然更先进的尼米兹级航母已经服役,但除了在核反应堆及电子控制技术和武器系统等少数方面有了很大变化外,舰载机、弹射器的使用原理方面没有根本性改变,包括机库、飞机运输、武器转运、航空系统转运等技术近50年来都没有发生太大变化,这也是“企业”号能服役如此之久的原因之一。

第四、“企业”号的动力系统预留了足够的裕度、8座核反应堆提供了208兆瓦的推力。其功率是同样大小商船动力的5倍之多,为以后舰只的加改装作了充分准备。一般的水面舰艇改装到后来就难以继续的一个原因是由于加装设备的不断增多,舰体越来越重,动力系统捉襟见肘。

第五、还有经济上的考虑。“企业”号造假虽然只有4.5亿美元(相比于其后建造的尼米兹级航母来说)。但在当时也很贵了,使用时间越久,经济和军事效益越高。

第六、1950年代美海军还比较强调舰艇的防护尤其是水下防护,“企业”号的水下装甲做的很厚,抗冲击和抗爆能力强大,可有效对付苏联潜艇的水下威胁,水面以上的舰体装甲普遍较厚。而现在包括航母在内的舰艇则多使用抗爆隔舱或采用复合材料,来提高舰体的防护能力。

第七、美海军不断对其进行包括电子设备、武器装备在内的各种现代化改装。包括它进行了4次换料大修,延长了核反应堆的使用寿命。

“企业”号建造速度非常快,美国是如何做到的?

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图为纽波特斯造船和干船坞公司建造的“企业”号航母

“企业”号航母从1958年2月4日铺设龙骨,到1961年11月25日服役,只有3年9个多月的时间,速度之快,令人瞠目,按照现在的标准来说几乎是不可能的,后续的尼米兹航母的建造周期大约都是5-7年。而且“企业”号刚服役不久就参加了1962年古巴导弹危机的作战部署,之后又于1964年组成编队进行了环球航行。“企业”号的建造时间如此之短,应该有以下原因:

第一、采用成熟的反应堆技术。作为美海军舰艇动力装置的互换性和通用性比较典型的一个例子,“企业”号使用了与“鹦鹉螺”号核潜艇安装的S2W相似的A2W反应堆,装舰技术比较成熟,几乎是将核潜艇的那套动力系统直接搬上了舰,唯一的不同是数量变成了8座。这样就省去了大量的陆上试验的时间。

第二、美国航母的各大系统技术已经非常成熟,“企业”号直接采用了之前常规航母的成熟设计,其设计时间也不会很长,建造时间就会更短。

第三、当时航母的武器系统还不特别复杂,其探测系统和吾辈系统的自动化程度也相对较低。因此加快了建造速度。而尼米兹级的建造周期则延长了不少,其一是动力系统发生了变化,单个反应堆的功率更大,其二是很多系统都是重新设计的。其三,武器系统和探测系统更加复杂,因此设计和建造周期都会变长。

“企业”号这样的庞然大物,其分段与一般水面舰船有何不同

我们知道,将舰船由图纸变成实物,先要将它们在图纸上做成不同的分段,才能拼成巨大的船体。那么大型航母的分段与一般的水面舰船有几点不同:第一、航母的分段要远大于普通水面舰船的分段。第二、航母分段内的各种设施要多于一般的水面舰船分段。比如航母要有飞机通道、人员通道、武器系统通道,还有各种更加复杂、多样的管路。但航母的空间大,容易进行布置。第三、核航母的动力系统和普通水面舰船区别最大,目前除航母外,使用蒸汽轮机推进的其他水面舰只较少,仅有现代级驱逐舰等少数仍在使用蒸汽轮机,绝大多数都使用了燃气轮机和柴油机。

“企业”号在车间里进行钢板的切割,然后焊接成一个个分段,受起重机起重能力的限制,这些分段也不会太。甚至较大的分段翻身还是在沙坑中进行,正面做完做反面,起重机起吊分段时,沙坑起了一个暂时的支撑作用。“企业”号的舰体总共被分成100多个分段,其中有些分段已经铺设好了电缆和各种管路,甚至完成了油漆涂装,安装好了机柜,发电机等设备。这叫封舱件或预舾装,核反应堆也在此阶段放入了动力舱,包括弹射道已经装好。其实弹射道的安装不是很复杂,100多米的气缸是一段段连接起来的,密封性特别好。在弹射凹槽中将整根弹射道组装起来,再拉直线度。

现在的航母越来越强调模块化建造方式,先把不同的模块建造并调试完毕,然后到一个地方统一组装,只要拧紧螺丝,接好管路即可。“企业”号并没有采用模块化建造。“尼米兹”级的最后一艘“布什”号采用了超级分段建造法,但也不同于模块化。所谓模块化,就是讲具备独立功能的组建预先装备起来形成的模块,它们之间的连接相对容易。如LM-2500燃气轮机的箱装体,即把燃气轮机装在一个箱子里,出厂前已做好调试,上舰后,螺丝一拧,输油管一插,电气、冷却水管路等一接就可使用。再比方,德国著名的MEKO舰就分为诸如雷达模块、各种武器模块,只要集成到一起,调试好就能使用了。

目前,造船厂龙门吊的最大起重能力可达到1600吨,可以多台起重机并联使用。从理论上说,起重机的起重能力越大越好,可以吊起更重、安装更为齐全的分段,但是要求分段的整体结构强度足够大,否则根本就无法起吊。目前,航母核反应堆还未达到模块化建造的速度。

“企业”号的放样过程是怎样的,现代的放样与其相比有何区别

放样是舰艇建造的第二步,目前现代化舰艇全部采用了计算机放样。而根据当时的条件,“企业”号没有采用计算机放样。应该是先做一个“企业”号的缩尺船模,在试验水池中队其快速性、操纵性等性能进行评价,然后对船模进行三个方向的剖切,进行测量,把船切成20段,采用传统方法对每个断面取x,y,z三个方向的数据,这些数据不能马上用来放样,而必须在现场把设计好的舰体按1:1的比例在地板上画出来。接着用5-7米长,40-50毫米搞,6毫米厚的木质样条,在地板上对线型进行光顺,英文叫fairing,使三个方向描绘出的曲线非常顺滑,没有拐点。这个线型出来后,就可以根据其加工肋骨、外板等。从小到十几米长的小帆船,大到300多米长的航母都是如此放样的。船厂有专门的放样楼来作这项工作,当然航母的放样楼会非常大。

在没有数控机床的时代,使用木头制作的1:1样板在钢板上用白线划线,然后再切割。数控切割床出现后,就可将x,y,z三个方向上的指令输入绘图计算机,来控制带切割嘴的数控切割机切割钢板。

由于舰体外板有直有弯,但切割出的钢板是平的,所以要根据先前做出的舰体线型样板,将钢板加工成形状样板,即把钢板拿到油压机(液压机)上压制,一边压,一边拿样板去卡,一直卡到和样板完全吻合,外板方可加工成型。

而目前的舰只(包括航母)放样则可以全部由计算机操作,对线型进行虚拟光顺,时间大为缩短,效率大幅提高。但是对船模进行水池试验的时间长,要不断试验、修改,直到找到符合要求的舰体线型。

用计算机虚拟设计航母的时间还不长,美国也是在尼米兹级的最后两艘开始大规模使用计算机虚拟设计的。起先,还都是用比较传统的方法,甚至是用木板搭成指挥室模型等。法国在设计“戴高乐”号时,曾经做了一个上层建筑的全尺寸模型,里面的仪器、仪表全部用木板打起来,主要是确定一些视线、视角等因素,虽然设计舰艇可以进行计算机模拟,但也不是全部都采用计算机,全尺寸乃至缩比模型仍然是不可替代的。直到现在,德国建造化学品船时仍然在用塑料和有机玻璃做一个缩比模型来测算数据。再如测算电磁反射面积时,就要做个模型,然后用电磁波去照射,得出雷达反射面积。

【装备】“企业”号的建造(上)一文已经回答了“企业”号建造过程中的三个问题,但是关于“企业”号航母的建造仍然有很多问题需要我们关注。

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“企业”号的舰体是由很多分段焊接而成,航母的焊接难点有那些?

我们知道,“企业”号的舰体是由很多分段焊接而成,外观漂亮丰满,线型光顺,钢板切割和焊接技术的高低直接影响舰体的美观和质量。那么其焊接难点有哪些,另外是否和用钢有关系呢?而质量优势如何保证的?

实际上,美国的航母用钢没有太大改变。在同样厚度的情况下,合金钢比普通碳素钢的抗拉强度要很多,后者的抗拉强度只有23.5千克力/平方毫米左右,前者可以达到40多千克力/平方毫米以上,而美国的HY-80合金钢则达到了80千克力/平方毫米。采用合金钢制造的舰体就可以设计得比较轻,在同样装载的情况下航速更快,弹药、燃油等有效载荷也会增加。但合金钢的一个最大难点是其比普通碳素钢的工艺性差很多,具体体现在合金钢对焊接参数的宽容度小,易受环境的影响。比如普通碳素钢在焊接时,如碰到温度大一点,电流和电压不稳定等情况时,不会有大问题,宽裕度大。但在加工合金钢过程中,稍微有些变化就会对焊接缝性能有影响,比如说有时合金钢焊接完成后会变得很脆,再有就是在钢板成形时,稍微加热过头儿一点,合金钢的钢材性能就会大大下降。

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1958年2月4日,“企业”号在11号干船坞铺设龙骨,这标志着“企业”号正式开工建造

加工合金钢要求操作技能高,管理的成熟度搞,经验也很重要,如纽波特斯船厂加工合金钢的技术和经验就非常好,甚至一家几代人都在船厂工作,经验也就传了下去。

舰体外板加工完成后,要将很多张外板进行排列,叫排板。这项工作也很重要。排板和钢厂的轧机有密切关系,目前世界上的最大轧机为5米轧机,可轧出最宽为5米的钢板,最长可达22-24米。此外,运输方式和能力也对钢板的大小有限制,太宽、太大的钢板无法运输。以上是指普通碳素钢板。而合金钢板的加工要求更高,因为合金钢板里面的合金元素在冶炼过程中要求分布很均匀,否则加工出的合金钢板的不同地方的化学成分和机械性能会不同,比如这一点的屈服强度可达45千克力/平方毫米,而另外一点只能达到36千克力/平方毫米,这就是冶炼技术不过关,生产过程控制有问题。所以合金钢板不容易加工成普通碳素钢板那么大的尺寸,合金钢板不会太长、太宽。

美国早早就掌握了不预热就可以焊接合金钢板的技术,其他很多国家还不行,必须先对合金钢板预热才能焊接,而预热意味着现场施工条件会非常艰苦,施工难度太大,焊工不能连续工作,必须频繁换班。而且焊接完成之后还要对合金钢板进行后热,既不能马上让合金钢冷却,而是慢慢冷却。这就是工艺水平的问题。

美国之所以能对合金钢不预热焊接,有两方面原因。

其一,钢厂的冶炼水平搞,能制造出匀质的合金钢。其二,美国在焊接材料的匹配上走在世界前列。焊接材料的匹配需要经过长期不断的改进,需要投入巨资,进行大量的试验,而且光在试验室进行还远远不够,甚至要建造一艘试验船,进行大规模试验,来检测各种不同恶劣的环境下的焊接材料性能,才能找到合适匹配的焊接材料。这些就需要强大的工业和经济实力作后盾。自力更生,自己摸索,没有捷径可走。这方面,美俄的焊接材料技术很先进。但合金钢中有的元素不是所有国家都有,合金钢中只要加入某一种元素即可不预热进行焊接,缺一不可,属于战略资源。如果没有这种元素,部队合金钢预热就加工,就会出现裂缝,机械性能降低等情况。如含镍的合金钢,其韧性和抗冲击性会大大提高。

由于合金钢的宽裕度小,对施工周围的环境要求非常苛刻,因此需要建造一些大型室内车间,保持恒温恒湿的环境,才能发挥合金钢的优异性能,但这样难度就会增加。但若是宽裕度大,就不成问题了。因此研制宽裕度大的合金钢是一个必由之路。当然,对焊缝来说要求最高的不是航母,而是潜艇。这就是军品造价比民品高出许多的原因。

航母的建造工艺和一般的水面舰艇有何不同

“企业”号的建造工艺水准很高,那航母的建造工艺和一般水面舰艇又有何不同呢?

在1950-1960年代,造船厂还没有开始运用计算机设计舰船。“企业”号完全依靠真正的蓝底白线的“蓝图”进行设计,因此,“企业”号的设计确实让人佩服。设计和策划的精准与否决定了建造的成败。当然,该舰的建造水平也不低,舰体的外形很流畅、漂亮。

航母的建造特点和普通水面舰船还是有些不同的,毕竟航母属于排水量非常大的舰种。目前,航母仍以传统的塔式建造为主,即把一艘航母分成很多段,像搭积木一样往上搭,这是航母航母建造的一个特点。

航母和普通水面舰只在建造流程上相似,但在具体的工艺方面有很大不同。近年来,起重机的起重能力增大后,驱逐舰可以做到巨型总段化,比如英国45型驱逐舰的多个巨型分段在不同的地方建造,然后再集中总装。伊丽莎白女王级航母也有多个巨型总段同时在BAE系统公司下属各船厂建造,然后在位于苏格兰的罗塞思总装厂进行最后的总装。这种并行建造的效率大为提高,工期大大缩短。甚至为了最终组装伊丽莎白女王级航母,英国还进口了中国制造的1000吨级龙门吊。

但像“企业”号这种大舰不容易,其实,航母的设计是最有难度的。要解决几千人的生活,飞机的布置、维护、调运、起降等。航母舰体的建造并不困难,毕竟其空间远大于一般的水面舰艇,管路、电缆等的布置都比较宽裕。而难度在于各个不同的功能区域的要求不同,如弹药库,燃油舱和机库等。在布置上的难度小于其它水面舰只,如在驱护舰上布置机舱,就会显得很拥挤,而在航母上,除了核动力舱外其它的动力舱就宽敞多了。

核航母有两个地方的建造要求最高,一是核反应堆舱,二是汽轮机舱。另外,核反应堆和核燃料如何安装核启动也是很大的难点。

“企业”号航母会在何时涂装油漆?

船壳漆是航母的“外衣”,是航母防腐、防污的第一道屏障。那么“企业”号航母在建造当中会在何时涂装油漆呢?

从外观上来看,美国舰只的外板上经常锈迹斑斑,这是对的。油漆存在有效期,在建造过程中,有时油漆喷得越早越容易出问题,一般在舱室内问题还不大,因为没有水汽等腐蚀因素,油漆可用保存很长时间。但是在下水前2个月左右,美国造船厂才对美国航母外板进行喷砂,接着喷涂油漆,由于从水下到交接还有很长一段时间,因此在正式交接前再进入船坞把舰体外部重新喷涂一遍油漆。

“企业”号有哪些不同一般水面舰船的特殊施工要求

“企业”号共使用了60923吨钢材,1507吨铝,各种管线长达370千米,建造这样一座海上庞然大物,施工难度可想而知,那么其有不同于一般水面舰艇的特殊施工要求吗?

其实,并没有什么原则性的区别。除了钢、铝等有色金属外,也用了凯夫拉装甲,用来保护弹药库、作战指挥系统、燃油舱等重要舱室。因为用的都是技术十分成熟的钢板,所以施工难度就不大,只要把工艺参数掌握好就没有什么问题。除非使用的钢板不成熟,冶炼技术也不成熟,加工出的钢板的质量就不过关。当然在大批量生产钢板时,会有次品流出,会给造船厂带来很大麻烦,特别是焊接材料。进入船厂后,所用军用材料都要复验,焊接材料每一批都要复验,这是军品的特点。而民品可以按批次抽样检验。

航母舾装的难点在哪里

“企业”号航母下水后就进入了舾装阶段,这些可都是细活儿,相当于精装修,丝毫马虎不得,那航母舾装的难点在哪里呢?

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“企业”号正在进行最后阶段的舾装

回答这个问题,简单点,一句话,航母的舾装种类太多。舰员住舱、机库、燃油舱、核反应堆舱、食品储藏舱、娱乐和锻炼设施舱等诸多舱室都决定了航母的舾装一定会很繁杂。但航母与其他水面舰艇相比,空间很大,相对来说容易布置。航母的舾装还有一个很大的难点,不同功能区域的要求不一样,比如说,蒸汽管不能和电缆放在一起,水管和有关下面不能放电气柜。还有就是美国过去经常使用石棉来隔热,石棉对人体健康危害严重,现在随着环保要求的提高,石棉已经被禁止使用,而且就连电缆的外皮材料也要用非敏感、不易燃烧的材料。

“企业”号的动力装置是如何在其舰体布局的?

航母的动力装置较为复杂,尤其是“企业”号核动力航母更是如此,那么其在航母舰体中如何布局的呢?

航母的动力装置安装与一般的水面舰艇在原理上大同小异。睡眠及暗疮的机舱一般在舰体中部,因为只有中间的线性最“胖”,才能容纳那么大的设备,所以水面舰船的轴系比较长。核航母的动力舱一般布置在舰体的中后部,一般距尾部70-80米的地方布置反应堆惨,比一般的水面舰船稍微靠后一些,航母尾部偏“胖”。

水面舰船动力舱室的控制分为几种,一是机房控制,二是在集控室控制,三是在驾驶室直接控制。目前,大部分水面舰船都是通过驾驶室直接下命令给操控主机的人。

对于航母的动力控制,一种作法是驾驶室发出“车钟”的命令,如前进3、传给集控室,由后者控制机器。还有一种更原始的作法是,驾驶室下一个命令给集控室,集控室再给机器旁操控的人下命令。目前,航母尤其是核航母的动力控制,应该是舰长发出“车钟”命令给下面的主机控制室来操纵核反应堆。

后话

美海军首艘核潜艇“鹦鹉螺”号退役后,经过改装成为了一艘潜艇博物馆。“企业”号与2012年12月1日退役,有人希望把她改成首个核航母博物馆,但是“企业”号没有设置核反应堆的拆除通道,因此拆除核动力装置会对双层甲板的舰体造成严重破坏,再按原样将甲板和上层建筑恢复的费用又太高。因此这便成了一个大问题。我们也就要看到核动力航母退役后的处理跟其他常规舰船的处理不一样的地方。

驱逐舰等舰只上的燃气轮机在工作一段时间后需要拿出来维修,因此会设有专门的拆装通道。如“伯克”级驱逐舰的机舱上方设有两个大孔,燃机可以直接取出。而“提康德罗加”的机舱旁边的外板可以拆卸,取出燃机。一是因为燃气轮机体积小,二是拿出来也没有放射性危害。

但核反应堆不一样,装换料通道是有的,但是把整个核反应堆取出,那就要拆解舰体了,因为核反应堆是被厚厚的铅墙封闭起来的,美国目前应该也没有解决航母核反应堆的拆除通道的问题。而且核航母只需要换料大修,几十年后直接退役,也没有必要设计什么拆除通道。核反应堆材料在非活性状态下,基本没有危害。核航母会设有换料通道,有可能在反应堆正上方设置一些破坏性通道,用专用的容器将燃料殆尽的核燃料通过通道取出后,再放入新的燃料棒,最后再修补上被破坏的地方,完成换料。因为这项技术是美国的核心秘密。因此我们只能从原理知识上去推断。

有些细心的人一定会注意到,企业号航母的前甲板前端有;两个小“斜坡”,这两个小斜坡毫不起眼,非常容易被忽视,但是在“企业”号的后续的“尼米兹”级却并没有看见相似结构的设施。当然,这并不是航母甲板长度不够,“用高度换速度”的轨道,事实上,这是蒸汽弹射装置的回收角,用以回收蒸汽弹射过程中弹射索的辅助设备。

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“企业”号航母甲板前端有两个明显的回收角

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“尼米兹”级航母甲板前端并没有回收角或者相似的结构

并不是所有的蒸汽弹射装置都是一样的,蒸汽弹射分为两种:托索式弹射和前轮式弹射,两种弹射方式对应的弹射装置也不一样,虽然原理上是一样的,都是利用高压气体的瞬间释放获得高压力,再将压力转化为推动飞机前进的加速度。“企业”号飞行甲板前端的“小斜坡”就是拖索式蒸汽弹射装置的回收角,基于“企业”号设计的“尼米兹”级由于新的前轮弹射的出现抛弃了拖索式弹射,所以并没有回收角这一装置。

像火炮一样,人类掌握了飞行技术,就希望把这一技术应用到所有的角落,首先想到的便是船。从一战开始,诸多海军舰艇开始寻求飞机这一“高大上”的配件,当然,那时候的舰载机是侦查用途的,那个时候的海军没有进化到想用飞机来代替火炮作为主要打击手段的层次。俗话说得好,理想很丰满,现实很骨感,在直升机旋翼机还在孕育的年代,要飞行是需要跑道的,相当“高富帅”也是需要资本的。接下来问题来了,虽然后“无畏”舰时代都是大船巨舰,但是船上也无“三尺平”啊,压根儿不可能留出一长条长长的跑道而不考虑大炮的感受,那怎么办?那个时代是不缺聪明人的,熟铁装甲渗碳工艺都想出来了,还能想不出来这个?于是有人提出造个大弹弓,把飞机像石头一样“打”出去,有人说飞机上装几个火药筒,起飞的时候点着了就能变“蹿天猴”了,还有人说……

人的智慧总是无穷的,各国技术人员相继提出了弹簧式、压缩空气式、飞轮式、火药式、液压式、火箭式、电动式、蒸汽式、燃气式以及新兴的电磁式等等许多种不同的方案,其中大部分都因为这样或者那样的原因淘汰了。

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比较罕见的一张演示火箭弹射的图片

1903年美国史密斯学会的赖雷教授第一次提出弹簧式弹射装置,但是对当时来说,要弹射的飞机刚刚起飞不久,飞机技术也不成熟,没有什么飞机需要弹射,这个事情也就这样就过去了。时间转到1911年,美国西奥多·埃利森海军上尉用三根绳子和一个砝码研制成功了世界上第一款飞机弹射器,在他之后,有人研制出了压缩空气式弹射器,并在1912年11月5日在“北卡罗来纳”号上进行了人类史上的第一次弹射起飞,这种弹射器已经具备了现代蒸汽弹射的一些特点:该装置使用压缩空气在气缸中推动活塞,活塞带动钢索,这种弹射装置成功地将飞机加速到了50节,但是,当时对舰载机的需求并不明显,毕竟陆地上也没有多少飞机,这时技术探索几乎都是技术储备,所以这种压缩空气弹射器很快便被遗忘。

有的时候,第一个吃螃蟹的人往往下场都不好,开始的几种弹射方式效果都不是很好。一战中出现了人类历史上首次天空中的战斗,一战结束之后,航空兵器的运用开始受到重视,一战结束的第二年,美国海军的一名军官提出了A1型转台式压缩空气弹射装置,一边试验一边改进,最终A4把一架6300磅的飞机弹射到了53节,这一技术后来吸引了英国人,老牌的海洋强国也对压缩空气式弹射器做了许多探索,也颇有成效。

非常具有技术前瞻性的美国海军不仅仅做了A系列的压缩空气弹射装置,1922年开始推进了P系列火药弹射装置,1918年开始进行了F系列飞轮式弹射装置的研究,这一时期火药式弹射曾经将一架9300磅的飞机弹射到了61节,这一阶段弹射器的发展开始进入一个小的“爆发期”,但是这一时期弹射器的发展依然缺乏推动力,当时的舰载机体型较小,而且几乎都是双翼机,双翼飞机对起飞速度要求较低,自然甲板长度要求也较低,这一时期的航母并没有安装弹射器,弹射器更多的是战列舰和巡洋舰利用后甲板甚至是炮塔上的空间在短距离内起飞水上飞机的装置。

1928年3月7日美国海军在航母上进行了火药式弹射实验,这也是有据可查的第一次航母弹射舰载机实验,但是这种弹射装置被证明只适合双浮筒水上飞机的弹射起飞,随后便被拆掉了。1934年又是美国人开始了液压弹射装置的探索,1935便把7000磅的飞机加速到了61节,二战中美国航母普遍使用了液压弹射装置,“埃塞克斯”级航母的H8弹射装置能够把15000磅的飞机加速到105节。

20世纪30年代被美国人发明出来的弹射装置不仅仅有火药式、飞轮式和液压式弹射装置。同样是1934年,美国海军又设计出火箭式弹射装置,但是由于成本问题被迅速放弃。二战打得正酣的1943年,后来成功转行做喷气式舰载机的西屋公司用磁场对通电导体有力的作用研发出了电动式弹射装置(当然,这也不是西屋公司的本行),这是电磁弹射的第一次尝试。

二战之后,喷气式飞机登上了历史舞台,看着空军的战斗机用活塞发动机的越来越少,海军航空兵自然也不甘人后,F6U成为了美国海军的第一款舰载喷气式战斗机,喷气式舰载战斗机的出现对弹射器提出了更高的要求,因为动力出现了革命性的提高,让疯狂的人有机会为飞机装了更多燃油和武器。1951年,英国海军志愿兵预备司令部的米切尔首先提出了蒸汽弹射的设想,并在当年研制成功,蒸汽弹射虽然和压缩空气弹射有很大的相似性,但是高压蒸汽更容易获得,尤其对60年代以后出现的核动力航空母舰来说。英国人率先使用了蒸汽弹射,向斜角甲板一样,美国人迅速进行了“抄袭”,美国人先是购买了专利,随后又进行了仿制,1954年6月,“汉考克”号航母首次使用了蒸汽弹射,美国人将从英国购买的5部蒸汽弹射装置称为C-11式,通过专利和图纸仿制的称为C-11-1式,首先安装在了“中途岛”号和“罗斯福”号航母上,这时的蒸汽弹射还只是拖索式弹射器,“企业”号用的就是这种。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,而回收角就是方便回收拖索的。蒸汽弹射实在是太好用了,高压蒸汽对核动力航母基本就是不要钱,成本非常低,弹射效果比弹簧、飞轮好多了,而且能够控制弹射力度,这点秒杀了燃气式弹射器,早年“企业”号也是安装过燃气式弹射器的,但是利用燃油爆燃来启动活塞的方式的确不太好控制力道,所以被蒸汽弹射挤掉了位置,蒸汽弹射还有一个优点不能忽略就是非常具有观赏性,能营造出“吞云吐雾”的酷酷形象的也就蒸汽弹射了。

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前轮弹射时可以很明显的看见用一个钩挂住前起落架

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蒸汽弹射产生的“云雾缭绕”的感觉

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一张蒸汽弹射的演示截图

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一架在地面上进行弹射实验的F-35

1964年,美国人成功的研制了前轮弹射式蒸汽弹射装置,不再使用拖索,只需要把滑梭带动的挂钩勾住飞机前起落架,同时飞机在静止状态下油门踩到底,利用瞬间的压力释放让飞机在45米的距离内加速到250km/h,此时接受弹射的飞机已经不是早年那些不足十吨的轻型喷气式飞机了,现代的重型舰载战斗机,不管是空优的F14还是多功能的F/A-18E/F,弹射起飞的重量均超过25吨,由于蒸汽弹射需要大量的蒸汽,所以使用燃气轮机推进的航母几乎不可能使用蒸汽弹射,这是由于燃气轮机几乎不使用水进行冷却,几乎不会产生蒸汽,所以网络上各种国产新型航母既使用燃气轮机动力又装备蒸汽弹射的传言可以休矣,在航母上单独安装一台锅炉用来产生蒸汽几乎是不现实的。

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上一张“辽宁”舰的航母style

近些年来,伴随着电气水平的提高,电磁弹射重新回到航母的甲板,美国最新的“福特”级航母已经搭载了电磁弹射装置,电磁弹射装置的优点不仅仅在于能耗优势,还在于可以更加灵活地调节弹射力度,在无人机大行其道的今天更加具有优势,因为蒸汽弹射有弹射重量下限要求,而电磁弹射几乎没有。马伟明少将因为在电磁弹射相关的研究获颁国家科技进步奖,也让我们看到了共和国在电磁弹射方面的探索。

说完了弹射器,再说一下尾气导流板。之前曾经不止一次的遇见有人指着“库兹涅佐夫”级航母或者“辽宁”号航母上的竖起的尾气导流板说那是弹射器的情况,当然也有人说那是为飞机提供更大的反作用力的装置,实际上,尾气导流板既可以称之为弹射器一部分,也可以说那是一个独立的设备,它的主要作用是把舰载机在静止状态下的发动机高温尾气进行导流,使之向甲板上方运动,避免长时间高温对甲板的烧蚀和对人员造成伤害,这一装置的出现是由于蒸汽弹射起飞的飞机和“库兹涅佐夫将军”级航母在起飞状态下都有一个利用甲板上的刹车装置在静止状态下发动机加力工作的过程,这一过程中排放的大量高温尾气不仅仅会对甲板和人员造成损伤,严重时还会引起甲板气流紊乱,对降落的飞机产生不利影响。

 

1954年8月,原子能委员会正式同意发展航母反应堆陆上原型堆,核动力航母的研制正式拉开序幕。“企业”号的初步设计始于1954年9月(设计思路见【史话】“企业”号核动力航母的设计思路及分析),初步设计始于1954年9月,初步设计前期包括可行性研究——对高层制定的技术需求提出各种五花八门的设计方案对比分析,选出最佳方案。斜角甲板出现后成为航母飞行甲板的最基本形态。当时设计人员普遍感觉采用核动力后,取消了烟囱结构或许可以重新安排更为合理的飞行甲板布局。因此,设计思路非常广,其中还包括了一种舰桥位于两侧的设计,还有的方案用斜坡取代升降机,运转100000磅舰载机。甚至还出行了类似于上世纪30年代的双层甲板航母的方案。另外部分方案中还考虑采用2-3个推进轴搭配“福莱斯特”级的舰体,牺牲部分航速。

所有的设计方案都要求相当大的尺寸,这一系列初步设计证明了未来核动力航母将继续增长,同时也表明了为减小航母尺寸牺牲的性能过大。

上述那些奇特的飞行甲板布局很快被否定。此外,从机械角度上考虑,航速要求排除了4轴之外的推进方式。

新航母的飞行甲板设计参考了SCB153型常规航母设计(针对“福莱斯特”级的设计问题展开的方案研究,因设计核动力航母而中断),与“福莱斯特”级航母相比,其舰桥后移,将位于斜角甲板前端的2号升降机移至右舷的1号升降机与舰桥之间,“福莱斯特”级航母上剑桥后端的2台升降机中的1部移至左舷腰部弹射器(3号、4号弹射器)后方。与之前的航母相比,“企业”号的机库只分为前后两个区域,分别为2台升降机相连。升降机也被重新设计——外舷右侧添加了1个小楔形结构,方便牵引飞机进出升降机。鉴于传统的舷侧防御系统需要的液体过重,设计者尝试通过不在舷侧防御系统外侧携带液体的方式限制舰体尺寸。当然,那些需要特殊处理的液体如,过氧化氢、润滑油和清洁剂还是保留其中。型航母的航空重油的储量与之前的航母相当,不考虑为护航舰只提供油料时,其搭载量能提高850000加仑。另一方面,与之前的常规航母相比,航空汽油的存量从300000加仑减少到100000加仑,这考虑到新航母将参与全核打击作战,只搭载那些最先进的飞机。新航母设计中首次规定了过氧化氢(300000加仑,作为战斗推力添加燃料)的携带量。这也使过氧化氢替代航空汽油成为舰上主要的液体安全隐患。

核动力提供的无穷航程加上舰上庞大的燃料储存空间,有必要设计一艘之前不可想象的,可以执行更长时间打击任务的航母,因此新航母的弹药搭载量也相应提高。另一项主要的设计需求——快速为1/3的战斗/攻击机补充弹药——通过将预备使用的弹药存放在位于装甲盒中的弹药转运车上为实现。航母快速出动/回收飞机的能力也很重要,新航母将装备光学助降系统,着舰准确度提高下,阻拦索的数量也从6根减少为5根(最终“企业”号安装4根)。

考虑到核动力航母巨大的成本和新奇的动力系统,人们不由自主地希望将其他先进的海军技术整合在航母上。为此新航母配备了体积巨大的电子扫描固定天线板,这是休斯公司SCANFAR系统的一部分,同时计划安装“小猎犬”防空导弹系统。另外,设计者认为核动力航母的反应堆蒸汽温度过低,不适合现有的蒸汽弹射器,准备研制一种内燃弹射器C-14。

当然,随着设计的深入,不断遇到一些新问题。例如,舰载机的重量被迫限定为80000磅,航空燃油的总量也无法达到规定的3000000加仑。另一方面,反应堆锅炉证明很适合蒸汽弹射器的使用后新航母换转了C-7型弹射器(最终安装的是其改型C-13型)。

美国海军舰艇性能委员会为这艘新型核动力航母分配的编号为SCB160。SCB160的初步设计于1956年9月完成,编入1958财年的造舰预算中,作为长期采购项目进入1957财年预算,于1958年2月4日正式开工建造,命名为“企业”号。


来源:网站整理

“企业”号的设计源自于美国海军舰船局1954年2月16日的备忘录中提出的试验性性能:

1.       以航空特性为主;

2.       可以在现有的美国船厂设施中建造和维护(最大尺寸为水线长1080米×130×36英尺);

3.       防护能力至少与“福莱斯特”级相当;

4.       在吊舱甲板上方增加一层强力甲板(为了调整弹射器布置方式);

5.       斜角甲板;

6.       能够运作100000磅的舰载机;

7.       至少8座5英寸54倍径火炮

8.       2000吨航空弹药

9.       最快的航速

10.    4台飞机升降机和4部弹射器,其中2部可以弹射100000磅的舰载机;

11.    300万磅的燃油

我们逐条分析美国海军对其核动力航母的技术设想和发展思路。

第1条是美国海军航母设计的基本原则。航母的设计与所有舰艇一样,是一个妥协折衷的过程。舰载机的技术性能和起降要求直接影响航母的技术形态,无论是舰载机及维护保障系统还是动力系统,搭载的燃油、弹药都在争夺舰上有限的空间,互相制约的影响。当时不同的子系统由不同的设计局研制。比如,航空局负责舰载机和弹射器、阻拦系统,航母舰体和动力系统又是由舰船局负责。主管舰上火炮导弹的是军械局。设计上的冲突导致了技术局之间的争论和冲突(最典型的是航空局和军械局的矛盾。例如,战后围绕着导弹问题,双方激烈交锋,军械局认为导弹作为新的武器系统自然属于自己的管辖范围,而航空局却将导弹视为一种无人机系统,觉得应该由他们负责。最终,1959年这两个局合并为武器局,解决跨部门新武器带来的争端。后来双方又分离,1986年舰船局和军械局合并为现在的海军还上系统司令部的一部分,航空局成为海军航空系统司令部)。在航母设计中,因为航空局更了解实际使用经验,所以一直处于主导地位——“合众国”号的全平甲板方案就体现了这一特点。

第2条:自战列舰就存在的,经济因素之外的舰体尺寸上限。例如,直至“中途岛”航母,美国海军仍坚持航母的宽度能够通过巴拿马运河的原则。战后国内船坞条件成为航母大小主要的限值标准。它不仅要满足正常条件下能够驶入某些船坞维修。想要提高这一限度的话,必须改造或新造船坞,哲学要获得额外的费用,并可能延误新舰艇的建造。从“企业”号最终的技术数据来看,其舰体宽度133英尺超过了这一条规定,表明它排除了在某些船坞进行维修的能力。随着航母越来越大以及经济因素,美国逐渐关闭众多船坞,现在美国航母在东海岸只有纽波特纽斯和诺福克2处,西海岸仅在布雷默顿1处满足航母入坞使用。而且美国航母的吃水仍然受到唯一的航母建造商纽波特纽斯船厂12号干船坞的深度限制。

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美国核动力航母的建造地:纽波特纽斯12号干船坞

第3条,表明现代航母的被动防御设计要求已经弱化。美国航母被动防御的顶峰是“中途岛”级,无论是水平防御能力(厚达76.2毫米-127毫米的装甲飞行甲板)还是舷侧和水下防护(193毫米的舷侧装甲带,严密的分舱,4道防雷隔壁)都是有史以来最厚实的。“福莱斯特”级是首级以飞行甲板作为强力甲板的航母,飞行甲板成为主船体纵桁的上缘,提高总体强度。大型喷气式飞机的上舰增加了航母的总长,从舰体强度上看,舰长又与型深有关。从储备浮力和适航性考虑,还要有足够的干舷高度,但过高的干舷将导致任何增加飞行甲板装甲厚度的举措都会严重影响航母的稳性和适航性。“中途岛”虽然装甲厚,但也是出了名的“湿甲板”,过低的干舷一直是其被诟病的缺点。在设计“福莱斯特”级时曾专门评估飞行甲板装甲化的严重后果,其计量结果是:飞行甲板每增加1000吨,水线长增加10英尺,在不提高动力的情况下维持航速。与此同时,还将增加2英尺的舰宽来平衡舰体,综合总量增加2100吨。最终“福莱斯特”级航母的装甲厚度弱于“中途岛”级,由于“企业”号的确切被动防御性能是保密的,“福莱斯特”级的数据可以作为参考。

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早期“中途岛”级航母装甲布置示意图

对于航母是否需要装备较强的厚重的装甲,美国海军内部有两种观点,一种认为面对现代化的先进反舰导弹和核弹,牺牲舰内空间和其他性能提供的被动防御作用有限。另一些人相信导弹弹头的空间和重量是一定的,如果装甲能迫使敌方为穿甲作出更多牺牲,将极大减小其爆炸威力。在所有现代化舰艇中几乎只有航母才能提供大量的空间用于防御系统。大量较薄的装甲分布在舷侧和各层甲板,配合航母巨大的舰内空间和消防措施成为对付现代化武器的最后手段。一般来说,能击沉一艘航母的唯一办法是引爆它的弹药库。虽然每一层装甲厚度有限,但是综合起来却能将攻击抵挡在弹药库之外。“企业号”在服役时遭遇过弹药走火爆炸事故,大量弹药在飞行甲板上爆炸后并未造成严重创伤,这证实了它的防护能力,也说明损管控制能力和消防设施和有效的训练对确保航母安全的重要性。

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这张“企业”号的建造期间的照片显示了该舰的舷侧防护结构

美国航母装甲防护对比

舰型

甲板防护

舷侧水线以上保护

舷侧水线下防护

舰底防护

中途岛

飞行甲板:76.2-127毫米(3-5英寸)

机库甲板:50.8毫米(2英寸)

外板:约13毫米(0.51英寸)

外板:19.3毫米(0.76英寸)

装甲带:193毫米(7.6英寸)

4道防雷隔壁(由外向里):13毫米(0.51英寸)、16.3毫米(0.64英寸)、32.5毫米(1.28英寸)、13毫米(0.51英寸)

双层底、内底板:22.6毫米(0.89英寸)

外底板:26毫米(1.02英寸)

“福莱斯特”

飞行甲板:44.5毫米(1.75英寸)

机库甲板和第三甲板:31.8毫米(1.24英寸)

外板上部:38.1毫米(1.5英寸)

外板下部:22.9毫米(0.9英寸)

外板:38.1毫米(1.5英寸)

无装甲带

4道防雷隔壁

双层底

“企业”

飞行甲板:>50毫米

吊舱甲板、机库甲板、第三甲板均为防护甲板

双层舰体结构

4道防雷隔壁

双层底

第4条是与前面提到的飞行甲板作为强力甲板有关。“福莱斯特”级航母上的2部腰部弹射器(3号和4号弹射器)靠得过近,导致无法同时弹射飞机。如果加大双方之间的夹角将严重破坏飞行甲板的强度。一种解决方案是将飞行甲板与吊舱甲板之间增加一层强力甲板。这也是美国海军一直希望改动的设计点。不过这种方案会增加上层结构重量,增大排水量,或者降低机库高度。

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“企业”号防雷结构的建造图

第5条不用说,斜角甲板是喷气式飞机上舰过程中最关键的发明。它直接改变了舰载机的降落方式,提高了安全性:直通甲板采用阻拦网将前方的停机区和后部着舰区隔离开。活塞飞机在降落过程中如果一切顺利,舰上的着舰信号官会打出“Cut”的信号,命令飞行员将发动机推到慢车位,然后飞机下坠到甲板,钩住阻拦索,强制制动。而早期喷气式飞机发动机响应慢(犹如汽车只有5档,没有1档一样),“Cut”时机把握不好会造成复飞困难甚至飞机坠毁。而采用斜角甲板后降落区和起飞停机区直接分离,降落的飞机不再需要减小发动机推力,反而是加大马力,以便在没有挂上阻拦索的情况下复飞。斜角甲板的另一个巨大优势是它与舰首的弹射起飞甲板之间形成了永久停机区。则成为打破舰载机群一整体为单位运转的关键。

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活塞飞机及喷气飞机早期时代的着舰信号指挥官,这个动作的意思是给出“Cut”信号

第6条是战后美国海军航母发展和大型化的主要推动力,100000磅重的舰载机也是美国海军理想型的核打击攻击机,“合众国”号航母就是为它而生的——大型舰载机的出现直接导致了超级航母的诞生,而满足舰上所搭载的最重飞机的运作要求也成为控制航母大小的关键因素。在发展“福莱斯特”级时,考虑的最大机型被降低为70000磅,这是设计中的A3D(后来的A-3“空中勇士”)重型攻击机的重量。虽然核武器已经实现了小型化,但是,对性能更高、航程更远、载荷更大的憧憬,促使美国海军航空局在预测未来(60年代)舰载机性能时仍然坚持舰载机的大型化。与此同时,航空局正被舰载机超重问题折磨。最初设计中A3D只有68000磅重。后来有可能增长到100000磅。“福莱斯特”级航母上的重型弹射器C-7设计弹射能力只有70000磅/125节。这一问题又引出了后面列出的第10条要求。

第7条中提到的8座5英寸54倍径火炮几乎是战后美国航母的标准配置。“福莱斯特”级航母前后左右装配了8座这种火炮。然而,面对高性能的飞机,这类火炮逐步沦为鸡肋。当时美国海军正在发展3-T系列防空导弹,并预计这些导弹将很快在航母上出现。

第8条中明确提出了弹药的携带总量,这一点与早期设计“合众国”号和“福莱斯特”级有所不同。后两者强调和打击能力,核弹威力强大,如果航母只是参与核打击作战,不会对弹药总量有太多要求。虽然“合众国”的设计载弹量为2000吨,但是这个数据主要是从庞大的舰体得到的额外“福利”。“福莱斯特”级在保留核打击能力的同时,关注常规作战。其设计载弹量为1650吨,其中有160吨是核弹,在设计“企业”号的50年代,随着喷气舰载机的携带能力的提升,弹药库的容量开始成为限制航母持续打击的重要因素。此外,敌方的防空导弹的服役催生了防区外打击武器,这些新式武器与传统无制导炸弹相比,密度更小,需要占用的空间也更大,维护保养也是个问题。传统上,弹药库必须包裹在防御严密的装甲盒中,根据“平方-立方律”任何涉及装甲盒的新要求都会导致严重的设计问题。

美国航母载弹量与排水量对比

舰型

时间

满载排水量

弹药搭载量

弹药量/排水量

“埃塞克斯”

1944

42600吨

800吨

1.85%

“中途岛”

1945

63000吨

1100吨

1.75%

“福莱斯特”

1955

80000吨

1600吨

2.0%

“企业”

1965

88000吨

2000吨※

2.3%

※   有些资料显示“企业”号载弹量为2520吨,也有资料称为1800吨

第9条体现了美国航母在面对敌方潜艇威胁下的应对手段。战后美国航母航速全部超过30节。战后美国航母航速全部超过30节。这样可以通过速度削弱敌方潜艇的作用。在设计“企业”号时,苏联正在研制新一代速度更快的核动力潜艇。所以尽可能快的航速成为了确保“企业”号安全的重要保障。

第10条是与第8条相关的。4台飞机升降机和4部弹射器是美国大型航母的基本配备。这样可以满足航母同时弹射和回收飞机的需求,体现了美国航母的多用途性和支持高强度作战的能力。“福莱斯特”(前2艘)的4部弹射器中,舰首的两部为C-7型,可用于弹射重型攻击机,腰部的两部为C-11型可将39000磅的飞机加速到136节。由于执行核打击待命的航母必须在规定的时间内出动规定的飞机,而待命飞机一般占据舰首的两部弹射器(腰部的弹射器由于位于着舰区,不可能长时间战备),因而舰首甲板成为当时美国航母发动攻击的主要区域,为此美国海军研究改进“福莱斯特”级的弹药库布置方式,加大前部弹药库的容量(对地武器总量达到60%)。要求中设想的“其中2部可以弹射100000磅的舰载机”也指的是首部弹射器。除了弹射器之外,100000磅舰载机的升降机的性能都提出更高要求,其提升的重量,其次尺寸也要增大,容纳更长、更重的未来飞机。

最后一条贯彻至今,体现了美国海军对燃油载量孜孜不倦的追求。这也是现代战机对航母设计影响很大的一个地方。喷气飞机与活塞飞机相比,耗油量要大得多。例如,第一代舰载机F2H型“女妖”喷气战斗机要消耗16160磅(877加仑)燃油达到480海里的作战半径,而F6F-5型“地狱猫”只要2400磅(400加仑)。一艘装备200000加仑航空燃油的航母(“埃塞克斯”级)能支持500架次“地狱猫”的作战。却只能出动288架次的“女妖”。航母并非将燃油用完后再补给,一般是用到50% 时就需要补给燃油。因此,航空燃油储量成为限制航母持续作战时间的首要条件。早期喷气机和活塞飞机采用危险的航空汽油,这些易燃品必须保存在防护稳固的装甲盒中,后来美国开始采用汽油和性能稳固的航空煤油混合的方法提高航母的载油量。“福莱斯特”级的航空汽油的载量为75万加仑,由于航空煤油可以存储在舷侧防护舱和双层底这些地方,它的载油量提高1倍达到150万加仑。但仍然满足不了饥渴的舰载机。随着活塞飞机逐步淘汰和JP-5燃油的大规模使用,到设计的“企业”号时绝大部分燃油储存无需特殊处理,加上自身采用核动力推进,有望大规模提高燃油搭载总量。

综合上述美国海军提出的性能要求,显然这艘航母的排水量和尺寸得超过“福莱斯特”级,显示出战后美国航母不断增大的总趋势。

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企业号航空母舰

据参考消息网3月12日报道:世界上第一艘核动力航空母舰,被称为“大E”的美国“企业”号11日将启程去执行它的最后一次部署。

据美联社报道,“企业”号正前往中东执行为期7个月的部署任务。在那里,它将随时待命,以应对万一与伊朗爆发的冲突或者索马里的海盗威胁等等。“企业”号见识过这两种场面。1988年,它参加过由于伊朗在波斯湾布水雷而对伊朗发起的报复性袭击。去年,它对索马里海盗劫持船只事件做出了回应。这将是“企业”号的第22次部署行动。在它今年秋季返回弗吉尼亚之后,预计将有成千上万的人出席12月1日的退役仪式。奥巴马总统已接到出席该仪式的邀请。

明年夏天,“企业”号将被拖到它的“出生地”——纽波特纽斯,以便卸下核燃料。这一过程将持续到2015年。在此之后,剩下的舰体将被送到华盛顿州进行拆解。

这艘有着50年历史的航母曾经参加过多场战争,在古巴导弹危机期间发挥过显著作用。在宇航员约翰·格伦搭乘宇宙飞船绕地球飞行时,这艘航母承担观测任务。“50年的服役期。在我国历史上,从未有一艘军舰服役过如此长的时间”,“企业”号航母战斗群指挥官沃尔特·卡特海军少将说。

“企业”号是美国海军中舰体最长的航母。它也是年龄最大的,对舰上4000多名海军官兵来说,这一特征既带来荣耀,又带来大量令人头疼的问题。这艘航母实际上就是一座小城,由于上了年纪而不时需要修理。最初给它设计的期限是25年,但1979年的一次大修和其他的维修让它的寿命又延长了不少。但随着时间的流逝,即使维修最好的舰只也面临着诸多挑战。负责修理意外故障的机械师说,可能会坏掉的部件包括重要的空调设备、把战斗机从机库运到飞行甲板的升降机等。此外,“企业”号有8个核反应堆要维护——比美国其他的航母多6个。如果有零件损坏了,这艘航母还得从零开始制造自己的零配件。航母上的大部分零配件目前已经停产。“企业”号是同级别中惟一尚存的航母。

水兵们对能够在这艘航母上服役尤感自豪,因为“企业”号在海军历史上和流行文化方面都占据了一席之地。当年红极一时的影片《壮志凌云》就是在这艘航母上拍摄的。对海军中士布赖恩·丹尼斯来说,他所在的这艘航母与《星球大战》系列片中的船只同名也让他深感自豪。“我一直都想成为历史的一部分,参加最后一次部署行动绝对值得我将来对儿孙们卖弄一番”,丹尼斯说。

在9·11恐怖袭击发生之后,“企业”号是率先做出反应的舰只之一,但它不会像其他航母那样被改造成博物馆。“企业”号公关部负责人萨拉·塞尔夫—凯勒说,必须在舰体上切割很大的洞才能卸掉核燃料,修理起来代价太高。她还说,许多在这艘航母上工作过的人希望将来能有另一艘航母以它的名字来命名,这么做并非不同寻常。

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