二
船舶島
早期的航母,如英國的“百眼巨人”號和美國的“蘭利”號,都有平坦的飛行甲板,沒有突出的部分。現代航母基本上都是把艦橋和煙囪集中在飛行甲板的壹側,就像壹個島壹樣,是“艦島”。
從飛機起降的要求來說,航母的飛行甲板上最好什麽都沒有。但航母的塔臺、飛控室、導航室、雷達、通信天線都需要高聳在甲板上。因此,現代航母將這些上層建築設計得很緊湊,集中在飛行甲板右舷的“艦島”上,讓大部分甲板空著,方便飛機起降。
飛行甲板
飛行甲板是航母表面的上層甲板,用於艦載機的起降和停放,也稱為艦面場。由於起降速度低,早期的飛機可以從鋪設在軍艦船頭或主炮塔上部的小甲板起飛,降落在船尾的短甲板上。但現代航母是貫穿全艦的大型上層甲板。需要指出的是,航母的飛行甲板比艦體要寬得多。從正面看,飛行甲板從船體向兩側伸出,形狀十分奇特。
飛行甲板要承受飛機著艦時的強烈沖擊載荷,所以要用高強度鋼板制造。二戰時期,航母飛行甲板表面鋪設了木質甲板,而現代航母飛行甲板表面全是金屬。
直的和斜的飛行甲板
從航母出現到50年代初,航母的飛行甲板都是直的。其形狀為長方形,防沖網將甲板分為前後兩部分;前部用於飛機起降,後部為飛機降落區。防撞網放下,前後區合二為壹,艦載機可以從船尾起飛,不用彈射器。
隨著噴氣式飛機登艦,直甲板的局限性暴露無遺。20世紀50年代初,英國海軍上校卡梅爾提出了斜甲板的想法,經過試驗證明有很多優點,成為現代航母的標準甲板樣式。
斜面甲板分為兩部分。艦首的直甲板是起飛區,後半部的斜甲板是艦區,斜直相交形成壹個三角形的停泊區。傾斜甲板的傾斜度用傾斜甲板中心線與航母中心線的夾角來表示。斜角甲板的優點是當著陸飛機未能鉤住攔阻索時,可以立即拉起復飛,不會與停在前甲板的飛機相撞。此外,艦載機的起飛和降落可以同時進行。
☆彈弓的工作
早期的螺旋槳飛機由於起飛速度低,可以很容易地從甲板上起飛,但噴氣式艦載機的重量和起飛速度急劇增加,只能通過彈射器起飛。
1950年8月,英國在英仙座號航母甲板中心線上安裝了壹個動力沖程為45.5米的BXS-1蒸汽彈射器,試驗初步成功。美國海軍購買了這項專利,並最終開發了它。蒸汽彈射器是利用高壓蒸汽推動活塞帶動彈射軌道上的滑塊將與之相連的艦載機投射出去。美國C-13-1蒸汽彈射器長76.3米,每分鐘可彈射兩架艦載機。如果把壹輛2噸重的吉普車從船頭彈出,可以扔到2.4公裏外的海裏,可見其威力之大。
蒸汽彈射器工作時消耗大量蒸汽。如果以最小間隔彈射,需要消耗航母鍋爐20%的蒸汽。現在,美國正在研發壹種新的電磁彈射方式,但近期很難付諸實踐。
☆拖繩彈射和前輪彈射
艦載機起飛時,彈射導軌上的滑塊用於高速彈射飛機。根據艦載機與滑體的連接方式,彈射方式可分為拖繩彈射和前輪牽引彈射。
拖曳彈射時,甲板人員先用鋼制拖繩將飛機掛在滑橇上,然後用變向釋放桿將其尾部與彈射器後端固定。彈射過程中,向前猛沖的滑塊將指數釋放桿上的固定拉緊螺栓撞斷,導致飛機沿軌道快速加速。在航跡結束時,飛機加速到直線起飛速度並拋離甲板,拖纜從飛機上脫落。滑塊回到彈射器的起點,為下壹步工作做準備。
前輪彈射模式在1964年被美國海軍測試成功。當艦載機前輪支架裝有牽引桿時,前輪直接掛在滑塊上,滑塊在彈射時直接拉動飛機前輪加速起飛。這樣就不需要8-10甲板人員掛取拖纜了。彈射時間縮短,飛機方向安全性好,但這種艦載機的前輪要特別設計。美國海軍的核動力航母都采用這種起飛方式。
☆載具擋板
彈射前艦載機的噴氣發動機是全速運轉的,此時向後噴射高溫高速氣體,對後面的飛機和人員傷害很大。此時彈射器後面豎起的擋板可以使氣流向上偏轉,不會噴到後面的甲板上。這些擋板被稱為“導流板”或“氣體導流板”。
壹般來說,每個彈射器後面都有壹套***3氣體導流板。單引擎飛機起降時,中間打開;當雙引擎飛機起飛和降落時,三個部件都是打開的。為了降低氣流的燃燒溫度,在導氣板後安裝了循環冷卻水的格柵水管。
航空母艦頭部的“角度”
航空母艦飛行甲板的前端有時會伸出壹些角。如果我們仔細觀察,會發現這些“角”都是對準彈射器前端的。其實這就是航母拖纜的“回收角度”。
我們知道,當使用拖繩彈射模式時,拖繩會從彈射出的飛機上脫落。這些拖纜壹般都是直徑20-40 mm的鋼索,如果用壹次就可惜了。於是,設計師在彈射器前的甲板頂部安裝了壹個喇叭。喇叭的前端和兩側套有網袋,牽引繩落入網袋後可以再次使用。
1964年,美國成功測試前輪彈射模式,拖線開始逐漸退出歷史舞臺。在美國新造的大型航母上很難看到回收角。
航空母艦升降機
機庫位於飛行甲板下方,因此飛機在機庫和飛行甲板之間的移動需要電梯的幫助。早期航母的升降舵壹般布置在飛行甲板的中心線上,稱為“舷內升降舵”。這種電梯不受風浪影響;但它不僅影響飛行甲板的強度,還會影響飛機的起降。美國在已建成的埃塞克斯1942上首次采用了“側升”,消除了上述缺點。但也有容易受風浪影響的缺點。
權衡利弊,現代航母廣泛采用側升式。自福裏斯特號以來,美國海軍壹直使用側升裝置,通常左舷四個,右舷三個。以企業號上的電梯為例。它由鎂鋁合金制成,長23.5米,寬15.9米,面積374平方米,自重105噸。這種升降機可以容納兩架主翼折疊的A-7攻擊機,具有在1分鐘內升降總重47.6噸的能力。
☆艦載機攔阻索
在螺旋槳飛機和直甲板航母時代,飛機著陸後必須停在飛行甲板的三分之二處,否則就會沖進前方停機區。直甲板航母上有10-15攔阻索和3-5個防撞網。現代航母上的噴氣式艦載機著艦時不關發動機,情況不好可以馬上復飛,所以阻攔索大大減少。美國海軍有四條攔阻索,第壹條設置在離傾斜甲板尾端55米處,然後每隔14cm設置壹條,由弓形彈簧拉緊,高出飛行甲板30-50 cm。
艦載機著艦時,尾鉤放下,低於起落架,著艦點要在1到2個攔阻索之間,這就要求飛行員有很高的操縱技能。據美國海軍統計,艦載機白天著艦總數約為62-64%,尾鉤約為18%,尾鉤約為16%。晚上,尾鉤掛在第三和第四根繩子上。如果尾鉤沒有鉤住攔阻索,著陸機必須拉起復飛,白天5%左右,晚上高達12-15%。
美國航母的MK-73攔阻索緩沖器,能使30噸級艦載機以140節的速度著艦後跑91.5米。艦載機停穩後,攔阻索自動復位,迎接下壹架著艦飛機的到來。
☆艦載機著艦引導
在20世紀50年代之前,著陸飛行員(LSO)站在飛行甲板的左端,發出飛機著陸的信號。但是,噴氣式飛機登船後,這種方法就不再適用了。65438-0952年,英國海軍中校·格哈特受女秘書在鏡子上塗口紅的動作啟發,設計了早期的光學助降裝置——助降鏡。它是壹面大曲率的鏡子,設置在船尾部的光線射向鏡子,然後反射到空中,為飛行員提供光線的下降斜坡(與海平面的夾角為3.5-4度),飛行員可以根據鏡子中飛機的位置沿著這個斜坡修正誤差,直到安全著陸。
20世紀60年代,英國發明了壹種更先進的“菲涅爾”透鏡光學助降系統,原理上類似於助降鏡,在空中也提供了壹個光線速降面,但其提供的信號更有利於飛行員判斷方位和修正誤差。20世紀70年代,美國海軍研制了全自動助降系統,通過雷達測量飛機的實際位置,然後由航母計算機根據航母本身的運動獲得飛機的正確著艦位置,然後在指揮計算機中進行比較後發出誤差信號,艦載機的自動駕駛儀根據信號修正誤差,引導艦載機正確著艦。
☆菲涅耳透鏡光學助降系統的工作原理
該系統位於航母中部左舷的自穩定平臺上,以確保其波束不受船體左右搖擺的影響。它由四組燈組成,主要是中心垂直排列的五個分段燈箱,通過菲涅爾透鏡發出五層光束,與著陸跑道平行,與海平面保持壹定角度,形成五層斜坡。艦載機進入下滑道的入口處(距航母0.75海裏處),每根橫梁的高度為6.6m。中間壹段是橙色光束,上下分別變成黃色光束和紅色光束。中間部分的燈箱兩側有水平的綠色參考調光燈。當艦載機的高度和滑翔角度正確時,飛行員可以看到橘色的球在綠色參考光的中央,如果保持這個角度,就可以準確地向艦下滑翔。如果飛行員看到壹個黃色的光球,而且它在綠色參考燈的上方,就需要降低高度;如果妳看到紅色光球,而且它在綠色參考光下,妳應該馬上把它舉起來,否則它會撞到航母尾柱的端面,或者落在尾部後面的海裏。
壹組紅色閃光燈垂直排列在中央燈箱的左右兩側。如果不允許艦載機著艦,就會閃爍。此時綠色參考燈和中央燈箱關閉,告知飛行員停止下降,立即復飛,故稱“復飛燈”。復飛燈上有壹組綠燈,叫切斷燈。當它打開時,是允許進入下滑道的信號。
這些燈由著陸引導(LSO)控制。他們觀察船上飛機、起落架、襟翼、尾鉤等的位置。在艦尾左舷的LSO平臺上,壹邊操縱燈光信號,壹邊與引航員交談。艦島上部左後方有壹個主飛行控制室。壹名飛行控制官監視飛行甲板和空中,最後檢查著陸飛機的安全性。在美國航母上,飛控官是高中飛行員,專業是輔助。
三艘航空母艦上五顏六色的衣服
如果我們留心的話,會發現美國航母的甲板人員都穿著五顏六色的衣服,非常惹眼。美國航母的飛行甲板上有壹千多名操作員。為了在起降過程中方便組織,他們主要以工作服和頭盔的顏色作為區分標誌,工作服和救生衣上也標有各自的稱謂和編號。以下是飛行甲板工作人員頭盔和工作服的主要顏色。
人員頭盔、工作服/救生衣(胸/背)的標誌
飛機機動和起落架人員藍色人員編號
飛機起降操作員的黃煌職稱和人員編號
避雷器操作器綠色綠色a
航空燃料工程師紫紫f
貨物裝卸工白供應/郵政
飛機彈射軍官的綠色和黃色頭銜
推料器操作員綠色綠色c
彈射安全觀察員的綠色和紅色頭銜
飛機失事救援人員紅色紅色墜機/救援
電梯操作員白藍e
爆炸物處理幹事(EOD)紅色紅色黑色(EOD)
支持設備故障排除員綠色綠色GSE
直升機著陸信號員紅綠h
直升機飛行設備檢查員紅棕色h。
解開士兵綠色綠色a
這架飛機的著陸指揮官沒有白丟
外場機械中士和維護員的綠色和棕色中隊標誌
維修中士綠色中隊標誌和維修警察
質量檢查中士棕綠色中隊符號和質量保證
飛機維修中士綠、綠、黑、白相間的圖案和中隊標誌
液氧工人白色液氧
維護人員綠色、綠色和黑色條紋和中隊符號
醫務人員白紅十字會
先驅白藍t
軍械紅色,紅色和黑色條紋和中隊符號
攝影師綠綠p
飛行設備檢查員的棕色中隊標誌
安全官員白色白色安全
垂直供應協調員白色和綠色供應協調員
拖拉機司機藍色藍色拖拉機
白送軍官
艦載機的停放
不使用時,艦載機通常存放在機庫內,機庫位於飛行甲板下方,是艦載機停放和檢修的地方。幾十架艦載機需要很大的地方停放,所以現代航母的機庫有越來越大的趨勢。艦載機在機庫內折疊,排列緊湊有序,並空出必要的通道,以便每架飛機通過升降機快速上升到飛行甲板。
天氣好的時候,航母還可以停放在飛行甲板上,用索具系好,均勻地排列在飛行甲板和機庫甲板的眼滑車上,這樣在暴風雨中就不會滑動和碰撞。
☆開放式和封閉式機庫
這兩個機庫其實指的是兩種建造方式。開放式機庫以機庫甲板為強甲板,這是直到二戰中期航母仍在使用的機庫主要結構形式。艦體的上層甲板是機庫甲板,機庫和飛行甲板被設計成艦體的上層建築。這種結構的飛行甲板只承受飛機載荷,不需要縱向隔板。機庫占據了船的全寬,船的兩側就是機庫的兩側。機庫面積大,但防護能力差。
英國1938年完工的皇家方舟號航母,把飛行甲板作為堅固的甲板來承受波浪作用在船體上的力。飛行甲板與堅固的縱梁牢固連接,縱向隔墻從飛行甲板延伸至船體下部,形成壹個整體結構,將機庫圍了起來,因此被稱為“封閉式機庫”。後來,英國在1941年完成的“光輝”級航母飛行甲板上增加了76毫米厚的裝甲。在二戰的生死搏鬥中,這種結構的機庫經受住了考驗。現在已經成為航母的標準機庫形式。只有西班牙的“阿斯圖裏亞斯王子”號還在使用開放式機庫。
航空母艦上的運輸機
人們普遍習慣了航母上載的戰鬥機、攻擊機、預警機、反潛機。但是在美國,航母上還配備了固定翼運輸機,恐怕知道的人不多。這些運輸機主要用於岸艦之間和航母之間的貨物運輸。大型核航母雖然海上自持能力很強,但壹艘航母出海少則幾個月,多則半年。它的90架飛機和5000名人員上難免會出現壹些臨時性的緊急問題,比如人員交流、傷員後送、急需壹些零部件和物品等。這時,艦載運輸機是最便捷的交通工具。
其他國家的航母通常使用直升機執行運輸任務,但對於美國擁有的重型航母,則需要航程遠、速度快的固定翼運輸機。美國現役的艦載運輸機主要是C-2A。該型運輸機由E-2鷹眼預警機改裝而成。1964年E-2服役那年,C-2也進行了首次試飛,兩年後開始量產。目前,有39架飛機在美國海軍服役。飛機彈射上艦時最大載荷4530 kg,陸地起飛時6800 kg,最大飛行速度574 km/h,航程1930 km。該機運送人員時可搭載28人。
☆美國艦載機聯隊
航母的巨大打擊力取決於其搭載的艦載機。各國航母的艦載機與其編制方法並不壹致,但美國大型攻擊型航母搭載的艦載機聯隊最能體現航母的實力。美國海軍艦載機聯隊壹般由8-10中隊組成。整個聯隊有大約80架飛機和2000多名士兵。指揮官為上校隊長,中隊設副中隊長1名,中隊長為中校軍銜。
歷史上,根據作戰任務和航母的實際情況,美國海軍的艦載機聯隊曾采用多種編隊形式,如珊瑚海號航母、肯尼迪號航母、羅斯福號航母、常規航母等。,但70年代以後,主要有三種形式。
壹種是“過渡型”,包括9個飛行中隊:2個F-14A雄貓戰鬥機中隊(* * * 20);兩個F/A-18大黃蜂戰鬥機/攻擊中隊(* * * 20);1 A-6E“入侵者”重型攻擊中隊(16,包括4架KA-6D加油機);1 E-2C鷹眼預警機中隊(* * * 4);1 EA-6B電子戰飛機中隊(* * * 4);1 S-3B“維京”反潛中隊(* * * 6);1 SH-3海王星(或SH-69F拉姆普斯)中隊(***8)和***78作戰飛機。它還攜帶支援飛機,如C-2A運輸機。冷戰時期,美國海軍曾用這種艦載機聯隊與前蘇聯爭奪霸權。
第二種叫“兵力投送型”,就是在上述樣式的基礎上增加4架F/A-18戰鬥機/攻擊機,其他沒有變化。
最新的編織風格被稱為“標準”。1997年,美軍現役的11艦載機聯隊全部改為這種構型。有:1 F-14雄貓戰鬥機中隊,14;兩個F/A-18c“大黃蜂”海軍戰鬥/攻擊中隊,24個;1 F/A-18A海軍陸戰隊戰鬥/攻擊中隊,12;1 E-2C鷹眼預警機中隊,4架;1 EA-6B電子戰飛機中隊,4個;1 S-3B“維京”反潛中隊,8個;1 SH-60F拉姆普斯反潛直升機中隊,5個;共***8個飛行中隊,71架各型飛機。此外,還有兩架HH-60H運輸直升機。