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你不懂的航空母艦知識都在這裡:航空母艦如何維持平衡?

2021-10-22由 道一看 發表于 歷史

絕大多數的船舶都是按照艦體中線嚴格對稱的,但是航空母艦的一種神奇的艦艇卻在甲板上有著非常突兀地上層建築,那麼航空母艦如何維持艦體平衡?時代不同航空母艦維持艦體平衡的方式不同,整體來說包括以下幾種方式重物壓倉,艙室不均衡劃分,左側飛行甲板加寬,左側飛行甲板外飄,甲板不對稱外飄。

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第一代平原型航空母艦,中線對稱,不存在重量分配不均衡問題

蘭利、鳳翔、百眼巨人等初代航母是平原型航母,航空母艦飛行甲板上那就是一覽無餘的飛行甲板。上層建築在飛行甲板下方。

航母嚴格按中線對稱,完全不用擔心出現重量分配不均衡的問題。

但是平原型航空母艦。航海艦橋所在的位置太低,難以操縱,後向視野太差,操作難度較大,航空艦橋根本看不到飛機在哪,只能盲操。

也就是說平原型航母雖然解決了艦體重量分佈不均衡的問題,也避免了艦島干擾起降的問題,但是除此以外一無是處。

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島式上層建築的航母壓艙物和艙室不均衡分佈

列克星頓級航空母艦,皇家方舟級航空母艦,衢城級航空母艦和加賀級航空母艦,因為平原型航母的效能實在是不咋地,所以不約而同地使用了將上層建築偏至於側舷的島式上層建築設計。

一方面儘可能縮小上層建築體積,降低上層建築的質量,降低平衡難度。

另一方面透過艙室的不均衡分配:典型的方盒子航母。靠近艦島一側的艙室比較稀疏。一側的艙室則比較密集,透過增加艦體內部質量的方式來平衡。

但是內部艙室劃分的多細,才能平衡碩大的上層建築?因此在第二代航母出現了航母右傾的問題後,各國海軍也採用了非常簡單粗暴的方式解決重大風險和均衡的問題,那就是你不是靠右嗎?我在左邊給你加上幾噸的鐵塊。強行給他扭回來。

但是透過壓艙鐵的方式解決艦體平衡,會導致航空母艦儲備浮力的降低以及噸位的增加,得不償失。(艦島煙囪不同側的歪路就不提了)

第三代航母,飛行甲板外移

平原性航母視野過差,也就是說航空母艦的上層建築終究是不可或缺的。

但是碩大的煙囪在那裡擺著,上層建築就是再怎麼縮能小到哪裡去?而且有雷達了得想辦法裝上吧?所以艦島的重量實在是不好往下降。艙室分得再密,又能平衡多少質量?對於這個問題,日本的回答很簡單,那就是我把航母的飛行甲板往左稍微挪那麼一挪。

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大鳳號航空母艦

大鳳號航空母艦的甲板飛行甲板左側比右側寬了約2米寬,是沒多寬,但是一百多米長啊,所以日本圓滿的解決了艦島平衡問題。

斜角甲板時代

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斜角甲板時代的航空母艦

因為一個三明治,航空母艦進入了斜角甲板時代,為了保證斜角甲板擁有足夠的長度,所以航空母艦會使用外飄的方式增加航左側飛行甲板的寬度。左側的重量也上來了,讓人頭疼的航空母艦碩大的上層建築帶來的平衡問題正好抵消了。(初代擁有斜角甲板的航母往往是左舷小外飄,右舷側無外飄)

就是隨著艦載機尺寸越來越大,左側飛行甲板的外飄幅度也越來越大,因此好不容易解決了右傾問題後,又得應對左傾問題了,但是有了外飄這個法寶之後艦體不平衡也是個問題麼?右側也往外飄唄。

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飛行甲板外飄幅度演進

艦島中的右側少飄點,艦飛行甲板島比較小的右側飛行甲板多挖幾個窟窿(升降機)基本上能夠實現左右相同的外飄幅度。

兩側都外飄之後,配平問題沒了,就是設計師的頭禿了(複雜的力矩計算)航空母艦也不用擔心降落的時候艦載機撞擊前部已停放機群了,右側甲板正好用做停機區,斜直兩段式飛行甲板帶來的停機區小的問題也被抵消了。

外飄設計很複雜,萬一沒平衡好怎麼辦?

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航空母艦是動輒數萬噸的龐然大物,力矩計算非常複雜,很容易出現計算失誤,但是航空母艦龐大的噸位也帶來了足夠的的容錯度。而且航空母艦依舊需要使用燃料,所以還可以利用油艙來平衡重量。畢竟航母無論何時都會預留一定的燃料以預防突發情況,稍輕的一側燃油少用點就可以解決平衡問題。

小結,航空母艦是軍事工業的皇冠!

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中國遼寧艦

所有軍用的高科技都能用在航空母艦上,航空母艦設計、建造、使用、維護的難度非常高!設計局,造船工業,冶金行業,機械製造與加工業都將受到非常嚴苛的考驗。雷達、近防炮、防空導彈、著艦引導、夜間起降,搖晃狀態下的艦載機維護,航母編隊構成和航空母艦有關的一切的一切都將受到最為嚴峻的考驗,可以說跟軍事有關的,除了坦克沒被考驗以外,其他的都被考驗了!

航空母艦的艦艇平衡問題,僅僅是航空母艦諸多大山中微不足道的一個問題而已!

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