装上同层机库,滑跃航母就能击败福特号 |
送交者: 2025年04月19日05:01:44 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话 |
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据说福建舰技术上已经超越老美的福特舰,不过有几件事仍然被人诟病,那就是载机量不足,而且升降机只有两部,战时无法把战机从下层机库迅速调上甲板,要跟福特舰叫板,这些问题需要解决。 航母的运作和载机量跟其甲板面积有关系,更大的甲板面积有助于舰上飞机调度,同时大的甲板面积,也能停更多的战机。比如老美的很多航母,时常把战机堆放在甲板上。如10万吨级的尼米兹号,最大载机量106架,但其机库的最大载机量为45架,其中包含F/A-18-E/F“超级大黄蜂”战斗机35架,E-2D鹰眼预警机2架,另外还有MH-60R直升机8架,其中固定翼飞机为37架。相对之下。甲板上规划有61个停机位(没有停机位的位置缺少系留孔,飞行无法在摇晃的甲板上固定),相应的,甲板上最多时可以停放61架各型飞机,加上机库里45架,总共106架,但大部分是放在甲板上。不过尼米兹级航母正式编制的舰载机数量只有75架,这些舰载机并非全部都是固定翼的战斗机,其中有19架为直升机,主要担负反潜、救援、补给等任务,F/A-18-E/F“超级大黄蜂”战斗机44架。机库里真要塞满45架也不是正常状态,通常还是有约半数的战机呆在甲板上。 ![]() 尼米兹航母机库 ![]() 带副甲板的滑跃航母 辽宁吃水宽度只有35米,但甲板宽度有75米,因此两边平均可以外飘出20米。外飘甲板的支撑结构需要承受较大的力,本设计因为在右边加装了浮筒,甲板两边都有浮力托着,不需外飘,因此支撑的钢结构所受的力也可以减少,有利于轻量化设计。注意原来的航母因为外飘不能太大,而船头船尾是尖的,因此舰首舰尾甲板也收窄。可是加装附加浮筒后,因为没外飘,甲板是两边托着,所以不需要像原来的辽宁舰那样,舰首舰尾收窄,因此加装的甲板面积不是36x306=11016平方米,而是更多。图中黄色部分划出来的是多出来的甲板面积,这多出来的部分大约有1千多平方米,因此加装副甲板后,辽宁舰的甲板面积增加了约1万2千平方米,比需要的还多了6400平方米。山东舰的舰岛比辽宁舰短了10米,福建舰比辽宁舰进一步缩短了20米。因此舰岛面积可以收缩,并舰岛后移,给起飞空出更多空间。起飞区的面积增加了,调度起来方便了很多。 ![]() 副甲板大幅增加甲板面积 ![]() 辽宁舰内机库 同层机库上的平顶也不能浪费。只要装上5厘米厚的甲板,就能用于战机降落。通常的航母降落跑道宽度只要二十到三十米,同层机库宽36米,用于舰载机降落搓搓有余了。因此同层机库可做成与滑跃甲板同高,也就是7米高,240米长,再加上一个36米长的下坡道,在舰头留下30米长的平地空间,足够战机调头了。这个下坡道的坡度22%(12.5°),不算太大,美国旧金山榛子街和旧金山22街的两条通车街道,最大坡度为31.5%(大约17°),汽车上下都没问题,舰载机着舰只需100米左右的跑道,在同层机库顶部着舰后通常是用牵引车牵引的,航母上的牵引车,怎么地也应该做得比一般的汽车强,牵引舰载机下坡个12.5°的坡应该没问题。 ![]() 同层机库 36米宽,240米长的同层机库,足够容纳60架歼15,加上下层机库的24架,统共可容纳84架战机,已经超过福特舰的正式编制的75架舰载机数了。副甲板面积约12000平方米,再加上同层机库顶上的8640平方米,扣除下坡道占用的540平方米,比原辽宁舰面积增加了20100平方米,辽宁舰原来可用甲板的面积是14700平方米,再加上副甲板面积和同层机库上的顶层甲板面积总面积达到34800平方米,福特舰的甲板面积才19818平方米,比福特舰多了14982平方米。由于战机在同层机库的顶上降落,原来用于降落的斜角甲板,现在不需要了,起飞与降落重叠区不存在了,那些地方释放了出来,可以全部用于停机、起飞和调度。歼15就算全部从195米的长点起飞,如下图所示的整个起飞区所占面积也就7800平方米。除去同层机库顶上的降落甲板的面积8640平方米,可用于停机和调度的面积高达17604平方米。理论上可放121架歼15,舰内下层机库可以放24架,统共可载145架歼15。如果歼15只在105米短距起飞位起飞,那么停机位还能多出4250平方米,总的歼15停机数可以高达174架。而福特舰就算把甲板都堆满战机,最大载机量也不过106架。当然,蛋不要都放一个篮子里,一艘航母上没必要放那么多战机,放75架足够,下层机库不用搞得那么挤,放15架就够了,主要用于维修,上层放60架,可全部置于机库中。如此,该航母留下了大量的甲板面积用于战机准备和调度,战机可从甲板左、右、后方和同层机库前后轻易出动到起飞点,调度起来远比福特舰,福建舰轻松容易。下层机库的15架战机,战时用两台升降机慢慢调上来就足够了。 ![]() 副甲板用38毫米厚的高强度钢做成,36米宽,306米长,38毫米厚的钢甲板重约3365吨,外漂的牵引车道甲板宽5米,长240米,厚1厘米,重只有94吨,降落甲板宽36米,长240米,厚5厘米,重2340吨,下坡道有15米宽就足够了,斜长36米,厚38毫米,重160吨,共重5959吨,乘载60架歼15,每架重33吨,总共重1980吨。战机和甲板加起来共7939吨,注意,这约八千吨的重量并非全部由浮筒承担,而是处于浮筒和舰体之间,应该是两者分担的,估计使用一个直径6米的浮筒,提供8千多吨的浮力就足够支撑一个36米宽306米长的副甲板、降落甲板、战机,和支撑钢架结构和推进装备了,当然航母的吃水增加了一些,整个满载排水量从6万吨,提高到约7万吨。 目前钢价不过4千元一吨,制造总重不超过一万吨的几块钢板和一个圆筒,材料成本不过4千万。柴油机每马力1260元,两万马力柴油机成本不过3千万,再加一个螺旋桨等,为航母加块副甲板的成本不过几亿,相对于福建舰上上百亿的电磁弹射成本,给辽宁舰或山东舰加装副甲板和同层机库提升的战力更多,成本效益要高得多。同时因为不需要安装弹射器及其储能系统,航母主体节省下大量的空间和重量,还能进一步增加载机量。 以前军迷们总说歼15不能在105米起飞点满油满弹起飞,其实是错误理解 事实上,根据苏军在“库兹涅佐夫”航母上的实践结果,就算库兹涅佐夫号滑跃甲板只有12度,在甲板风的帮助下,苏-33也可以从重载起飞点满载起飞,从前部短起飞点实现正常重量甚至满载起飞。根据苏联涅瓦设计局编写的《我们的航母》和苏霍伊官网上由苏33副总设计师撰写的《苏33》一文的数据,俄罗斯的苏33舰载机,25节甲板风时,就算两个发动机坏了一个,苏33战斗机也能够在105米一号和二号起飞位以29200千克的起飞重量安全起飞。而在195米的三号起飞机位,即使是32800千克的满载状态下起飞,就算只用一个发动机也能够安全起飞。 “辽宁”舰的滑跃甲板为14.3度,相对于滑跃甲板为12度的库兹涅佐夫号,在使用同一机型时,可以增加10%的起飞重量,也就是说,苏-33即使从“辽宁”舰的短起飞点起飞,也完全可以满载起飞,并且安全性能也会提高。同理,基于同一原始机型发展改进而来的歼-15完全可以实现满载起飞。 在使用一个发动机起飞时,苏33的推重比是0.43,可以从195米位以29200千克的起飞重量安全起飞。苏33的A31发动机不加力时的推力是7.6吨,那么当以32.8吨满载起飞时,如果两台A31发动机不加力,推重比是0.46,超过以一台发动机加力推进以标准重量(29200公斤)起飞的苏33, 因此在长距起飞点起飞时,苏33可以不使用加力满载起飞,歼15也应能做到。由于加力起飞时油耗量很大,所以从195米位非加力起飞,能为歼15省些油。 如前所述,就算在195米位起飞,本设计的航母可用于停机和调度的面积仍高达17604平方米。而福特舰扣除降落区和起飞区后,剩下的停机和调度区只剩下约10000平方米。以前军迷们反复说,滑跃占了太多甲板面积,以致滑跃航母上没有足够地方停机和调度,现在大家看明白了,只要装上同层机库,就算滑跃航母以195米的长距满载起飞,甲板上停机和调度的面积仍比福特舰多七千六百平方米,如果在105米短距位起飞,那多出的调度和停机区域高达1万1千多平米。以前军迷们说在105米短距起飞点滑跃起飞不能满载起飞,现在195米起飞,军迷们再也不能说不能满载起飞了吧?以前军迷们说在195米长距起飞点滑跃起飞占据太多甲板面积,现在增加副甲板和把起飞降落甲板分开后,即使在195米起飞,剩下的甲板面积仍比福特号多了七千六百平方米,你再也不能说甲板面积不够,调度不开了吧。所以以前军迷们说滑跃起飞的所有问题都是可以解决的,现在都不再存在了。 此外,以前歼15用的是俄制AL-31涡扇发动机,该发动机的推重比较低,推力只有12.5吨,导致苏33在满载时的推重比只有0.75.但最近中国发动机研发进展迅速,据说歼15已经换装国产涡扇10c,其推力增加到14.52吨,那么歼15的推重比就能增加到0.88。此外沈飞还发展出推重比更高的涡扇15,其推力高达18.5吨,如果歼15装上涡扇15,那么其推重比可以进一步增加,也许在航母不动,零甲板风时歼15都能在105短距起飞点满载起飞。 预警机在滑跃航母上起飞也是没问题的,老美的E2C预警机就能从滑跃航母上起飞。目前的空警-600飞不起来,很大程度上是因为其发动机涡桨-6c功率不足,只有3350马力,跟E-2的发动机的7323马力有相当差距,但目前中国发展出AEP500发动机,单台最大输出功率5000KW,大约折合6800马力左右,已经接近E-2C的发动机功率了。不过随着技术的改进,下一代预警机应该至少赶上E-2的水平,在航母上滑跃短距起飞应该不是问题。 本设计的降落甲板设在同层机库上,比主甲板高了一层。多层甲板的设计,二战时曾经尝试过,但被判定为不成功,原因主要有两点。1.多层甲板导致航母重心上移,导致航母横摇加巨,舰载机起飞困难。2. 旧日本帝国海军也发现,频繁起飞舰载机后,由于下层甲板的通风问题,高温和烟雾,几乎很难散去。结果就是下层甲板的工作效率,远不如想象中的那么乐观。如果是现代喷气机,这个问题显然会更加严峻。在下甲板,舰载机喷焰将导致区部温度上升,影响甲板人员的操作。由于其上部有甲板,舰载机尾部喷出的热焰产生的高温不易散去。 ![]() 二战时的双层航母 不过以前不成功,未必在情况改变后也不能成功。本设计与二战时三四万吨航母的主要差别在于,加装浮筒后,该航母虽然达不到双体的标准,但至少也是一体半航母,在水下5米,波浪影响深度之下的浮筒,增加了航母的横向稳定性。那同层机库上的甲板是被原舰体和浮筒两边托着的,不像以前的多层航母,是安在单体舰上的,因此没有以前单体航母的高层稳定性问题。就像四轮汽车比两轮摩托车稳定性高得多一样。另外,舰船的适航性跟其水线长宽比相关,船越宽,横摇也越小,适航性越高,对舰载机起飞降落越友善。辽宁舰水线长270米,宽35米,长宽比是7.7。加了36米宽的副甲板后,长宽比变成了3.8,就是水线宽度变宽了,横摇减少,适航性提高。同层机库上的甲板跟起飞甲板也不在同一条线上,并不安在起飞甲板的上方,不影响发动机喷出的气体向上运动。由于航母舰载机起飞时是顶风航行,喷气发动机喷的气被吹向后上方,不受边上的甲板影响,所以以前影响多层航母的不利因素都不存在。由于机库在同一层,降落的舰载机通过坡道都停在主甲板和同层机库上了,不需升降机来调度战机,因此也没有多层甲板的舰载机调度问题。 综上所述,航母的战力很大程度决定于载机量和甲板上的调度能力,要增加载机量和提高调度能力,就要设法增加甲板面积,但设计思维不需要局限于常规路子,一昧增加吨位,可以考虑横向发展,增加一个用于搭载战机的副甲板和一个潜水浮筒,相当于跟随了一艘战机运输舰,航母只要加装副甲板和同层机库,并把降落甲板装在同层机库之上,就能大幅增加甲板面积,使一艘7万吨的航母载机量超过10万吨的福特舰。并能完全实现降落与起飞分开,方便战机调度,让舰载机在以非加力方式满载起飞的情况下,仍有超过福特舰的甲板停机和调度面积,完全消除以前军迷们诟病的滑跃起飞存在的问题,让滑跃航母的战机出动效率超过老美使用电磁弹射的福特舰,而造舰成本却低得多。目前十万吨的福特舰造价提升到150亿美元,而山东舰造价不过30亿美元,加上副甲板、浮筒和同层机库后,成本不会提高很多,大概只及福特舰的1/4-1/5,但战力却赶上并超过了福特舰。所以中国军工要记住,世界上有别的路子可走,别成天跟屁老美,走自己的路。 |
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