航空母艦(空母)

航空母艦(大型水面艦艇)

空母一般指本詞條

航空母艦(簡稱:航艦/航母,被稱為“海上霸主”)是以艦載機為主要武器並作為其海上活動基地的大型水面戰鬥艦艇、海軍水面戰鬥艦艇的最大艦種。主要用於攻擊水面艦艇、潛艇和運輸艦船,襲擊海岸設施和陸上戰略目標,奪取作戰海區的制空權和制海權,支援登入和抗登入作戰。

基本介紹

  • 中文名:航空母艦
  • 外文名:Aircraft Carrier
  • 簡稱航母
  • 出現時間:1917年7月
發展沿革,第一代航空母艦,第二代航空母艦,第三代航空母艦,主要分類,艦型結構,艦島,飛行甲板,機庫,升降機,武器庫,起飛方式,垂直起飛,滑躍起飛,彈射起飛,降落方式,著艦減速降落,垂直降落,動力系統,常規動力,核動力,艦載機,甲板勤務人員,世界航母統計,

發展沿革

縱觀航空母艦發展的整個歷程,大致可分成三個階段。初期改裝的航空母艦被稱為第一代航空母艦。1922年到1945年間建造的航空母艦已初具規模但還有很多不足,被人們稱為第二代航空母艦。二戰後建造的現代航母為第三代航空母艦。

第一代航空母艦

1910年11月14日,美國飛行員尤金·伊利(Eugene Ely)駕駛“柯蒂斯” 雙翼機從巡洋艦“ 伯明罕” 號前部加裝的長25.3 米、寬7.3米的木質平台上實現了起飛。1911年1月18日,伊利駕駛飛機又在停泊狀態的裝甲巡洋艦“ 賓夕法尼亞” 號後部加裝的平台上利用飛機尾鉤鉤住制動索著艦成功。這兩次勇敢的實踐證實了在艦上起降飛機的可能性,標誌著航空母艦雛型的誕生。1912年5月2日,英國海軍上尉格里高利在戰列艦上起降飛機成功。這些成功的實踐,促使了英國海軍航空兵的誕生, 一個新兵種開始在海軍序列中出現。
第一次從停泊的船隻上起飛第一次從停泊的船隻上起飛
第一次世界大戰中,潛艇的作戰能力日益顯露。為了發揮飛機特有的偵察反潛能力,英國海軍首先開始了航空母艦的改裝研製工作。他們首先將一艘運煤船改建成航空母艦,並命名為“皇家方舟”號。雖然從表面看,“皇家方舟”號可以稱得上是世界上最早的航空母艦,但嚴格地說, 它其實是“ 水上飛機母艦” 。由於當時陸上飛機在艦上起降,危險性較大, 因此, “ 皇家方舟”號搭載的是能在水面起降的水上飛機, 由母艦上的起重吊桿將飛機吊到水面然後起飛,飛機在水面降落後將其回收到甲板上。正是因為水上飛機不直接在艦上起降,所以最初的航空母艦上的甲板很小。艦載水上飛機的起降方式不但麻煩、費時,而且難免會碰壞飛機。所以在使用上述方法的同時,人們開始探索讓飛機直接從軍艦上起飛和降落。那時飛機基本上全是雙翼機,重量輕,飛機的起降滑跑距離短,這就為飛機在軍艦甲板上直接起降提供了可能。
1918年,第一次世界大戰後期,英國海軍將一艘大型巡洋艦“暴怒” 號的前、後甲板上的主炮塔拆除,鋪上木製的飛行跑道,以甲板中部的上層建築為界,艦首的跑道供飛機起飛,艦尾的跑道供飛機降落。“暴怒” 號因此成為最早出現的由軍艦改裝而成的、具有飛機起降功能的航空母艦。
百眼巨人號航空母艦百眼巨人號航空母艦
1918年9月,英國海軍將正在建造的一艘客輪改裝成具有全通式飛行甲板的航空母艦“百眼巨人” 號。在改裝中,“百眼巨人”號原有的煙囪全部被拆除,改裝成從主甲板下面通向碗尾的水平排煙道。由於整個飛行甲板非常平坦、空曠,幾乎看不到任何上層建築,因此這種全新模式的航空母艦,又被稱為平原型航母。
美國於1922年成功地把一艘運煤船改裝成了美國海軍的第一艘骯空母艦— “蘭利” 號。與“百眼巨人”號一樣, 它也是一艘典型的平原型航母,艦體的最上方是寬闊平坦的全通式飛行甲板。整個軍艦的上部用支架撐起一個飛行平面, 就像一輛“ 帶篷馬車” 一樣。煙囪被放倒,桅桿被拆除,指揮塔被布置在全通甲板電下面。
從“ 百眼巨人”到“蘭利”號,英美兩國海軍經過長期探索和反覆試驗,終於相繼改裝出了第一代航空母艦,這在世界航空母艦發展史上是一個值得紀念的里程碑。

第二代航空母艦

經過多年探索,特別是經過第一次世界大戰中海戰的檢驗,一些大國海軍在航空母艦的設計、建造和使用要求等方面都積累了豐富的經驗,對未來航空母艦的模式,有了一個較為清晰的認識。同時也是為了彌補第一代航空母艦許多先天不足,於是開始著手設計、建造新一代航空母艦。第二代航空母艦由於從一開始就是為了適應搭載作戰飛機的需要而專門設計的,因此被稱為是具有“純正血統” 的航空母艦。
1922年12月,日本帝國海軍的第一艘航空母艦—“鳳翔” 號誕生了,它不是改裝的,而是開始就按航空母艦設計建造的,因此它被認為是世界上第一艘真正的航空母艦。“鳳翔” 號一改第一代航母的平原型結構,採用了島式上層建築。一個小型的塔式艦橋被設定在飛行甲板的右舷,共上面帶有三角艦桅。在島式建築的後面,有三個可同時向外側放的煙囪。1923年,經過試航後,日本人認為該艦的飛行甲板比較狹窄,島式上層建築在艦載機起降時非常礙事,遂決定拆掉島式上層建築。這樣,第一艘“ 純正血統” 的航母“ 鳳翔” 號又退回到第一代航母的平原型模式。
隨後,英國也推出了全新的“競技神” 號航空母艦。這艘航空母艦採用封閉式艦首,在巨大的全通式飛行甲板上, 一個環繞著煙囪的大型艦島被配置在艦體的右舷。由於“ 鳳翔” 號的半途而廢, “競技神” 號骯空母艦實際也就成了第一艘真正採用島式結構的航空母艦。此後,世界各國新建造的航空母艦,幾乎都採用了類似的島式結構,並且一直沿用至今。
1940年1月,英國海軍進攻塔蘭托的戰鬥,初步顯示了航空母艦的威力。同年12月,日本海軍航空母艦編隊偷襲珍珠港取得成功,以及後來日本海軍在偷襲珍珠港的第三天,為衝破英國人的封鎖而擊沉了英國的一艘號稱永不沉沒的“ 威爾斯親王” 號戰列艦以後,徹底打破了戰列艦統治大海的神話,使航空母艦一躍成為海戰的重要角色。可以說珍珠港事件是航空母艦發展史上的里程碑。

第三代航空母艦

1946年7月,第一架“鬼怪”噴氣戰鬥機在美國海軍“羅斯福” 號航空母艦上彈射試飛成功。這種在重量和航速方面都比螺旋槳飛機大好幾倍的噴氣飛機使航空母艦面臨著嚴峻的考驗,促成了斜角飛行甲板、新型彈射器等幾種航空母艦關鍵設備的誕生。
1961年,世界上第一艘核動力航空母艦— 美國海軍9 萬噸級的“企業”號正式服役,把航空母艦的發展推向了一個新高度。核動力裝置, 使“企業” 號航母具有35節的最大航速,寬敞的甲板空間,40萬海里/20節的極大續航力,並增大了艦上武備彈藥和給養儲備。
英國在60年代初研製成功“ 鷗” 陸上垂直/ 短距起降飛機後, 又於1975年研製成功由“鶴” 派生的“海鶴”垂直/ 短距起降艦載機,並將它裝備於戰後新建的第一艘輕型骯空母艦— “無敵”號。這標誌著艦載飛機開始從彈射起飛向超短距起飛過渡。
總的來說,航空母艦在第二次世界大戰期間獲得了迅速發展。航空母艦數量的急劇增加,導致了航空母艦新艦型的不斷湧現,從而使航空母艦的性能也進一步最佳化。

主要分類

航空母艦按艦載機分類,可分為專用航空母艦和多用途航空母艦。專用航空母艦可分為攻擊型航空母艦、反潛航空母艦(或直升機母艦)、訓練航空母艦以及護航航空母艦。護航航空母艦於二戰後已全部退役。攻擊型航空母艦主要載有戰鬥機和攻擊機。航空母艦按排水量大小可分為大型母艦(排水量6萬噸以上),中型航母(排水量3-6萬噸)和小型航母(排水量3萬噸以下);按動力裝置可分為核動力航空母艦和常規動力航空母艦。

艦型結構

艦島

島式上層建築是現代航母的標誌性船體結構之一。其實早期的航母並沒有島式建築,許多航母是由其他艦船改裝的,在原有主甲板上用鋼柱支撐起一個飛機起降平台。上面起降飛機,下面就是簡易機庫。經過許幾十年的運用實踐,才逐步演進成了現在我們所見到的島式建築。
“企業”號的艦島(改裝後)“企業”號的艦島(改裝後)
島型建築不僅可以使操艦人員和指揮人員可以站得更高,看得更遠,而且可以將煙囪收在其中,廢氣向上方排出,減少了排煙對飛行員的影響。早期航母的煙囪設定在舷側,並且比較低矮,航行時濃煙經常瀰漫甲板,不僅影響飛行員的視線,也對飛機產生腐蝕。有的航母還設計了可倒伏的煙囪,需要時將煙囪放平,以減少向甲板的排煙。有了島型建築這個問題得到了很大改善。後來,雷達、衛星通信天線等相繼問世,島型建築也為它們提供了最佳的安身之所。島型建築設在右舷的原因是當時大部分活塞發動機的自然扭轉力都向左拉,為了避免著艦時撞向島型建築,自然選擇設在右舷了。這一習慣一種延續至今。當然也有例外,日本二戰時的“蒼龍”號和“飛龍”號是一對姊妹艦,島型建築分別設在右舷和左舷。
國外現役航母的艦島特徵:①島型建築大多建在右舷外飄處,這主要是為了使煙道儘可能不占用機庫甲板的面積。②小型航母島型建築相對較大,原因是為了給機庫和住艙等騰出空間,將一些艙室移到了上層建築內。③中型航母的島型建築一般設定靠艦的肩部,如法國戴高樂號船體相對較小,島型建築如果靠後設定,前面也停不了幾架飛機,而且飛機也不易進入彈射器。④大型航母一般設定中部靠後,原因是採用核動力,不必考慮煙道設定的問題,也不影響前面停放的飛機進入彈射器。美國福特級航母的島型建築設在靠艦尾處,主要是為了給“一站式保障點”留出更多的空間,以便將其集中布置在右舷前部,飛機著艦後可自己滑到此處進行再補給或是卸彈排油,另外靠後設定減少了航行時島型建築產生的紊流影響飛機著艦,並且大幅縮小了島型建築的體積,以便減少雷達反射面積,提高隱身性。

飛行甲板

航母的一大特徵即是巨大的平直甲板,供飛機起降之用,有“海上機場”之稱。不同於陸基飛機在起飛速度不足時僅需延長起飛時間,航母甲板上的空間十分有限,因此甲板設計對航母的戰鬥能力有很重要的影響。最初,飛行甲板僅是在軍艦艦尾處裝上一條長直鋼板。但因為跑道長度有限而起飛速度不足,加上甲板末端的艦島構造亦產生不利於飛行的氣流,這種設計很快被屏棄,因而出現“全通式甲板”。全通式甲板外觀為長直的矩形,攔阻網將甲板分為前後兩部份,前段為艦載機起飛區,後為降落區,而艦橋構造設定於艦舷側。全通式甲板一直到二次大戰結束的1950年代初期是大部分航母的主流。但進入冷戰後,由於噴氣飛機時代的來臨, 以往可滿足螺旋槳飛機起飛的前段跑道長度無法令其起飛,其自後段甲板起飛的跑道長度令其他艦載機在這時無法降落,降低起降效率。此外,全通式甲板也存在著著艦失敗會撞毀跑道飛機的問題。英國曾試過在甲板鋪設橡皮的作法,讓飛機在沒有開動起落架的情況下降落,但這造成飛機降落後難以移動的問題。
由於上述緣故,英國的丹尼斯·坎貝爾上校(Dennis Cambell)提出將甲板自艦身中心線左偏10度、前段甲板就可用來安全地停機和進行起飛的設計概念,若飛機在斜角區降落失敗也不會撞到起飛區與停機區之間的飛機。後來美軍也於1952年5月26日至29日從“中途島號”的斜角甲板上試驗過起降螺旋槳與噴氣飛機,效果皆令人滿意,因此在斜角式甲板概念得到發 揚後,噴氣艦載機才正式於1950年代中期大量使用,大量二戰舊式航母如埃塞克斯級者也被改成斜角式。現今只有輕型航母仍採用全通式甲板,並結合滑跳式甲板的設計,艦載機為直升機與短距起降飛機的話仍可滿足起降效率。此外,通常其艦身左側為起飛區,右側艦島前後處為停機區。中型乃至大型航母皆採用斜角式甲板,艦前方的直通式部份用於飛機起飛,長約70至100米。其斜角式部份則位於主甲板左側,用於飛機降落,約長220至270米,兩部分夾角6至13度。

機庫

機庫為儲存和整備航空母艦艦載機的地方,又分成“開放”和“封閉”兩種。採用開放結構的航母艦體為機庫,甲板上方再額外建造機庫牆壁、甲板支撐柱等結構,再加上飛行甲板。開放機庫的優點為通風良好、傷害管制佳,炸彈若擊入機庫中爆炸造成的衝擊波會釋放到外面;結構較輕、容納飛機多以及可依艦載機尺寸作修正。航母自啟蒙時期一直到二戰中期多為開放結構。封閉機庫則為機庫與船體結構整個一體成形,飛行甲板為封閉強化結構,這種機庫的優點有防禦力強、結構堅固、核生化防護佳等。由於封閉機庫容易累積易揮發的氣體、受到攻擊或者是意外而著火的艦載機不能直接丟入海中等問題,一度很難被船艦設計師所接受。然而當艦載機噴氣化後航空燃料變得相當安全,加上後來發展的消防滅火與監控裝置協助,封閉機庫因而成為了主流。機庫內除了航空飛行聯隊的維修人員外,還有隸屬於航母的“飛機中期維修部門”,可負責進行較大工程的維修作業並分作“引擎部門”(維修艦載機的引擎)、“綜合部門”(修補破損的機體結構或機翼)、“電子零件部門”(整備精密電子設備,如雷達、感應器)和“救難裝備部門”(維修飛機駕駛員的安全設備),若是美國海軍的航母還可在機庫內進行引擎噴氣的試驗。
機庫機庫

升降機

升降機是將艦載機自機庫運輸至飛行甲板的裝置,早期配置於全通飛行甲板的艦身中線的前中或後方,通常為2至3具。升降機也是甲板上最脆弱的部份,如果升降機故障或是遭到破壞會導致飛機無法起降,進而喪失戰鬥力。此外,炸彈也可能會擊穿升降機,升降機又與堆積彈藥與燃料的隔艙接近,一旦引爆將導致嚴重的後果。因此自“胡蜂”號航母起開始將升降機位置調整到艦側,這除了不妨礙起降作業以及安全外,還有著飛機翼展超過升降機寬度時亦能使用的優點。值得一提的是,第一代超級航母的“福萊斯特級”曾在斜角甲板前方設定一個升降機,目的是要讓飛機降落後立刻收入機庫。然而後來發現這樣的機會其實很少,另外航母航行時潑上來的浪會波及到艦載機,故自小鷹級起又將該處升降機位置調整至艦舷側。現代大型航母的升降機寬20多米、深達15米、可負重100噸,升降速度約為一分鐘自機庫搬上一架飛機至甲板。
升降機升降機

武器庫

武器庫是用來儲備各種炸彈、魚雷、飛彈與火箭的區域,位於船艦底部、水線之下,為船頭尾各一處,中間則為機庫,這些武器多以半組裝方式收納。為了將其送至甲板,武器庫有著比飛機升降機更小的專用升降機(以尼米茲級為例,共有九個武器升降機,其外型如一個從甲板向上開啟的門,若為不需用到的情況則可蓋起來成為甲板的一部份),將武器從庫中升到上一層甲板,由各層作業員進行階段性的組裝,再由該甲板的其他升降機往上送(部分通到機庫),以防止彈藥意外誘爆的情況。另外還有連結到艦島右側後方的一個武器集中區域,此處被稱作“武器牧場”。若彈藥爆炸可利用艦島作遮掩,以降低對甲板上飛機的損害。二次世界大戰之後的美國航母還需要另外設計與區隔存放與組裝核子武器的彈藥庫,被稱為“特殊飛機維護儲存區”(Special Aircraft Services Stores,簡稱“SASS”)。冷戰時期基於核子武器的機密和敏感性,這些彈藥庫的使用、人員進出管制與保全都有特別的處理和操作程式,沒有受到相關訓練驗證或者是無關的人員一概不得靠近。第一款安裝SASS的航母是透過《27A改裝案》來加裝相關設備與空間的埃塞克斯級,在設計階段就將SASS融入艦身結構的則是“福萊斯特級”航母。
武器庫武器庫

起飛方式

在早期的航母上,由於艦載機(包括戰鬥機、轟炸機、魚雷攻擊機)重量輕、安全離艦起飛速度低,其帶彈量和作戰半徑有限,因此絕大多數艦載機可以通過自身動力利用有限長度的飛行甲板直接起飛而不需要任何助飛方式。二戰後,人們對航母及其艦載機作戰效能的認識加深,加上艦載機自身的發展,特別是噴氣式艦載機的上艦,航母艦載機的起飛方式也發生了變化。目前,國外現役航母固定翼艦載機的起飛方式主要有垂直/短距滑跑起飛、滑躍起飛和彈射起飛等。

垂直起飛

垂直/短距滑跑起飛方式是利用艦載機發動機推力矢量的控制實現起飛,其主要套用於輕型航母上,如英國“無敵級”輕型航母的“海鷗”艦載機。
使用垂直起降技術的飛機機動靈活,具有常規飛機無可比擬的優點。首先,具有垂直起降能力的飛機不需要專門的機場和跑道,降低了使用成本。其次,垂直起降飛機只需要很小的平地就可以起飛和著陸,所以在戰爭中飛機可以分散配置,便於偽裝,不易被敵方發現,大大提高了飛機的戰場生存率。最後,由於垂直起降飛機即使在被毀壞的機場跑道上或者是前線的簡易機場上也可以升空作戰,所以出勤率也大幅提高,並且對敵方的打擊具有很高的突然性。
F35B垂直起降戰鬥機F35B垂直起降戰鬥機
但使用垂直起降技術的飛機也有許多缺點,首先是航程短。由於要實現垂直起降,飛機的起飛重量只能是發動機推力的83%-85%,這就使飛機的有效載荷大大受到限制,影響了飛機的載油量和航程。同時,飛機垂直起飛時發動機工作在最大狀態,耗油量極大也限制了飛機的作戰半徑。例如“鷂”式飛機的載重量為1060千克時,作戰半徑只有92公里,所以在實際使用中“鷂”式飛機儘量使用短距起飛的方式以延長飛機的航程。因此垂直起降飛機又稱為垂直/短距起降飛機。另外由於垂直起降飛機在實戰中經常需要分散在野外,所以它的維護也非常的困難。

滑躍起飛

滑躍起飛方式是採用航母艦舷部十多度的上翹甲板結合艦載機發動機的推力實現起飛,如俄羅斯“庫茲涅佐夫級”中型航母的米格-29,蘇-27K艦載機的起飛方式。這種起飛方式不需要複雜的彈射裝置,但是飛機起飛時的重量不如蒸汽彈射起飛,使得艦載機的載油量、載彈量、航程以及作戰半徑等受到一定的制約。英國、義大利、印度、中國和俄羅斯等國由於技術限制,無法研製真正在技術和工藝上過關的蒸汽彈射器,所以只能在本國航母上採用滑翹甲板。採用滑躍起飛艦載機的航空母艦在載機起飛時都必須以20節(36公里/小時)以上速度逆風航行,以加大載機相對速度幫助艦載機起飛。
滑躍起飛滑躍起飛

彈射起飛

彈射起飛方式是利用飛行甲板上布置的彈射裝置,在一定行程內對艦載機施加推力來達到艦載機的離艦起飛速度,其主要套用於大型/中型的攻擊或多用途航母上,如美國和法國現役航母。彈射起飛技術是一種新興的直線推進技術,適宜於短程發射大載荷。航母艦載機的彈射起飛技術主要包括液壓彈射起飛、蒸汽彈射起飛以及最先進的電磁彈射起飛技術。
相比彈射起飛,其他起飛方式都需要靠艦載機自身動力實現起飛,可以避免因配置彈射裝置而產生的航母艦體重量/重心、空間布置等問題。但靠艦載機自身動力起飛,會遇到燃油消耗大而使艦載機離艦空中作戰半徑變小,艦面甲板側風和艦體搖擺等因素,影響艦載機起飛作業的環境適應性以及整個艦隊的機動性。更為重要的是,如果依靠自身動力,航母上無法起飛重型飛機,例如預警機。因此,像美、法等國在發展航母時,圍繞核心武器系統——艦載機的效能而採用彈射起飛技術。
1.蒸汽彈射
使用一個平的飛行甲板作為飛機跑道,起飛時一個蒸汽驅動的彈射裝置帶動飛機在兩秒鐘內達到起飛速度。時至今日,只有美國全面掌握了蒸汽彈射器技術,連法國的“戴高樂”號核動力航母也採用美國的蒸汽彈射技術。俄羅斯、英國、義大利和西班牙等國由於技術限制,無法研製真正在技術和工藝上過關的蒸汽彈射器,所以只能在本國航母上採用滑翹甲板(即把甲板盡頭做成斜坡上翹,艦載機起飛後沿著上翹的斜坡衝出甲板,形成斜拋運動),作戰效率遠不如蒸汽彈射器。在在工作原理上,蒸汽彈射器是以高壓蒸汽推動活塞帶動彈射軌道上的滑塊,把與之相連的艦載機彈射出去的。它體積龐大,工作時要消耗大量蒸汽,功率浪費嚴重,只有約6%的蒸汽被利用。為製造和輸送蒸汽,航母要備有海水淡化裝置、大型鍋爐和無數管線,工作維護量驚人。它的最大缺陷在於因為彈射功率太大而無法發射無人機,現役的無人機因為重量輕,在彈射時機體會被加速度扯碎。
一架F/A-18準備彈射起飛一架F/A-18準備彈射起飛
2.電磁彈射
電磁彈射器是一個複雜的集成系統,其核心是直線彈射電動機。這種電動機的概念類似磁懸浮列車採用的技術。與磁懸浮列車所不同的是,磁懸浮列車的運動是漂浮在空氣中,而彈射電動機帶有滾輪,帶著一個滑塊沿彈射器軌道滑行。工作時,電動機得到供電,滑塊在電磁力的作用下拉著飛機沿彈射衝程加速到起飛速度。飛機起飛後,滑塊受到反向力的制動,低速回到出發的位置。在技術方面,蒸汽彈射器和電磁彈射器之間的差別,就如同蒸汽火車與現代磁懸浮列車之間的差別。這就決定了電磁彈射器在性能上遙遙領先。
就技術特性而言,電磁彈射器的優點主要有如下5點:(1)使用範圍更廣:無論是未來可能出現更重的飛機,還是當前小而輕的無人機,電磁彈射器都可以彈射。(2)可用性得到了提高:當前使用的蒸汽彈射器的兩次重大故障間的平均周期是405周,而電磁彈射器可以達到1300周。(3)減少了運行和支援費用:只需要90人就可以操作它,比蒸汽彈射器節省30人。(4)提高了能量利用率:電磁彈射器的效率大約是蒸汽彈射器的10倍,約為60%左右。(5)減少對艦上輔助系統的要求:蒸汽彈射器依賴於航母提供的大批輔助系統,電磁彈射器則簡化了許多,它從關閉狀態到待用狀態的時間不到15分鐘,這讓蒸汽彈射器望塵莫及。
美國海軍從1982年開始進行電磁彈射系統的技術研究,直到2004年秋天電磁彈射器進入成品測試階段。美國海軍測試後選定通用原子能公司作為生產商美國海軍技術網站透露,通用原子能公司的系統採用線性電磁加速電動機已經在新澤西州赫斯特湖試驗中心完成了測試。

降落方式

著艦減速降落

著艦減速降落方式採用攔阻索裝置和攔阻網裝置。攔阻索裝置在正常情況下是艦載機縮短著艦滑跑距離的裝置;攔阻網是在艦載機處於危急情況下著艦時使用的應急設備。美國現役12艘大型航母,法國“戴高樂”號核動力航母,以及俄羅斯“庫茲涅佐夫”號航母上的艦載機均採用此類方式。
在攔阻網的幫助下F-14安全著艦在攔阻網的幫助下F-14安全著艦
攔阻索位於大型航母斜角甲板的中心線,一般情況下在距甲板尾端55-60米處起設定第一根攔阻索,然後每隔約14米即設定1根,一連設定4根(但按現在美國航母的發展趨勢,將逐漸減為3根);每根鋼索直徑大約為3.5厘米,鋼索離甲板的高度為35-50厘米,由弓形彈簧張起,且其兩端通過滑輪與甲板下方的液壓阻尼緩衝器相連。
固定翼艦載機降落前,在空中先放下起落架和襟翼,以實現減速與降低高度的目的。與此同時,還將艦載機尾鉤放下。艦載機著艦後,仍以約200千米/小時的速度向前衝刺,通過伸出的尾鉤,可鉤住甲板上弓起的4根攔阻索中任何一根。鉤住攔阻索的艦載機,帶著巨大的能量繼續向前滑跑;攔阻索兩端連著的液壓阻尼緩衝器帶動了主活塞支柱,將制動液由液壓作動筒擠壓進蓄壓器,使蓄壓器內的空氣被急劇壓縮,從而產生阻尼力。攔阻索被拉得越長,蓄壓器內的空氣壓力就越大,產生的阻尼力也將越人,從而使艦載機的速度迅速降低。一般,艦載機滑跑60-90米後,就能完全停在甲板上。美國海軍現役的MK-7型著艦減速裝置,可將時速達195千米的重22.7噸的艦載機在92米內阻攔停住。為了確保艦載機著艦安全,美國海軍還配有菲涅爾透鏡光學著艦系統。它能使駕駛員更好地知道它相對於正確的下滑航道的位置信息,便於安全降落。
此外,還配有增益目視艦載機回收系統,該系統是裝在著艦系統兩側的兩排燈陣,它對夜問著艦的安全性具有很大的作剛,能指示進場飛機的沉降率,進場飛機的精確位置由其跟蹤探測系統給出。垂直綠色燈陣有兩排,以向駕駛員顯示其沉降率太低、太高或最佳。
“菲涅耳”光學助降系統“菲涅耳”光學助降系統
如果艦載機因尾鉤放不下來,或尾鉤損傷,或艦載機受損,或燃油不多而又無法復飛等原因時,就需迫降;此時,需要臨時架設攔阻網,以迫使艦載機減速停止下來。由於飛機上載有大量的航空汽油,發生火災也是常有的事;而且一旦發生事故,後果極其可怕,往往出現機毀人亡。

垂直降落

彈射器對維護使用的要求很高要徹底解決安全降落問題,最好是垂直降落,所以,超短距起飛,垂直降落,已經成了當前航母艦載機在起降方面發展的基本趨勢。“海鷂”等垂直/短距起降飛機不需要攔阻索和攔阻網等助降設施,即可直接降落在飛行甲板上。通常“海鷂”戰鬥機垂直降落時所需的甲板面積直徑約為20米。此時,航母不需要掉轉船頭或做其他機動動作,以保證“海鷂”戰鬥機迎風著艦。

動力系統

常規動力

常規動力航母的動力系統,其實就是相當於把一個中型燃油熱電廠的設備搬到一艘大船上。因此,常規動力航母的動力包與熱電廠的設備有很大的相似之處,區別主要是蒸汽能源的來源:常規動力航母一般是用燃油鍋爐燒柴油或重油。英國的“女王級”航母的動力是燃氣輪機和柴油機聯合,有總功率不足的隱患。
推進系統推進系統
航母動力包啟動前需要進行設備“吹管”,即用高溫高壓蒸汽,將主蒸汽管道內的雜質和焊渣吹乾淨,以免傷害汽輪機轉子葉片。“遼寧艦”服役初期,前後水線部位側面冒出黑煙和蒸汽,同時發出很大的噪音,就是在進行首次動力啟動前的吹管。

核動力

核動力航母,由於能源來源是反應堆,幾乎可以提供無盡的蒸汽,在船不運動的時候,絕大部分蒸汽用來發電。美國“尼米茲級”核動力航母最大發電功率超過5萬千瓦,相當可觀。十萬噸級超級航母的本身用電量,就相當於一個中小城市。
美國“福特級”核動力航母,電能成了全船動力的核心,蒸汽輪機大部分動力都用來發電,總發電功率高達10萬千瓦級別。預計“福特級”後期批次的航母,將直接用巨型電動機推動推進螺旋槳。巨型電動機的能源由發電機通過電纜輸送,因此整條船,連四根動力大軸都取消了,並且艦載機的彈射和攔阻,都是全電化,這就是目前最先進的全電艦艇。美國“尼米茲級”核動力航空母艦是依靠西屋公司的兩個核反應堆產生高壓蒸汽提供動力和電源。所提供的電力會在艦上長達100千米的主電路內輸送。

艦載機

早期航母搭載的艦載機與傳統戰鬥機基本相同,不過為了滿足可以在有限空間內收納、從飛行甲板上起降等要求,專門為艦載設計的飛機產生了。由於在被賦予艱難任務的同時,還要能在海風侵襲的惡劣環境下操作,所以艦載機的壽命通常不會太長。艦載機飛行員必須要具備極高的飛行技巧,畢竟在飛行甲板上起降比在平坦的陸地上起降要困難很多。
艦載機的種類主要是按照其任務類型來區分。首先,戰鬥機是用來擔負艦隊防空與攻擊護衛警戒任務的,有時還具有反潛、對地攻擊能力。在第二次世界大戰時期,還開發出為了擊沉敵艦的特殊機種。俯衝轟炸機就是最好的代表,它是一種可以從敵人頭頂進行攻擊的機種。魚雷攻擊機是可以搭載魚雷或炸彈的機種,在大戰末期整合成攻擊機,現在則是採用精密制導炸彈或飛彈進行攻擊。用以進行搜尋的偵察機是不可或缺的,過去曾研發出專用的機體,在現在則有在戰鬥機上掛載偵察夾艙做成的戰略偵察機,以及搭載強大雷達的早期預警機。伴隨著攻擊機隊,可對敵方雷達進行干擾,是一種相當可靠的支援機種。另外,由於戰後的潛艇在性能方面有所提升,出現了反潛機,有時這個任務也會交給直升機來擔任。至於其他方面,由於垂直/短距起降機只需要用很短的跑道,對於沒有長飛行甲板的輕型航母或兩棲攻擊艦而言,常被當作戰鬥機使用。
艦載機的種類與代表機型
艦載機種類
主要任務
代表機型
戰鬥機
空對空戰鬥
美國F-14
轟炸機
以炸彈對船艦與地面目標進行攻擊
日本99式艦爆
魚雷機
以魚雷、炸彈進行對艦或對地攻擊
日本97式艦攻
攻擊機
整合轟炸機與魚雷機的機種
美國A-19
戰鬥攻擊機
整合戰鬥機與攻擊機的機種
美國F/A-18
電子戰飛機
以電子戰進行支援
美國EA-6
偵察機
偵查
日本二式艦偵
預警機
依靠雷達搜尋敵人
美國E-2
反潛機
搜尋、攻擊敵潛艇
美國S-3
運輸機
運輸物資
美國C-2

甲板勤務人員

航空母艦飛行甲板上的地勤人員通常按照司職分為七類,其中每個人都被指定著有色運動衫(或顯眼的外套)。被指派負責某類單獨作業的人員佩戴不同顏色的頭盔、或穿著特殊記號或者在運動衫及外套上有指定標記的衣服加以區分。
藍:在航母上工作最簡單的就是那些穿藍裝的艦員了。踏上航母,你會發現,身著藍色工作服、頭戴白色頭盔的升降機操作員隨時待命。他們會根據指示將艦載機從機庫升至艦面。如果遭受意外攻擊,他們會立即將飛機封藏在機庫里。飛機輪擋員穿藍服、戴藍盔。他們負責抽除和墊上輪擋。穿藍服、戴藍盔且工作服上印有“T”字元號的為傳令兵,而穿藍服、戴藍盔、工作服胸背印有牽引機符號的則是艦上的牽引機司機。
黃:飛機準備升空時,航空母艦便轉向宜于飛機起飛的航向上。這時引導飛機向前移動的是身穿黃色工作服的飛機起飛指示人員。他們的任務是將飛機準確地放置在蒸汽彈射器上。
綠:身穿標有“C”字綠色工作服的彈射器操縱員通過前起落架牽引系統和夾緊裝置,將飛機的前起落架與彈射器的往復車緊密相連。準備就緒後,飛行員即按照穿黃色工作服、戴黃帽的指示人員給定的信號,鬆開剎車、加大功率。隨後穿黃服、戴綠帽的飛機彈射官以手勢發出起飛信號。
白:美國航空母艦上穿白色服裝的人數比較多。飛機降落指揮官身著標“LSO”的白色工作服,不戴頭盔。他指揮的位置位於左艦後部的一個平台。他需要詳細了解降落飛機的特性、氣象情況、飛行員情況,並隨時與飛行員聯繫,及時準確操縱燈光信號,確保飛機安全著艦。航母上採用阻攔索以保證飛機減速降落。它能使艦載機在100米內停住。這項工作由身穿綠衣、戴綠頭盔的阻攔索操作員承擔。中隊飛機檢查員穿白服、頭戴綠盔,工作服上塗有黑白交叉排列圖案及中隊符號。白服上標有“LOX”符號、戴白頭盔的為液氧員。標有“SAFETY”符號的是安全員。醫務人員則是白衣白盔且胸背均標有紅十字。
紅:穿紅色服裝的艦員通常承擔極具危險性的工作。如飛機失事救護員、爆炸物處理員、消防員和飛機軍械員,都身穿紅色工作服、戴紅頭盔。
褐:直升機器材檢查員穿褐色工作服、戴紅帽,外場機械員則為褐服綠帽。
紫:航空燃料員一般是紫服紫帽,工作服上還印有“F”標誌。

世界航母統計

國家
名稱
舷號
滿載排水量
級別
起飛方式
動力服役時間
已服役航母
“尼米茲號航空母艦
CVN-68
100,000
蒸汽彈射
1975-05-03
“艾森豪航空母艦
CVN-69
101,600
1977-10-18
“卡爾文森號航空母艦
CVN-70
101,300
1982-03-13
“羅斯福號航空母艦
CVN-71
104,600
1986-10-25
“林肯號航空母艦
CVN-72
104,112
1989-11-11
“華盛頓號航空母艦
CVN-73
104,200
1992-07-04
“斯坦尼斯號航空母艦
CVN-74
103,300
1995-12-09
“杜魯門號航空母艦
CVN-75
103,900
1998-07-25
“里根號航空母艦
CVN-76
101,400
2003-07-12
“布希號航空母艦
CVN-77
102,000
2009-01-10
“福特號”航空母艦
CVN-78
112,000
2017-07-22
“加富爾號航空母艦
550
27,100
加富爾級
短距
常規動力
2008-03-27
“加里波底號航空母艦
551
13,850
加里波底級
1985-09-30
“遼寧號航空母艦
16
60,900
滑躍
常規動力
2012-09-25
“伊莉莎白女王號航空母艦
CVA-01
65,000
短距*
常規動力
預計2017年
“維克拉瑪蒂亞號”航空母艦
R33
45,000
滑躍
常規動力
2013-11-16
“庫茲涅佐夫號航空母艦
063
61,390
滑躍
常規動力
1991-01-21
“戴高樂號航空母艦
R91
42,500
戴高樂級
蒸汽彈射
2001-05-18
“聖保羅號航空母艦
A12
32,800
蒸汽彈射
常規動力
2000-11-15
“差克里·納呂貝特號航空母艦
CVH-911
11,400
阿斯圖里亞斯級
短距
常規動力
1997-08-10
在建已下水航母
“威爾斯親王號”航空母艦
CVA-02
65,000
短距*
常規動力
預計2020年
未知
未知
65,000
002型
滑躍
常規動力
預計2019年
在建未下水航母
未知
未知
80,000
003型
常規動力
未知
CVN-79
112,000
預計2020年
“維克蘭特號”航空母艦
R44
40,000
維克蘭特級
滑躍
常規動力
預計2025年
規劃中航母
未知
未知
未知
004型
預計2020年後
印度
“維沙爾號”航空母艦
R55
65,000
維沙爾級
常規動力
預計2025年後
註:
1、滿載排水量單位是噸
2、帶有*的是雙艦島

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